柴油发电机组减震垫的作用和隔振策略

　　导读：康明斯发电机组在运行时存在离心惯性力、往复惯性力、连杆惯性力等致使的振动，为减小柴油发电机振动及外界震动冲击的危害，柴油发电机需通过减振垫与机组底盘连接，减振垫为弹性体。在受到外界强烈的冲击、震动时，普通减震垫容易因应力超过弹性力的极限而断裂损坏。由于康明斯发电机组在运行程序中会带来震动，不仅对操作者的健康造成影响，也会对发电机本身的寿命出现不利影响。因此，怎样减轻康明斯发电机组的震动已成为发电机工厂研讨的热点。由于不但增强减振装置技术的发展，可以高效地改良柴油发电机组的噪音和震动问题。

　　      本文详解的模型所对应的柴油发电机规格为6BTA5.9-G2，对已有机体实体模型进行简化，忽略螺钉孔、油孔、倒圆角、凸台等细小构造，并对气缸体内部的气道、流道等内部构造进行适当简化，得到整机网格模型（如图1所示）。本文由T=0时刻开始构造震动求解，基于时域有限元措施进行激励力施加，陈述结果表明，缸体结构震动在第1周期60°曲柄转角后振动趋于稳定，本文计算柴油发电机2个周期的作业步骤，提取稳定的第2个周期振动响应曲线进行解读。这里分别选择4个参考点的震动响应结果来详解，参考点位置可见图2，分别位于第2个汽缸套、气缸架、机架、机座上，基础为一条垂线。

　　      康明斯发电机组产生的噪声主要由以下几个方面造成：

　　      柴油发电机组发生的震动详细由以下几个方面造成：

　　      柴油发电机组的噪声和震动除了会影响使用者的健康和安全外，还会引起柴油发电机组本身的故障和故障。易见的危害包括：

　　      对应于图2，柴油发电机缸体主体构造震动加转速响应如图3、图4、图5、图6所示。由此可见，由于整机详细受到气缸压力、敲击力的用途，各曲线 Hz线谱，由公式f=n*z/60， （n为转速，n=142；z为汽缸数，z=6）可知，这是由汽缸压力引起的。对于机体组成可明显看出，随着参考点下移柴油机配件，结构震动响应变的复杂，震动加转速幅值变小，除了气缸压力线谱外，较多的结构振动固有特性参与到曲线中。气缸压力线谱仍较明显，因为机座的刚度较弱，机座位置的振动响应最复杂。在350 Hz以内，响应曲线中包含了较多共振峰，这是基座的振动固有频率和激励力频率共同功用导致的。

　　图3  柴油发电机缸体参考点1加转速响应曲线  柴油发电机机体参考点2加转速响应曲线  柴油发电机机体参考点3加载度响应曲线  柴油发电机机体参考点4加载度响应曲线

　　      传统减震技术主要是利用橡胶材料和弹簧等元器件进行隔振和减震，技术成熟、易于实现。但是，传统减震技术的隔振效果相对比较差，危害不大，同时橡胶材料会由于长时间的工作而出现老化状况，降低了使用寿命。

　　      电磁减震技术是利用电磁力对震动进行抑制的减振技术，该技术利用电感线圈和永磁体来出现电磁力，减少康明斯发电机组的振动。该技术的减振效果比传统减震技术更好，但是该技术利用到的永磁体较贵，增加了成本的同时，又因为永磁体的长时间使用而发生磁老化，减少了使用寿命。外置型减振器如图7所示，

　　      智能减振技术是最新的减震技术之一，该技术利用了康明斯发电机组的振动信号，利用数学建模和自动化控制技术对震动进行细说和预测，在适当的时候施加相反方向的阻尼，从而减轻康明斯发电机组的震动。智能减振技术有着更高的减振效果，既不依赖于永磁体，也不会因为橡胶材料的老化而降低使用时限。

　　      智能减震技术在柴油发电机组上的应用需要通过各种探头、数据接口等设备，对发电机的振动数据进行综述和收集。通过内置的智能控制程序来计算阻尼的大小和时间，从而精确地调节减震设备进行自动化控制。

　　（1）更高的减振效果：由于智能减振技术可以对发电机震动进行精确的检测和浅聊，并对阻尼进行定向控制，从而达到更好的减震效果。

　　（2）更稳定的作业：智能减震技术利用的是内置流程来控制，因为没有使用永磁体和受老化危害的橡胶材料，故该技术在作业时更加稳定。

　　（2）除发电机组与基本通过减振垫装配外，发电机组其他部件与外部的连接亦应通过柔性连接。比如，排气管操作波纹减震管连接；排气道、燃油进油管、回油管、配电电缆等亦要通过柔性连接，这样才能最大限度地减小因发电机组运转而对周围物体发生的震动。

　　（3）装备内部的零配件之间也需要防震，最简单的途径就是润滑维保，解除零配件之间的摩擦，对于装备本身的震动大家亦要找出故障进行及时的检验，这有这样才能高效减轻磨耗，康明斯发电机组的安全性和使用时限也当然能得到保障。

