故障檢修與技術維護

柴油發電機主軸承異響的故障診斷與處理方法

 

導讀：柴油發電機主軸承異響是指發動機運轉時主軸承發出異常的聲響。主軸承位于發動機的曲軸上，承受著曲軸的旋轉力和慣性力，所以它的工作非常重要。當主軸承出現問題時，會產生明顯的異響。為了保持軸承的良好性能，日常必須做好保養、檢測、檢修、防患于未然。對長期運行的柴油發電機組來說， 平時的檢測跟蹤尤為重要，包括軸承的旋轉、振動、溫度、潤滑劑的狀態等。今天給大家分享一下總結的軸承發出異響的原因，希望能幫到大家。

 

一、主軸承異響的特點

 

      發動機主軸承異響的特點包括以下幾個方面：

1. 高頻異響

      發動機主軸承異響通常是以高頻聲音出現，聽起來像是金屬摩擦的聲音。聲音可能會隨著發動機轉速的增加而加劇。

2. 間歇性聲音

      發動機主軸承異響通常是間歇性的，即聲音可能會在一段時間內出現，然后又暫時消失。這是因為主軸承可能在特定的負載條件下產生異常聲音。

3. 磨擦聲

      發動機主軸承異響通常聽起來像是金屬之間的摩擦聲，可能會被形容為嘶嘶聲或嘎嘎聲。聲音可能會隨著發動機旋轉速度的增加而加劇。

4. 增大的聲音

      發動機主軸承異響可能會隨著時間的推移而逐漸增大。如果未及時修復或更換主軸承，聲音可能會變得越來越大，最終可能導致主軸承故障。

5. 伴隨其他異響

      發動機主軸承異響可能會伴隨著其他異響一起出現。例如，曲軸、連桿、活塞環等零部件的異常聲音也可能會同時出現。

      總的來說，發動機主軸承異響通常表現為高頻的間歇性磨擦聲，聲音會隨著發動機轉速的增加而加劇，并可能伴隨其他異響出現。如果發現發動機主軸承異響，應及時檢查和修復，以避免進一步損壞發動機。

 

二、軸承檢查

 

      軸承異響是指在發動機軸承運轉過程中出現的異常噪音，通常是由于軸承內部零件損壞或磨損所引起的。軸承異響不僅會影響設備的正常運行，還會加速軸承的磨損，降低設備的壽命。因此，對軸承異響進行檢查是非常重要的。 軸承異響檢查標準主要包括以下幾個方面：

1. 觀察軸承外觀

      首先要檢查軸承外觀是否有明顯的損壞或變形，如軸承蓋外圈、內圈或滾動體的裂紋、變形等，如圖1所示。如果發現軸承外觀有問題，需要及時更換。

2. 檢查軸承運轉時的噪音

      在軸承運轉時，需要仔細聽軸承是否有異常噪音。如果軸承運轉時出現噪音，需要進一步檢查軸承內部是否有損壞或磨損。

3. 檢查軸承磨損情況

      需要拆卸軸承，檢查軸承內部零件是否有損壞或磨損，并對主軸承孔徑進行測量，如圖2所示。如果發現軸承磨損情況嚴重，需要及時更換。

4. 檢查軸承潤滑情況

      軸承的潤滑情況對軸承的運行非常重要。需要檢查軸承的潤滑情況是否正常，如潤滑油是否充足、潤滑油是否污染等。如果發現軸承潤滑情況不正常，需要及時更換潤滑油或清洗軸承。

5. 檢查軸承安裝情況

      軸承的安裝情況也會影響軸承的運行。需要檢查軸承的安裝是否正確，如軸承是否安裝在正確的位置、軸承是否安裝牢固等。如果發現軸承安裝情況不正常，需要及時調整或更換。

      軸承異響檢查是非常重要的，可以有效避免軸承損壞或磨損，延長柴油發電機的使用壽命。在檢查軸承異響時，需要仔細觀察軸承外觀、聽軸承運轉時的噪音、檢查軸承內部零件、檢查軸承潤滑情況和檢查軸承安裝情況。只有全面檢查，才能確保軸承的正常運行。

 

圖1  主軸承蓋裂紋磁力探傷檢查

圖2  柴油機主軸承蓋孔徑測量

 

三、故障分析

 

      曲軸軸承的響聲較連桿軸承的響聲沉重而有力。主要表現為突然加載時發出沉悶的“鏜鏜"聲，嚴重時還伴有機體振動，發聲部位一般位于缸體的下部，并隨轉速、負荷的增大而增大。

