淺談內燃發電機組主要結構件三防工藝設計

【摘 要】隨著機械設備在惡劣條件下的故障率不斷提高，如何提高結構件的整體三防性能，成為了結構設計和工藝人員關注的課題。本文結合筆者實際工作，針對內燃發電機組中的底盤、油箱、以及控制系統中的機柜這三個部分的三防工藝設計進行了分析與探討。

【關鍵詞】內燃發電機組；結構件；三防

0 前言

隨著內燃發電機組的應用領域不斷擴展，其使用環境也在不斷發生變化，高溫度、高濕度、鹽霧、霉菌等惡劣環境在不斷考驗著內燃發電機組的環境適應性，而隨著機械設備在惡劣條件下的故障率不斷提高，如何提高結構件的整體三防性能，增加產品的使用壽命，成為了結構設計和工藝設計人員關注的課題。

內燃發電機組由發動機、發電機、控制系統、底盤、蓄電池、油箱（選配）及低溫啟動裝置（選配）等主要部分組成，其中主要結構件為底盤、油箱、以及控制系統中的機柜。本文將針對這三個部分，提出相應的工藝設計方法以滿足三防的要求。

1 底盤三防設計

1.1 材料選擇

作為承載發動機與發電機的載體，底盤是內燃發電機組的主要受力件，為了滿足強度要求，它的材料選擇通常不受環境變化的影響，僅對應不同結構部位區別選用不同規格的板材或型材。

1.1.1 槽鋼

槽鋼具有較好的焊接、鉚接性能以及綜合機械性能，主要用于底盤兩側主梁以及部分受力較大的橫梁。但是由于槽鋼重量較大，對于承載力需求較小的較低功率內燃發電機組或者重量要求較高需要減重的內燃發電機組，也可采用鋼板折彎的方式。

1.1.2 角鋼

角鋼具有較好的可焊性、塑性變形性能及一定的機械強度，主要用于底盤中受力較小的支撐部位，例如蓄電池支架、油水托盤安裝梁、加熱器安裝梁等。

1.1.3 鋼板Q235

普通鋼板Q235的機械強度較低，一般在加工后焊接在發動機、發電機安裝橫梁上，通過減震器與發動機、發電機安裝底腳連接，要求有較高的平面度。對于承載力需求較小的較低功率內燃發電機組或者重量要求較高需要減重的內燃發電機組，有時也用鋼板折彎成槽型作為承重梁，但此時一定要注意在槽型內部焊接加強筋，以保證強度滿足要求。

1.2 結構設計及表面處理

1.2.1 結構設計

底盤為鋼結構焊接件，其中的各個零部件在前期加工時應對棱角進行倒圓角處理，這樣做既能保障操作人員的人身安全，又能避開后期表面處理的薄弱點。各零部件加工完成后，焊接時應采用連續焊接技術，既能保證較高的焊接強度，又能避免焊縫成為積水的留存地或者表面處理的死角。

1.2.2 表面處理

由于使用了普通鋼材作為底盤的主要材料，如何通過表面處理來提高產品的環境適應性就顯得尤為重要。實踐證明，不同的表面處理方式所能達成的防護性能是完全不同的。根據多年的實踐經驗，我們通常選用三防漆涂覆、電鍍鋅+三防漆涂覆、噴鋅（鋁）+三防漆涂覆以及熱浸鋅+三防漆涂覆等四種方式作為底盤的防護，來抵御不同程度的溫度、濕度、鹽霧、霉菌等環境腐蝕。

2 油箱三防設計

2.1 材料選擇

油箱是為內燃發電機組提供動力來源的載體，它的環境適應能力是機組能否正常工作的基本保障。由于油箱的主要功能為承載燃油，不需對內燃發電機組的其他部件提供支撐，故通常選用1.5mm或2.0mm厚的板材折彎焊接形成。根據不同的環境要求，油箱的制作材料一般為普通鋼板或不銹鋼板，但在同一產品中應盡量選用同一種金屬材料，避免電偶反應帶來的腐蝕。