　　      柴油发电机在工作时常常会伴随剧烈震动，于是需要在柴油发电机下安装减震垫装置。但是，目前市场上大多数的发电机减震垫用途性都比较单一，现有柴油发电机中所用的减振垫大多采取弹簧构造，虽然吸震弹簧可以吸收震动的能量，但弹簧自身还会有往复运动，而且长久操作，弹簧弹性逐渐丧失，并且传统的发电机减振垫也都是选择单一的弹簧，减振效果也不是很好。

　　      为此，康明斯提出一种发电机减振垫，结构如图10所示。通过安装的伸缩连接杆和电磁线圈，电磁线圈在上套筒与下套筒内为受压收缩状态，发电机进行工作时，如产生震荡，用途力由伸缩连接杆顶端传递至该减振垫，受压部分的上套筒、下套筒和伸缩连接杆收缩，电磁线圈功能将减震垫所受压力进行缓冲，受拉部分的上套筒、下套筒和伸缩连接杆伸展，电磁线圈将由受压状态清除，电磁线圈将发生一定的冲力，进而达到对发电机的减震，由于伸缩连接杆和与之同轴线套筒构造，更加高效保证电磁线圈的垂直运动，提升了该减震垫稳定性，从而使之更加安全可靠，通过安装的压力传感器，当伸缩连接杆受到压力时，会通过二号底盘功用在压力传感器上，压力探头检查发电机振动时出现的瞬时压力，电磁线圈中的电流强度直接由操作界面控制，控制系统根据压力探头检测到压力，同时控制电磁线圈电流大小，实时快速改变弹力方向、大小，从而实现减震效果，防止产生电磁线圈变形的状况，保证了长久的使用，通过装配的减振弹簧，当上套筒受到压力向下移动时，也会作用在减震弹簧上，从而能够更加提升减振垫的减振性能，构造简单，用途性强，适用大批量生产操作，可以有效解除背景技术中的问题。

　　      地基是发电机组避震的基本，是发电机组的承重体，结构如图12所示防音发电机。若基本台板的二次灌浆质量如存在问题，将造成发电机机座的支承刚度不足，导致机座振动失稳，尤其是发电机带负载后会引发机座的电磁共振现象，噪音大、振动大。对于轴承座与机座连体构造的发电机来说，轴承支承刚度将同步下降，导致轴系震动失稳偏大，影响发电机组安全运行。

　　      在发电机初找正阶段，基础台板连接在定子机座底脚下，为了最终找正阶段留有调节余地，一般都在台板与机座底脚间预配垫片组。此阶段该垫片组沿轴向厚度是一致的。最终找正阶段按发电机安装图纸要点，该垫片组是阶梯型规划的）。如果初找正阶段就按阶梯型设计垫片，在配置台板下斜铁时易造成台板变形、

　　      台板下垫铁规划一定要严格按照产品图纸要点去配置，不得随意删减。尤其是大底板下的斜铁规划（如励磁机台板、座式轴承座台板等），因中心区域配置难度大，需花费大量时间去做该作业，但一定要规范到位，点要足够，斜铁配合面接触要面广点多，保障接触刚度良好。台板下斜铁配置不佳，将引发发电机组振动的显着偏大和不稳定，严重时不得不重新凿开二次灌浆层返工、（3）灌浆材料选用

　　      灌浆材料需选择收缩性小、抗压强度大的浆料。国内发电机组灌浆材料的采用已有成熟经验，海外发电机组的灌浆材料若选取新牌号或当地材料，需要事先确认其性能指标，操作业绩等。另外，灌浆工艺的控制需严格、灌浆层的维护要规范，并确维保护期天数充分。

　　      支架是连接发电机组和地基的重要构成部分，其作用是支撑发电机组并传递振动能量。普通固定支架通常由水泥和钢板等材料构造；可调整支架由钢板结构，如图13所示，具有良好的承载能力和耐腐蚀能力。与地基相同，支架的布置该当符合实际要点，能够承载发电机组的毛重和振动力。同时，在支架设计中，需要考虑到材料的优劣、连接步骤、安装步骤等因素。

　　      结论起来，对于康明斯发电机组的隔振举措发电机维修，康明斯需要关注发电机组的地基、支架、减震垫和隔振器等几个方面。通过合理的规划和采取，可以高效减轻震动和噪音的发生，保证发电机组安全、稳定地工作。当然，在使用期间，康明斯还需要注意按期检验和保养，确保避震装备能够持续高效地运作。

　　      随着工业和交通业的飞速发展，康明斯发电机组已经成为现代化社会重要的动力装备。因其具备经济性好、功率大、耐久性强等特征而受到广泛运用。

　　康明斯建议装配一种柴油发电机组减振抗震设备，减轻减轻柴油发电机振动以及外界震动冲击的危害，预防机组在冲击振动时减振垫变形量过大致使减震垫的橡胶层破损。