某型直流發(fā)電機運轉(zhuǎn)聲音異常分析

譚小伍 于躍 夏兆滿

摘要：針對某型直流發(fā)電機一起質(zhì)量問題進行分析，介紹了某型直流發(fā)電機的構(gòu)造，總結(jié)了問題產(chǎn)生的原因，分析了現(xiàn)行的修理工藝，提出了使用維護和修理中應(yīng)采取的措施和改進建議，以確保該型直流發(fā)電機在外場的使用安全。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；構(gòu)造；軸承

Keywords：generator；structure；bearing

1 某型直流發(fā)電機構(gòu)造及電路

某型飛機直流電源系統(tǒng)向飛機直流用電設(shè)備提供28.5V直流電，主電源為一臺某型直流發(fā)電機，與發(fā)電機控制盒及線路主接觸器配合工作，向飛機重要設(shè)備匯流條和主匯流條供電。

該型直流發(fā)電機是有補償繞組和全數(shù)換向極的四極并激直流發(fā)電機，主要由定子、電樞、換向器端端蓋、軸組件、防護帶組件、電刷組件六個部分組成。定子上朝換向器端有一個接線板，板上有4個接線柱，兩個大接線柱是供電的E、B接線柱，兩個小接線柱是A、D接線柱。接線柱E、B用于供電，A用于激磁繞組供電，D用于測量均衡電壓。濾波器是兩個金屬化塑料薄膜電容。在電樞的空心軸兩端各裝一個3E180505QT2R3或3D1805KJ8T2R3軸承，在軟軸的傳動端設(shè)有扭振減振裝置。該型直流發(fā)電機在發(fā)動機上水平安裝，電機通過法蘭盤與發(fā)動機連接后用快卸環(huán)（卡箍）固緊。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

在外場對該型直流發(fā)電機進行巡檢，其中一臺直流發(fā)電機在試驗臺上檢查換向火花的性能時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速在5000～8000r/min范圍內(nèi)變化，負(fù)載電流為100%、50%和空載的條件下，發(fā)電機在7000～8000r/min高速運轉(zhuǎn)時聲音異常。分解該直流發(fā)電機，檢查軸承未發(fā)現(xiàn)異常，檢查發(fā)電機軟軸、轉(zhuǎn)子未發(fā)現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象。為進一步摸清發(fā)電機聲音異常的原因，將發(fā)電機的軸承送軸承制造廠分解檢查。

軸承制造廠對軸承做了三方面檢查：一是軸承的外觀和旋轉(zhuǎn)靈活性檢查，檢查合格；二是裝脂量、精度和游隙、硬度的測量，符合要求；三是解剖軸承檢查軸承溝道、保持架、鋼珠的磨損情況，發(fā)現(xiàn)異常磨損。磨損情況如下：

1）在外套圈工作軌跡朝打字面一側(cè)，外套圈內(nèi)徑產(chǎn)生了與保持架外徑接觸摩擦痕跡，放大觀察軌跡中有多條疲勞痕跡（見圖1、圖2）；

2）內(nèi)套圈工作軌跡嚴(yán)重偏移基準(zhǔn)面一側(cè)，放大觀察軌跡中有多條疲勞痕跡（見圖3、圖4）；

3）保持架外徑兩側(cè)產(chǎn)生了和外套內(nèi)徑接觸的圓周磨損帶，寬約2.4mm，深約0.1mm；兜孔產(chǎn)生了較重的和鋼球的接觸磨損，個別兜孔兩個半架存在磨損不等現(xiàn)象（見圖5、圖6）；

4）鋼球表面有輕微擦痕（見圖7）。

從檢查結(jié)果分析，一是軸承運轉(zhuǎn)靈活，游隙合格，仍有很高的精度儲備；硬度合格，潤滑脂的剩余量仍在合格范圍內(nèi)；使用了217h的軸承各項技術(shù)指標(biāo)仍合乎國家標(biāo)準(zhǔn)要求。二是從工作表面鋼球運行軌跡看，軸承在運轉(zhuǎn)中承受較大的軸向載荷，致使軌跡嚴(yán)重偏移中心，軌跡中出現(xiàn)多條疲勞痕跡。三是異常聲音在低轉(zhuǎn)速下不能通過手感、耳聽反映出來，只有在電機高速運轉(zhuǎn)下才會有所反映。

