CCS試驗機電機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冷啟動試驗機直流電機故障的原因，在保證電機參數不受影響的前提下采取了針對性的維修措施，使儀器恢復正常運行；用CANNON CL280標油對修復后的儀器進行了精密度、準確度核查。結果表明，測定結果的精密度、準確度均滿足GB/T 6538—2010標準要求。

CCS (Cold Cranking Simulator)，即冷啟動試驗機，亦稱發動機油表觀黏度測定儀。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）現擁有一臺美國凱能儀器公司生產的CCS-2050 F試驗機。該設備于2006年10月出廠，2008年4月由兄弟單位調入荊門分公司。2013年8月，設備因溫度傳感器PT100排線松動而經過維修。截至目前，CCS-2050 F試驗機已服役10年，累計分析數據數萬個，為荊門分公司多級內燃機油的生產作出了杰出的貢獻。2018年5月，CCS-2050 F試驗機電機出現故障。故障原因是電機電刷長期磨損累積的粉塵使電刷的正負極與殼體導通，造成短路。經維修與驗證，該儀器恢復正常。

CCS試驗機簡介

CCS試驗機主要由主機和冷源2部分構成。黏度測定單元是主機的核心部件，由定子和轉子組成。試樣加入到黏度測定單元，由冷源持續降溫達到測定溫度，由直流電機帶動轉子旋轉。CCS試驗機的主要組成如圖1所示。

直流電機的轉速與試樣黏度值有函數關系，采用標油進行校準，制作試驗溫度下轉速-黏度的標準曲線（圖2）。根據校準結果和電機的轉速，來確定樣品的表觀黏度。

故障原因分析與維修

故障原因

故障電機為德國MOOG公司生產的 C23-L50W50-004型直流馬達。檢查發現，故障直流電機供電線路的保險絲（4A）已熔斷。更換了保險絲，啟動儀器，運行到電機驅動時，保險絲再次熔斷。此時，只有2種可能：

◇電路部分的電容擊穿；

◇繞組擊穿、燒毀或電機短路。

圖1 CCS試驗機主要組成示意

圖2 轉速-黏度的標準曲線

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

根據電機基本結構和維修經驗，找到了故障原因。電刷長期磨損累積的粉塵，使電刷的正負極與殼體導通，造成短路所致。

設備維修

通過網絡查詢、咨詢儀器廠家和維修專家，做了充分的前期準備工作。在保證電機的技術參數基本不會受到影響的前提下，制定了可行的維修方案。經多方論證，并提交上級審核通過后付諸實施。具體維修步驟如下：

◇電機拆卸：電機拆卸前，先用記號筆在電機四周與面板間作好記號，以保證電機修好復位時與原來裝配一致。同時，也能保證電機皮帶的水平高低與松緊程度無變化。

◇電機解體：使電機各部件逐一分離，并作好拆解記錄。

◇吹掃粉塵：用電吹風和毛刷吹掃、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，儀器運行正常。

標油驗證

儀器修復后，采用CANNON CL280標油（相當于GB/T 6538—2010《發動機油表觀黏度的測定 冷啟動模擬機法》表1中的CL28標準油）對儀器進行精密度和準確度核查。核查結果見表1、表2。

由表1、表2可見，其精密度和準確度都很好，符合GB/T 6538—2010標準的要求。

圖3 直流電機基本結構

表1 精密度核查結果

表2 準確度核查結果

結論和建議

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

☆德國MOOG公司生產的這款直流電機十分精密，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。

☆電機維修完成后，標油驗證是必不可少的，應確保測定結果的精密度和準確性滿足GB/T 6538—2010標準的要求。