CCS試驗(yàn)機(jī)電機(jī)故障原因及解決辦法

李必龍

中國石化潤滑油有限公司荊門分公司

分析了CCS-2050 F冷啟動試驗(yàn)機(jī)直流電機(jī)故障的原因，在保證電機(jī)參數(shù)不受影響的前提下采取了針對性的維修措施，使儀器恢復(fù)正常運(yùn)行；用CANNON CL280標(biāo)油對修復(fù)后的儀器進(jìn)行了精密度、準(zhǔn)確度核查。結(jié)果表明，測定結(jié)果的精密度、準(zhǔn)確度均滿足GB/T 6538—2010標(biāo)準(zhǔn)要求。

CCS (Cold Cranking Simulator)，即冷啟動試驗(yàn)機(jī)，亦稱發(fā)動機(jī)油表觀黏度測定儀。中國石化潤滑油股份有限公司荊門分公司（下稱荊門分公司）現(xiàn)擁有一臺美國凱能儀器公司生產(chǎn)的CCS-2050 F試驗(yàn)機(jī)。該設(shè)備于2006年10月出廠，2008年4月由兄弟單位調(diào)入荊門分公司。2013年8月，設(shè)備因溫度傳感器PT100排線松動而經(jīng)過維修。截至目前，CCS-2050 F試驗(yàn)機(jī)已服役10年，累計(jì)分析數(shù)據(jù)數(shù)萬個，為荊門分公司多級內(nèi)燃機(jī)油的生產(chǎn)作出了杰出的貢獻(xiàn)。2018年5月，CCS-2050 F試驗(yàn)機(jī)電機(jī)出現(xiàn)故障。故障原因是電機(jī)電刷長期磨損累積的粉塵使電刷的正負(fù)極與殼體導(dǎo)通，造成短路。經(jīng)維修與驗(yàn)證，該儀器恢復(fù)正常。

CCS試驗(yàn)機(jī)簡介

CCS試驗(yàn)機(jī)主要由主機(jī)和冷源2部分構(gòu)成。黏度測定單元是主機(jī)的核心部件，由定子和轉(zhuǎn)子組成。試樣加入到黏度測定單元，由冷源持續(xù)降溫達(dá)到測定溫度，由直流電機(jī)帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。CCS試驗(yàn)機(jī)的主要組成如圖1所示。

直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與試樣黏度值有函數(shù)關(guān)系，采用標(biāo)油進(jìn)行校準(zhǔn)，制作試驗(yàn)溫度下轉(zhuǎn)速-黏度的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖2）。根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來確定樣品的表觀黏度。

故障原因分析與維修

故障原因

故障電機(jī)為德國MOOG公司生產(chǎn)的 C23-L50W50-004型直流馬達(dá)。檢查發(fā)現(xiàn)，故障直流電機(jī)供電線路的保險(xiǎn)絲（4A）已熔斷。更換了保險(xiǎn)絲，啟動儀器，運(yùn)行到電機(jī)驅(qū)動時，保險(xiǎn)絲再次熔斷。此時，只有2種可能：

◇電路部分的電容擊穿；

◇繞組擊穿、燒毀或電機(jī)短路。

圖1 CCS試驗(yàn)機(jī)主要組成示意

圖2 轉(zhuǎn)速-黏度的標(biāo)準(zhǔn)曲線

直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要由殼體（主磁極）、繞組線圈、換向片和電刷組成，見圖3。

根據(jù)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和維修經(jīng)驗(yàn)，找到了故障原因。電刷長期磨損累積的粉塵，使電刷的正負(fù)極與殼體導(dǎo)通，造成短路所致。

設(shè)備維修

通過網(wǎng)絡(luò)查詢、咨詢儀器廠家和維修專家，做了充分的前期準(zhǔn)備工作。在保證電機(jī)的技術(shù)參數(shù)基本不會受到影響的前提下，制定了可行的維修方案。經(jīng)多方論證，并提交上級審核通過后付諸實(shí)施。具體維修步驟如下：

◇電機(jī)拆卸：電機(jī)拆卸前，先用記號筆在電機(jī)四周與面板間作好記號，以保證電機(jī)修好復(fù)位時與原來裝配一致。同時，也能保證電機(jī)皮帶的水平高低與松緊程度無變化。

◇電機(jī)解體：使電機(jī)各部件逐一分離，并作好拆解記錄。

◇吹掃粉塵：用電吹風(fēng)和毛刷吹掃、清理累積粉塵，燒蝕部分用刮刀清理干凈，然后將各部件用無水乙醇清洗干凈并吹干。

◇絕緣處理：短路部位用熱熔膠處理，用萬用表測試確保絕緣性良好。

◇電機(jī)裝配：各部件清理完畢，按拆解過程逆向裝配。

維修完成后，儀器運(yùn)行正常。

標(biāo)油驗(yàn)證

儀器修復(fù)后，采用CANNON CL280標(biāo)油（相當(dāng)于GB/T 6538—2010《發(fā)動機(jī)油表觀黏度的測定 冷啟動模擬機(jī)法》表1中的CL28標(biāo)準(zhǔn)油）對儀器進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度核查。核查結(jié)果見表1、表2。

由表1、表2可見，其精密度和準(zhǔn)確度都很好，符合GB/T 6538—2010標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖3 直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)

表1 精密度核查結(jié)果

表2 準(zhǔn)確度核查結(jié)果

結(jié)論和建議

☆對于精密儀器的維修，事先進(jìn)行詳盡的調(diào)查研究與專家咨詢是十分必要的，尤其應(yīng)重視維修方案的可行性。

☆德國MOOG公司生產(chǎn)的這款直流電機(jī)十分精密，拆卸后的裝配難度較大。由于線圈繞組與殼體間有磁場，對裝配者的技巧和耐心提出了較大的挑戰(zhàn)。

☆電機(jī)維修完成后，標(biāo)油驗(yàn)證是必不可少的，應(yīng)確保測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確性滿足GB/T 6538—2010標(biāo)準(zhǔn)的要求。