2.2 結構設計及表面處理

2.2.1 結構設計

為了保證油箱的基本功能，需要采用連續焊接技術，并且控制焊接時的技術參數，確保成形后的油箱不漏油，另外為了保證產品的美觀性，又要通過控制焊接量來減少油箱表面的變形量。所以設計油箱時應盡量減少焊接接口，必要的焊接接口應根據產品布置盡量隱蔽。

2.2.2 表面處理

由于成形后的油箱是一個基本密閉的空間，僅留有少數孔口以供安裝傳感器、進、回油管等器件，酸洗、電鍍鋅、熱浸鋅等處理過程中的液體進入油箱內部后會無法完全排出，對承裝的燃油造成污染，而噴漆（鋁）會造成薄板件的嚴重變形，故只能采用直接噴涂三防漆或噴細砂+三防漆涂覆這兩種方式來對油箱進行表面處理。同時，對于生產后短期不投入使用的油箱，應采用油封的方式來避免油箱內部銹蝕。

3 機柜三防設計

3.1 材料選擇

機柜是內燃發電機組控制系統電子設備的外圍防護保障，其常用的材料主要由以下幾種，分別適用于機柜的不同部位。

1）普通鋼材Q235，受力結構件，主要用于柜體框架、橫梁、壁板、面板、器件安裝板等主要受力部件。

2）不銹鋼，非受力結構件，具有較高的耐腐蝕性，主要用于機柜內部導軌、鉸鏈、緊固件、插銷、絲網、邊框等非受力部件。

3）銅及銅合金、鋁合金，具有良好的導電、導熱性能，銅及銅合金主要為機柜內部導線、散熱器、接地的主要材質，鋁合金的質地較輕，可用于柜體內部元器件散熱、屏蔽等。

3.2 結構設計及表面處理

3.2.1 結構設計

水是腐蝕之源，機柜結構設計尤其是直接暴露于室外的機柜應盡量避免積水結構，在可能積水的地方應設計足夠的排水孔；焊接應采用連續焊接技術，焊后打磨平整，盡量消除縫隙和凹坑結構，防止積水、灰塵和鹽霧；對于小容積的柜體，密封設計可以完全解決內部銹蝕問題，而且經濟適用，措施也很好控制，但是對于大容積的柜體，應盡量避免氣密設計，應設置合適的通風孔，避免由于溫度變化而形成濕氣產生積水；柜體棱角應進行倒圓角處理，避免尖銳處表面涂層易遭破壞；對于不可避免的縫隙結構，應采用密封膠等進行密封處理。

3.2.2 表面處理

機柜柜體的材料選用較為多樣，對于不同材料，依據不同的環境條件變化，應采用不同的方式進行表面處理，以達到防腐蝕的目的。

1）普通鋼材Q235一般可選用直接噴涂三防漆、電鍍鋅+三防漆涂覆、噴細砂+三防漆涂覆等三種方式提高耐腐蝕性。

2）不銹鋼自身具有較好的耐腐蝕性，酸洗鈍化、噴砂+三防漆涂覆這兩種表面處理方式可對其環境適應性進一步強化。

3）紫銅、青銅一般可直接使用，銅合金的表面處理方式一般有鍍金、鍍銀、鍍錫、鍍鎳等。鋁合金可采用陽極氧化+三防漆涂覆、化學氧化+三防漆涂覆等方式進行表面處理。

4 總結

綜上所述，針對內燃發電機組結構件的三防要求，我們應從材料選擇、結構設計和表面處理三方面出發，但是內燃發電機組的結構件不僅僅只由底盤、油箱、機柜這三個部分組成，更多的細節以及如何在生產過程中進一步控制，是設計、工作人員需要不斷努力完善的方向和目標。

【參考文獻】

[1]GJB5785-2006 軍用內燃發電機組通用規范[S].

[責任編輯：楊玉潔]