Kendaraan bertenaga tertentu dilengkapi dengan motor listrik ganda untuk menghidupkan mesin diesel. Dua motor listrik ditenagai oleh baterai yang sama, dan sinyal kontrolnya digerakkan oleh kontaktor yang sama. Pada saat menstarter mesin diesel, kedua motor listrik bekerja secara bersamaan untuk menghidupkan mesin diesel. Selama percobaan tertentu, mesin diesel mengeluarkan suara yang tidak normal selama proses start. Penguji segera mematikan mesin dan mengamati melalui lubang observasi pada rumah roda gila. Ditemukan bahwa semua gigi pada roda gigi ring roda gila telah mengalami penggilingan, dan mesin diesel telah bekerja selama total 586 jam ketika terjadi kerusakan.
1, fenomena kesalahan. (1) Pembongkaran motor listrik yang rusak menunjukkan bahwa semua gigi roda gigi kecil telah digiling, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Dengan menggoyangkan roda gigi dengan tangan, ditemukan bahwa jarak bebas aksial dan radial dari roda gigi tersebut sangat besar. Penilaian awal menunjukkan bahwa posisi internal motor starter telah hilang. (2) Profil gigi motor starter lainnya masih utuh, tidak ada tanda-tanda keausan, dan tidak ditemukan serpihan pada roda gigi. (3) Periksa sirkuit sambungan motor starter apakah ada gangguan yang kendor atau terlepas. (4) Periksa ring gear flywheel dan tidak ditemukan bekas karat. Semua gigi telah digiling, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. (5) Periksa baut pemasangan antara braket motor starter dan rumah roda gila, dan tidak ditemukan kelonggaran.
Gambar 1 Penggilingan roda gigi motor starter
Gambar 2 Penggilingan roda gigi ring roda gila
2, Analisis kemungkinan penyebab kegagalan fungsi
Faktor-faktor berikut dapat menyebabkan penggilingan gigi motor starter: ketidaksesuaian ring gigi; Jarak bebas antara permukaan ujung penyambung melebihi toleransi; Paralelisme antara ring gear roda gila dan motor starter melebihi toleransi; Motor ganda mulai tidak sinkron; Masalah operasional; Kerusakan motor starter.
3, Lokasi kesalahan
1. Mengatasi masalah ketidaksesuaian gear ring gear. Semua cincin roda gigi memiliki desain yang matang, dan kondisinya yang diawetkan tetap tidak berubah. Setelah terjadinya patahan, kekerasan permukaan, kekerasan inti, kedalaman lapisan karburasi dan pendinginan, struktur lapisan infiltrasi, struktur inti, dan komposisi kimia dari roda gigi kecil dan cincin roda gigi yang rusak diuji dan terbukti memenuhi persyaratan yang relevan dari baja karburasi 20CrMnTi. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 1.
Komposisi kimia dan kekerasan cincin roda gigi juga memenuhi persyaratan baja sampel 45. Faktor penyebab tidak berfungsinya akibat ketidaksesuaian ring gear dapat dikesampingkan.
2. Periksa jarak bebas antara permukaan ujung penyambung. Nilai jarak bebas yang diperlukan untuk permukaan ujung motor starter adalah 4 ± 1 mm. Karena adanya penggilingan pada roda gigi motor starter dan roda gigi ring roda gila, jarak bebas permukaan ujung tidak dapat diuji ulang. Catatan inspeksi perakitan menunjukkan bahwa jarak muka ujung sekitar 4,2 mm. Periksa kembali baut-baut penghubung motor starter apakah ada kelonggaran, dan pastikan tidak ada kerusakan atau kotoran pada permukaan ujung roda gigi dan ring gear, yang pada dasarnya dapat menghilangkan faktor jarak yang tidak tepat antara permukaan ujung meshing.
3. Periksa apakah ring roda gigi tidak sejajar. Nilai yang diperlukan untuk meshing backlash adalah 0.7-1.2mm, yang dipastikan dengan mengontrol jarak tengah antara roda gigi kecil dan roda gigi ring. Parameter ring gear flywheel mesin diesel dan motor starter small gear ditunjukkan pada Tabel 2.
Nilai desain momen pusat a' adalah 410.05 ± 0.05mm, dan besarnya meshing backlash dihitung melalui proses perhitungan berikut. Proses perhitungan jarak pusat teoritis adalah sebagai berikut:
Setelah memeriksa catatan perakitan, ditemukan bahwa jarak meshing adalah 0.86mm, yang memenuhi persyaratan dan pada dasarnya dapat menghilangkan faktor gigi ring gigi non paralel.