1、原因

① 曲軸軸承與軸頸磨損嚴重或軸承蓋螺栓擰緊力矩不足、松曠，軸承蓋斷裂，曲軸斷裂等，造成徑向間隙過大而發出撞擊聲。

② 曲軸軸承在裝配時間隙過小（檢查方法如圖4、圖5所示），使摩擦表面產生過熱而燒毀軸承合金，甚至抱死。

③ 機油的供給不足或質量過差，使潤滑油膜難以形成，造成摩擦表面出現半干或干摩擦。

 

圖4  曲軸主軸承間隙測量（塑料間隙片位置）

圖5  曲軸主軸承間隙測量（塑料間隙片）

 

 

2、診斷與處理方法

（1）若曲軸主軸承響發生在早期或正常使用期，多數是由于個別軸承蓋螺栓松動或主軸徑潤滑油路堵塞，使軸承異常磨損而間隙過大，這時可做臨近兩缸斷火試驗以確定異響軸承的缸位。

（2）若相鄰兩缸斷火后異響聲減小或消失，表明此兩缸間軸承有異響。

（3）若曲軸主軸承響發生在損耗期，并伴有機油壓力下降，表明各道軸承間隙均過大，應進行發動機大修。

（4）軸承若處于良好的連轉狀態會發出低低的嗚嗚或嗡嗡的聲音。若是發出尖銳的嘶嘶音，吱吱音及其它不規則的聲音，經常表示軸承處于不良的連轉狀況。尖銳的吱吱噪音可能是由于不適當的潤滑所造成的。不適當的軸承間隙也會造成金屬異響聲。

（5）若是有間歇性的噪音，則表示滾動件可能受損。此聲音是發生在當受損表面被輾壓過時，軸承內若有污染物常會引起嘶嘶音。嚴重的軸承損壞會產生不規則并且巨大的噪音。

（6）若是由于安裝時所造成的敲擊傷痕也會產生噪音，此噪音會隨著軸承轉速的高低而不同。

 

四、軸承故障實驗方法

 

      聲發射(AE)是構件在受力狀態下從缺陷處發出的聲信號。聲發射技術具有連續、動態監測故障產生與發展過程的特點。從60年代起，聲發射技術開始進入實用階段。我國對于聲發射技術的研究自70年代初開始起步，至今已取得不少成果，但在柴油機故障診斷方面尚處于起步階段，主軸承故障的聲發射診斷仍是空白。我們在這方面進行了大量實驗研究，力圖找出存在故障時聲發射信號的特征及其隨工況變化的規律，為柴油機主軸承故障診斷研究做一些基礎的工作。

1、聲發射及其輔助測試系統

（1）聲發射傳感器是信號接受部分，其作用是將脈沖信號轉化為電信號，受感應面應和被測對象有良好的聲耦合。對固體試樣，通常應用真空脂、凡士林等耦合劑與之接觸。前置放大器的增益一般選為40 dB,以提高抗干擾能力，其頻帶為60 KHz~2 MHz。

（2）主軸承一旦出現干摩擦，必然導致局部溫度的升高。用溫度計來監測，不失為一種直觀有效的方法。溫度測量法的缺點在于有一定的時間滯后性，溫度測量儀本身的安裝也可能給主軸承故障帶來誘因。可以把溫度測量法作為聲發射檢測的輔助方法。

2、實驗過程

      實驗在主軸承試驗臺上進行，因是靜力加載，所以測出的數據和柴油機主軸承實際工況有所區別，但基本原理相同。實驗過程中，首先對各儀器進行調整和標定，然后連接各線路進行采樣，測出正常及故障工況下的聲發射信號及溫度變化等。

      實驗中利用示波器對各種信號進行直接觀察。用計算機采樣系統對聲發射信號進行采樣記錄，用TEAC磁帶機對電壓信號進行存儲，同時記錄轉速、載荷情況和軸瓦溫度。

 

總結：

      軸承是影響柴油機安全運行的重要零件，柴油機的主要運動件中，大多采用主軸承。主軸承采用流體動力潤滑，曲軸的旋轉作用形成油模承載，同時零件表面對油膜擠壓產生承載力。柴油機的軸承承載油膜壓力由旋轉油膜壓力和擠壓油膜壓力構成。主軸瓦和連桿軸瓦在交變載荷下工作，軸承載荷的方向、大小都是周期變化的，所以軸承內不能保持均勻、恒定的承載油膜。在高速、高負荷，特別是在潤滑狀態不良或進入磨料時，軸承中產生較大的摩擦損失，摩擦損失轉變成熱量使軸承溫度升高，降低潤滑油粘度，使承載能力下降，再加上軸承座及軸的變形，潤滑油流量不足及變質等，使軸承工作條件惡化，造成軸承損壞，如磨損、疲勞、腐蝕、穴蝕、沖蝕等。

 

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