黃 彥， 張玉春， 陳 軍

(江蘇林海動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)有限公司，江蘇 泰州 225300)

SPE200汽油發(fā)動(dòng)機(jī)配套的發(fā)電機(jī)組，主要作為常規(guī)電源銷往非洲。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)組的用途越來越廣，開始應(yīng)用于供暖、制冷等方面，有時(shí)作為應(yīng)急機(jī)組，隨時(shí)都要保障對(duì)用電設(shè)備的供電，如電腦、冰箱、空調(diào)等。由于這些用電設(shè)備對(duì)用電品質(zhì)要求較高，故對(duì)發(fā)電機(jī)組的輸出電壓和輸出功率都有較高的要求。

為滿足用電設(shè)備的要求，提高發(fā)電機(jī)組的輸出電壓和輸出功率的穩(wěn)定性，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的后備功率、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性方面提出更高要求，特別是過載功率(額定功率的10%)下的突加負(fù)載性能。出廠試驗(yàn)中，增加了過載功率下突加負(fù)載性能、頻率下降不超過5%的要求。

出廠試驗(yàn)增加要求后，發(fā)動(dòng)機(jī)一次裝配合格率大幅下降。小批統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的一次裝配合格率由原來的98.58%下降到76.44%。發(fā)動(dòng)機(jī)出廠試驗(yàn)情況如圖1所示。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)出廠試驗(yàn)情況

運(yùn)用柏拉圖分析法，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足、突加負(fù)載悶機(jī)和游車是影響發(fā)動(dòng)機(jī)合格率的主要原因，其中突加負(fù)載悶機(jī)和游車故障也與機(jī)器過載功率不足有關(guān)。柏拉圖分析法如圖2所示。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足的原因

過載功率不足是發(fā)動(dòng)機(jī)常見的故障。過載功率下發(fā)動(dòng)機(jī)不能穩(wěn)定在應(yīng)有的轉(zhuǎn)速或頻率下，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)就會(huì)出現(xiàn)功率下降、加速不良等情況，發(fā)電機(jī)組就會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)、功率不足的情況，不僅影響用電設(shè)備的正常使用，還會(huì)加速零部件的磨損，影響發(fā)電機(jī)組和用電設(shè)備的使用壽命[1-2]。

1.1 原因分析

根據(jù)TQM質(zhì)量改進(jìn)工具—魚骨圖法，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)量六個(gè)方面對(duì)可能造成過載功率不足現(xiàn)象的因素進(jìn)行分析。過載功率不足原因分析如圖3所示。

圖2 柏拉圖分析法

圖3 過載功率不足原因分析

對(duì)可能造成過載功率不足的34個(gè)原因逐一分析，排除人為試車、裝配及測(cè)試臺(tái)的原因，測(cè)試均根據(jù)環(huán)境因素進(jìn)行了修正，抽取兩臺(tái)故障機(jī)在中心試驗(yàn)室恒溫室進(jìn)行復(fù)測(cè)，排除環(huán)境因素影響，對(duì)其余因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)及調(diào)查分析后，確認(rèn)連桿孔加工不良為造成此類故障的主要原因。

1.2 故障驗(yàn)證

拆下過載功率不足的故障機(jī)器，發(fā)現(xiàn)連桿大頭孔表面粗糙且均有拉毛現(xiàn)象；抽查庫存連桿200只，連桿大頭孔表面粗糙度在Ra0.4～0.8之間，Ra0.8左右的占10%；檢查合格機(jī)器連桿，連桿大頭孔表面粗糙度在Ra0.4左右。

將過載功率不足的故障機(jī)器更換連桿大頭孔表面粗糙度為Ra0.4左右的連桿，過載功率和過載頻率滿足要求；挑選粗糙度為Ra0.8左右的連桿裝機(jī)，故障再現(xiàn)；確認(rèn)連桿大頭孔粗糙度大是造成過載功率不足故障的主要原因。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足的對(duì)策實(shí)施與驗(yàn)證

考慮到連桿大頭孔粗糙度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足有較大影響，控制刀具磨損、增加滾壓工序后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)改進(jìn)加工工藝后的連桿隨機(jī)抽樣10只進(jìn)行測(cè)量，粗糙度均在Ra0.4以內(nèi)，連桿大頭孔的粗糙度有了明顯改善。連桿大頭孔加工工藝如圖4所示。

圖4 連桿大頭孔加工工藝

每天從現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取5個(gè)改善品，進(jìn)行測(cè)量并連續(xù)記錄20天，共100個(gè)樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)行過程能力指數(shù)CPK計(jì)算和分析，如圖4所示。

圖5 CPK計(jì)算和分析

連續(xù)20天對(duì)改善后的連桿進(jìn)行跟蹤測(cè)量，計(jì)算過程能力指數(shù)，CPK為1.57；在1.33與1.67之間，屬于A級(jí)，說明過程能力充分，所采用的工藝可靠、穩(wěn)定，滿足零部件及產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用要求。

改善后的連桿裝機(jī)后，隨機(jī)抽取5臺(tái)，連續(xù)20天，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，合格率有明顯提高，過載功率不足的故障率由原來的9.74%降低到現(xiàn)在的0.23%，改善效果顯著。

3 小結(jié)

從上述分析數(shù)據(jù)可以看出，連桿大頭孔表面粗糙度改善后，發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足的現(xiàn)象明顯改善，整機(jī)合格率明顯提高。因此，連桿孔表面粗糙是引起發(fā)動(dòng)機(jī)過載功率不足的主要原因，改善連桿表面粗糙度能有效提高產(chǎn)品合格率?？偨Y(jié)本次改善內(nèi)容，對(duì)圖樣、工藝進(jìn)行了修訂并使之標(biāo)準(zhǔn)化。