4. Pemecahan masalah start asinkron pada motor ganda. Motor starter ganda pada mesin diesel berbagi relai tahan guncangan. Relai ini dipasang pada intercooler, sangat dekat dengan motor starter, menghindari masalah penurunan tegangan sinyal kontrol yang disebabkan oleh jarak jauh, dan memastikan bahwa sakelar elektromagnetik kedua motor memasukkan sinyal listrik yang sama (bertenaga secara bersamaan, dengan tegangan yang sama). voltase). Sakelar elektromagnetik yang menerima sinyal start untuk menghidupkan motor dihidupkan, dan inti besi yang bergerak mulai bergerak, menyebabkan garpu pemindah bergerak dan mendorong gigi satu arah ke depan ke dalam gigi. Ketika roda gigi kecil terpasang pada tempatnya, sakelar elektromagnetik dihubungkan ke arus utama, dan motor mulai berputar dari keadaan diam, menghasilkan kecepatan dan torsi.
Hal ini dapat disimpulkan dari data mentah kurva startup. Waktu bagi catu daya utama untuk naik ke nilai arus maksimum setelah dinyalakan adalah {{0}}.019 detik dan 0.022 detik , masing-masing. Artinya, waktu yang dibutuhkan motor starter untuk mengeluarkan torsi dari gaya gesek statis mesin ke gaya gesek dinamis setelah catu daya utama dihidupkan masing-masing adalah 0,019 detik dan 0,022 detik. Selisih waktu kedua motor starter mulai dari masukan sinyal listrik hingga penyambungan arus utama adalah 0,003 detik, masih dalam rentang waktu mengatasi gaya gesek statik mesin. Oleh karena itu, ketika berbagi relay, kedua motor hampir sinkron. Faktor yang menyebabkan kegagalan fungsi akibat start asinkron pada motor ganda dapat dikesampingkan.
5. Pemecahan masalah operasional. Menurut umpan balik di lokasi, mesin diesel benar-benar tidak bergerak sebelum terjadi kesalahan penggilingan gigi, dan motor starter diperiksa sebelum dihidupkan. Pastikan kabel penghubung tidak kendor atau lepas, baut pengencang tidak kendor, permukaan ring roda gigi tidak berkarat atau kotor, permukaan roda gigi kecil tidak berkarat atau kotor, dan mesin diesel dapat dihidupkan dengan normal. . Faktor penyebab kegagalan fungsi akibat masalah operasional dapat dihilangkan.
6. Mengatasi masalah motor starter. Hubungan pendek pada kumparan saklar motor starter, gaya pegas balik yang tidak memenuhi syarat, dan inti besi penggerak yang tersangkut dapat menyebabkan gigi kecil tidak dapat kembali ke posisi semula. Untuk menghilangkan faktor kegagalan saklar motor starter, dilakukan pengujian tanpa beban terhadap motor listrik yang rusak. Roda gigi kecil dapat bergerak, dan tegangan isap awal adalah 10.1V dan tegangan pelepasan adalah 3.1V. Data deteksi sakelar ditunjukkan pada Tabel 3, sehingga dapat dikesampingkan bahwa gangguan tersebut disebabkan oleh gangguan listrik pada motor starter, gangguan pegas, atau inti besi yang bergerak tersangkut.
Gambar 3 Posisi gasket pada motor starter
Selanjutnya, bongkar motor starter dan lakukan pemeriksaan. Mesin cuci searah ditemukan rusak. Posisi paking ditunjukkan pada Gambar 3. Kirim paking yang retak untuk diperiksa. Komposisi kimia gasket memenuhi syarat, dan persyaratan teknis kedalaman lapisan karburasi gasket adalah 0.20-0.40mm. Nilai terukur adalah 0,45 mm, menunjukkan bahwa lapisan karburasi tidak memenuhi syarat. Pada saat yang sama, pemeriksaan ulang dilakukan pada poros spline, roda gigi kecil, dan bushing bergerak terhadap bagian-bagian terkait yang rusak, semuanya memenuhi syarat. Untuk menentukan apakah kerusakan pada washer searah merupakan gangguan terkait atau gangguan mendasar, analisis berikut dilakukan.
Posisi paking secara radial: Diameter dalam paking sesuai dengan diameter luar poros spline, diameter luar paking sesuai dengan diameter dalam rumahan, dan diameter luar ujung lain dari roda gigi kecil sesuai dengan diameter dalam. dari perumahan. Ketika paking rusak, runout radial pada kulit terluar mempengaruhi diameter luar ujung lain dari roda gigi kecil. Penempatan paking secara aksial: Salah satu ujung paking diposisikan pada bahu poros spline, dan ujung lainnya, bersama dengan paking karet, diposisikan pada permukaan ujung dalam rumahan. Ketika paking rusak, rumah searah dan poros spline menjadi longgar pada arah aksial. Perpindahan roda gigi kecil meningkat sebesar 3.6-3.7mm.
