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应急发电机弹簧蓄能启动不太好使...大管头一次拆开了解内部结构和原理!
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2023.08.04 四川

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弹簧启动马达,又称弹簧蓄能器,它在船舶上的使用,最常见的应该就是应急发电机上了,每个海员的职业生涯中,与他“打照面”的机会必不可少,特别是机舱的同志。以前可能甲板部的很少知道它的存在,自从各个公司对加强每个海员熟悉应急设备要求越来越多,它的使用频率多了起来。


虽然大家都知道它如何使用并了解它大概的工作原理:通过合上卡扣,手摇齿轮机构让弹簧蓄能,然后脱开卡扣机构释放弹簧蓄的能量,反向弹簧力通过前端啮合的齿轮带动发电机飞轮旋转,当达到启动转速后,活塞压缩缸内燃油与空气的混合可燃气体爆炸,产生持续的对曲轴的推力,从而使各缸持续压缩爆炸,发电机得以运行起来,同时启动马达的齿轮随蓄能弹簧的恢复,齿轮回弹脱开发电机的飞轮,防止高速旋转损伤弹簧启动马达。


作为船上应急情况时供电的发电机是应急发电机,按照要求,至少应配备两种以上启动方式。压缩空气,电瓶和蓄能器,成了船上在失电情况下用来启动应急发电机的常用“三大神器”,这是考虑极端情况下能迅速启动应急发电机,并为全船提供应急照明,保障应急设备使用的。

说了这么多,弹簧蓄能器这么厉害,它内部构造是什么样的,到底是如何工作的,不能只知其表,不明其里,只有真正了解到它的内在,才能更好的正确使用它,防止错误的使用让其损坏。

说实话,在船上工作了十年,我从来没有拆过蓄能器。搜遍网络,并未查找到任何关于它的资料。

这次因为我们船的蓄能器出了点问题,之前是很好启动的,现在偶尔启动失败。主要可能是上次让全船都学习启动后,估计有的人用力过猛,内部出了什么问题,于是决定打开看看,到底哪里出了问题,也希望了解内部构造,找到原因并争取修复。


拆检前老规矩,前后位置先作记号,前后端盖的内六角螺栓都可以直接拆除,拿掉前后端盖,取出弹簧本体,这个蓄能的弹簧叫碟形弹簧,因为其外观像一个个紧挨着的飞碟。


左边是盘动机构(传动比力矩齿轮机构),上发条前需要右边的离合机构配合,拉出定位销,带有斜槽的卡扣会牢牢的卡住棘轮,当用专用工具顺时针上发条时,蝶形弹簧和其轴会旋转压缩,右边棘轮与轴间有钢珠和顺着钢珠能够环形滚动的斜槽,棘轮与前端小齿轮同在一个轴套上,棘轮随着轴的转动,它会顶着小齿轮往飞轮端轴向推动,直到顶到钢珠环形槽止动位置,这时候,驱动齿轮也与发电机飞轮啮合上了。


此时继续蓄能时,整根轴是不旋转的,蝶形弹簧持续的旋转压缩挤压到一块,当到达指示的红色位置时,代表蝶形弹簧已经压缩到位,如果再过分用力压缩,可能就会损伤蝶形弹簧。释放时,迅速推下释放手柄,离合机构与棘轮脱开,蝶形弹簧释放蓄的弹簧能量旋转带动发电机飞轮转动,当达到启动转速后,持续的爆炸能量得以让发电机运行起来,同时啮合齿轮回弹脱离飞轮归位。



当我们想进一步拆检时,遇到了比较棘手的问题,蝶形弹簧和轴是一个整体,而且有特别的锁紧装置,通过查询相关知识,想要拆检或者更换蝶形弹簧需要专用工具,我们如果盲目解体可能会破坏或者无法装复,必然得不偿失,为此我们的工作没有再进一步了,只得把棘轮,滚珠,啮合齿轮拆除后检查,涂抹牛油便装复了,经过测试,启动成功率并不高,怀疑蝶形弹簧内部问题(老编感觉是否是蝶形弹簧的弹性不足了),只得报公司申请蝶形弹簧总成,待更换新件后,拆下的蝶形弹簧再进行拆解研究一番。

虽然此次并没有解决弹簧启动马达启动发电机成功率不高的问题,但也并不是一无所获,通过拆检让我们第一次看到了其内部构造,不得不感慨人类的智慧,将机械设备设计如此精巧,让没有电没有气的情况下启动发电机成为可能,为船员海上安全航行又多了一个保障!

来源:航话APP  作者:“合众5”大管轮  周瑞峰 2023年7月27日


以下关于弹簧蓄能启动器的原理解读内容来源于网络收集整理,供参考!

储能起动机能量的储存和释放是以弹簧为介质的,是用较为可靠的碟形弹簧为储能介质的起动机,它可以适应中型、重型,甚至大马力柴油机起动的需要。
手摇碟形弹簧储能的起动机总成由四大部分(机构)组成,即盘动机构、储能机构、释放机构和离合机构。是典型的碟形弹簧储能马达的基本结构示意图。
盘动机构是人力输入机构,主要零件有盘动轴和传动齿轮付。它是将人力做功转换为弹簧势能的必经之路。其作用之一是决定人力盘动需要的盘动空间和角度,使操作便捷舒适;其次它改变输入转矩的旋向,使旋转的轴线符合碟形弹簧储能的主轴轴线方向;第三个作用就是限制盘动轴的反转;第四个作用是对主轴径向的支承和轴向的止推。
弹簧储能起动机

工作原理

弹簧起动安装在机组上

储能机构是起动机的主要机构,主要零件有碟形弹簧和主轴,它们和与其配合的零件一起,实现以下几个功能,一是将前述人力输入转矩转换成轴向力,这个力压缩碟形弹簧组,将能量储存起来;二是将弹簧势能转换成通过主轴输出的转矩,形成带动柴油机旋转的动力。
配套康明斯用的弹簧马达

释放机构是起动机的操纵机构,主要零件有提升杆总成和释放杆工作链。操作者通过提升杆和释放杆实现两项操作。操作提升杆的目的是让释放机构处于准备储能的状态,在这个状态下,主轴的旋转将被限制,以便实现弹簧的储能。操作释放杆的目的是当储能过程完成,柴油机需要起动的时候,解除主轴旋转的限制,同时完成碟形弹簧释能、主轴输出转矩,带动飞轮驱动齿轮旋转的柴油机起动过程。离合机构是使起动机和发动机的运动相结合和脱开的机构,主要零件是飞轮驱动齿轮,它借助于起动机主轴上的螺旋槽,产生轴向移动,当需要起动柴油机的时候,主轴的旋转推动它向飞轮方向运动,实现和飞轮齿圈的啮合;反之,当起动机工作完成,柴油机开始主动旋转时,柴油机飞轮带动飞轮驱动齿轮的旋转,同时使其沿轴线反向移动,脱开齿轮的啮合。

弹簧马达
储能起动机的操作简便。当柴油机需要起动的时候,先确保柴油机供油系统的柴油供给正常,拉动起动机的提升杆,使释放机构处于储能准备状态,用盘动手柄按规定的方向转动起动机盘动轴数圈,达到所需的储能状态,然后按指示的方向推动释放杆,即可完成柴油机的起动。

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