通過上述檢查分析，認(rèn)為造成軸承磨損不正常的可能原因包括：軸承保持架鉚合錯位或加工質(zhì)量不好，造成偏磨；軸承填充潤滑脂不均勻，局部潤滑不充分，造成局部磨損量加大；發(fā)電機裝配不當(dāng)，軸向間隙大，高速運轉(zhuǎn)時導(dǎo)致電樞軸向串動，產(chǎn)生較大的軸向載荷，造成軸承異常磨損。

在對軸承檢測結(jié)果和偏磨原因分析的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)行大修工藝進行工藝分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾方面問題：

1）工廠之前采購的軸承一直執(zhí)行舊的裝脂量標(biāo)準(zhǔn)，原標(biāo)準(zhǔn)裝脂量為1.6±0.4g，發(fā)電機承制廠與軸承生產(chǎn)廠協(xié)調(diào)更改了裝脂量標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)裝脂量為1.9±0.2g，該臺發(fā)電機裝用的3E180505QT2R3軸承裝脂量仍為舊標(biāo)準(zhǔn)1.6±0.4g，裝脂量不足或過少可能發(fā)生軸承干摩擦而損壞軸承；

2）軸承安裝時裝配方向應(yīng)為打字端（標(biāo)志端）朝向輸出軸方向，但實際裝配人員對發(fā)電機結(jié)構(gòu)特點掌握不全，不清楚哪個是軸承安裝基準(zhǔn)面，軸承安裝基準(zhǔn)面裝反的后果是易造成軸承工作不正常和各配合面磨損現(xiàn)象；

3）工藝要求檢查的手段不完善，發(fā)電機裝配時采用的間隙測量工具存在誤差，無法保證測量精度，存在憑經(jīng)驗判斷的情況；

4）軸承旋轉(zhuǎn)靈活性和噪聲檢查缺乏標(biāo)準(zhǔn)，修理中是在低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動下憑手感、耳聽的方法進行檢查，只要轉(zhuǎn)動靈活、平穩(wěn)、無雜音就判定合格，這種簡單方法只能檢查保持架鉚合、工作表面磕碰傷和清潔度的控制情況。而家用電器軸承檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了分貝值，需要通過軸承測振儀檢測控制。

3 采取的措施

1）進一步保證電機的軸向測量間隙數(shù)據(jù)要求，測量軟軸凸臺與電樞空心軸凸臺之間的間隙；選用合適的調(diào)整墊圈裝配完成后，測量軸向間隙；

3）大修中軸承全部換新，軸承潤滑脂由制造廠填充，封存期2年；當(dāng)封存期超過2年時，對于沒有執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)的軸承，應(yīng)返回制造廠重新填充潤滑脂；

4）修理前后分別測量發(fā)電機軟軸和整流子的跳動量，進行對比分析，以改進裝配質(zhì)量；

5）用樣件比對目視檢查軟軸的花鍵（與發(fā)動機連接處）磨損量（與未磨損部分相比較），應(yīng)不超過單個鍵面寬度的三分之一，否則應(yīng)更換新品；

6）大修中，發(fā)電機電刷應(yīng)全部換新，如果其中一個碳刷的彈簧彈力不合格，則8個彈簧應(yīng)同時換新。

4 結(jié)束語

某型飛機的直流發(fā)電機在外場使用時故障率較高，修理過程中應(yīng)加強理論知識的學(xué)習(xí)和修理經(jīng)驗的積累。通過本次對某型直流發(fā)電機質(zhì)量問題的處理，加深了對該型直流發(fā)電機的構(gòu)造原理、各零部件使用以及注意事項的了解，為今后的修理奠定了一定的經(jīng)驗基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]某型飛機電氣與儀表設(shè)備[Z].南昌飛機制造公司.1999.