Fungsi Gasket Perangkat Searah: Gasket digunakan untuk memperbaiki rumah perangkat searah dan poros spline. Ketika paking pecah, rumah perangkat searah dan poros spline menjadi longgar pada arah aksial, sehingga meningkatkan perpindahan sebesar 3.6-3.7mm. Pada saat yang sama, rumah perangkat searah juga kehilangan posisi radialnya. Karena roda gigi kecil diposisikan oleh rumah satu arah dan poros spline, roda gigi kecil juga kehilangan posisi aksial dan radial, yang mengakibatkan kegagalan gigi motor starter.
Perhitungan gaya tumbukan mesin cuci searah: Kecepatan linier roda gigi berbanding lurus dengan kecepatan roda gigi. Kecepatan linier{{0}}kecepatan rotasi x keliling, dan kecepatan linier roda gigi umumnya mengacu pada kecepatan linier lingkaran pemisah. Rumus kecepatan linier adalah V=D × π × n. Dalam rumusnya, D adalah diameter lingkaran pemisah; N adalah kecepatan rotasi. Berdasarkan diagram tampilan motor starter, diameter lingkaran pengindeksan roda gigi adalah 52,5 mm. Kecepatan starternya adalah 7000r/min, dan dapat diketahui kecepatan garis gigi V=D × π × n=52.5 1000 × 3,14 × 7000 60 ≈ 19,23m/s. Berdasarkan rumus perhitungan gaya tumbukan Ft=mv, dapat disimpulkan bahwa gaya tumbukan F yang ditanggung gasket pada saat start adalah F=mv/t. Satuan gaya adalah N, satuan massa adalah kg, satuan kecepatan adalah m/s, dan satuan waktu adalah s. Massa penggerak satu arah starter adalah m=1.6kg, dan kecepatan linier roda gigi adalah v=19.23m/s. Berdasarkan data mentah kurva start, waktu kontak sesaat antara roda gigi starter dan roda gigi ring mesin adalah t=00,0008s, sehingga gaya tumbukan yang ditanggung paking pada saat start adalah F{{ 24}}mv/t=1.6 × 19.23 ÷ 0.0008=38460N. Perbandingan pengujian destruktif statis melalui gasket terungkap. Kedalaman lapisan karburasi pada mesin cuci searah tidak memenuhi syarat, dan kerapuhannya meningkat. Bila kedalaman lapisan karburasi melebihi 0,04 mm, maka dapat menahan gaya tumbukan sebesar 37546N, dan bila kedalaman lapisan karburasi melebihi 0,08 mm, dapat menahan gaya tumbukan sebesar 33883N.
Oleh karena itu, dapat ditentukan bahwa karburasi yang tidak memenuhi syarat pada mesin cuci searah adalah penyebab utama kerusakan ini.
4, Konfirmasi dan resolusi kesalahan
Gambar 4 Lintasan Ekspansi Searah
Setelah mesin berhasil dihidupkan, gigi kecil motor starter kehilangan posisi aksial dan radial karena pecahnya paking, mengakibatkan kemacetan mekanis dan ketidakmampuan untuk mereset sepenuhnya. Roda gigi kecil terseret ke belakang oleh ring gear roda gila mesin dengan kecepatan tinggi dalam waktu yang lama, dan selongsong tembaga pada roda gigi kecil cepat aus. Pergerakan radial roda gigi kecil bertambah, mengakibatkan perubahan jarak tengah dan panjang sambungan roda gigi, menyebabkan penggilingan roda gigi kecil dan roda gigi ring roda gila, deformasi rumah searah, serta gangguan dan gesekan antara penutup ujung rongga dalam. dan perumahan searah. Dari tanda meshing terlihat bahwa tanda meshing seragam, dan panjang tanda meshing sekitar 3.7mm lebih panjang dari nilai teoritis, yang sesuai dengan nilai teoritis 3.6-3.7mm peningkatan perpindahan gigi kecil yang disebabkan oleh pecahnya paking.
Setelah mengganti paking yang memenuhi syarat, motor dihidupkan kembali dan ditemukan bahwa mesin diesel hidup normal tanpa kesalahan serupa terjadi lagi. Untuk mencegah terjadinya malfungsi serupa, operator harus memperkuat pemeriksaan motor starter sebelum memulai dan setelah berhenti, memastikan bahwa gigi motor starter dalam keadaan reset. Jika penyalaan tidak berhasil, catu daya DC motor starter harus dimatikan, motor starter harus diperiksa, dan penyebab kegagalan penyalaan harus dihilangkan sebelum memulai kembali. Untuk motor starter ganda, jika salah satu motor starter gagal dan kesalahan tidak dapat dihilangkan, tindakan seperti melepaskan terminal sakelar kontrol dari motor starter yang rusak dan menghidupkan darurat motor starter tunggal dapat diambil.