CCS试验机电机故障原因及解决办法

李必龙

中国石化润滑油有限公司荆门分公司

分析了CCS-2050 F冷启动试验机直流电机故障的原因，在保证电机参数不受影响的前提下采取了针对性的维修措施，使仪器恢复正常运行；用CANNON CL280标油对修复后的仪器进行了精密度、准确度核查。结果表明，测定结果的精密度、准确度均满足GB/T 6538—2010标准要求。

CCS (Cold Cranking Simulator)，即冷启动试验机，亦称发动机油表观黏度测定仪。中国石化润滑油股份有限公司荆门分公司（下称荆门分公司）现拥有一台美国凯能仪器公司生产的CCS-2050 F试验机。该设备于2006年10月出厂，2008年4月由兄弟单位调入荆门分公司。2013年8月，设备因温度传感器PT100排线松动而经过维修。截至目前，CCS-2050 F试验机已服役10年，累计分析数据数万个，为荆门分公司多级内燃机油的生产作出了杰出的贡献。2018年5月，CCS-2050 F试验机电机出现故障。故障原因是电机电刷长期磨损累积的粉尘使电刷的正负极与壳体导通，造成短路。经维修与验证，该仪器恢复正常。

CCS试验机简介

CCS试验机主要由主机和冷源2部分构成。黏度测定单元是主机的核心部件，由定子和转子组成。试样加入到黏度测定单元，由冷源持续降温达到测定温度，由直流电机带动转子旋转。CCS试验机的主要组成如图1所示。

直流电机的转速与试样黏度值有函数关系，采用标油进行校准，制作试验温度下转速-黏度的标准曲线（图2）。根据校准结果和电机的转速，来确定样品的表观黏度。

故障原因分析与维修

故障原因

故障电机为德国MOOG公司生产的 C23-L50W50-004型直流马达。检查发现，故障直流电机供电线路的保险丝（4A）已熔断。更换了保险丝，启动仪器，运行到电机驱动时，保险丝再次熔断。此时，只有2种可能：

◇电路部分的电容击穿；

◇绕组击穿、烧毁或电机短路。

图1 CCS试验机主要组成示意

图2 转速-黏度的标准曲线

直流电机的基本结构主要由壳体（主磁极）、绕组线圈、换向片和电刷组成，见图3。

根据电机基本结构和维修经验，找到了故障原因。电刷长期磨损累积的粉尘，使电刷的正负极与壳体导通，造成短路所致。

设备维修

通过网络查询、咨询仪器厂家和维修专家，做了充分的前期准备工作。在保证电机的技术参数基本不会受到影响的前提下，制定了可行的维修方案。经多方论证，并提交上级审核通过后付诸实施。具体维修步骤如下：

◇电机拆卸：电机拆卸前，先用记号笔在电机四周与面板间作好记号，以保证电机修好复位时与原来装配一致。同时，也能保证电机皮带的水平高低与松紧程度无变化。

◇电机解体：使电机各部件逐一分离，并作好拆解记录。

◇吹扫粉尘：用电吹风和毛刷吹扫、清理累积粉尘，烧蚀部分用刮刀清理干净，然后将各部件用无水乙醇清洗干净并吹干。

◇绝缘处理：短路部位用热熔胶处理，用万用表测试确保绝缘性良好。

◇电机装配：各部件清理完毕，按拆解过程逆向装配。

维修完成后，仪器运行正常。

标油验证

仪器修复后，采用CANNON CL280标油（相当于GB/T 6538—2010《发动机油表观黏度的测定 冷启动模拟机法》表1中的CL28标准油）对仪器进行精密度和准确度核查。核查结果见表1、表2。

由表1、表2可见，其精密度和准确度都很好，符合GB/T 6538—2010标准的要求。

图3 直流电机基本结构

表1 精密度核查结果

表2 准确度核查结果

结论和建议

☆对于精密仪器的维修，事先进行详尽的调查研究与专家咨询是十分必要的，尤其应重视维修方案的可行性。

☆德国MOOG公司生产的这款直流电机十分精密，拆卸后的装配难度较大。由于线圈绕组与壳体间有磁场，对装配者的技巧和耐心提出了较大的挑战。

☆电机维修完成后，标油验证是必不可少的，应确保测定结果的精密度和准确性满足GB/T 6538—2010标准的要求。