水潤滑艉軸承損壞原因(yīn)與修理

2008-11-14

敞(chǎng)開式水潤滑艉軸承由於具有無汙(wū)染以(yǐ)及製造、維(wéi)修簡單等優(yōu)點(diǎn),以及(jí)隨著材料科學的發展,多(duō)種耐用、低摩(mó)擦係數的新軸承(chéng)材料被逐步推廣應用於水潤(rùn)滑艉(wěi)軸承,因此仍有廣闊的應用前景。但是由於(yú)水(shuǐ)潤滑艉軸承裝配間隙較大,且船(chuán)舶營(yíng)運時浸在海水中,其受外部(bù)因素的影響也隨之加大,艉軸承損壞的情況也(yě)經(jīng)常發生。

 

  “溧陽”輪於1971年由江南船廠建造,原屬上海遠洋運輸公司所有。設計為中機型,長軸係,包括艉(wěi)軸、四根(gēn)中間(jiān)軸及推力軸。每根(gēn)中(zhōng)間軸各有一個中間軸承,螺旋槳直徑5.32M,主機轉速105RPM。艉軸承原為鐵犁木材質,采用水潤滑(huá),密封填料(liào)函為牛油盤根(gēn)。在某次塢修時,將艉軸抽出後檢查發現艉軸承下半部表麵大麵積損壞,軸承實際間隙超過(guò)10mm,艉軸表麵磨損(sǔn)狀況良好。

 

  損壞原因分析

 

  艉軸承損壞原因除由於長期運轉導致的正(zhèng)常磨損(sǔn)外,主要還包括軸係振動、軸係校中不良(liáng)及軸承設計不合(hé)理等。

 

  1.軸係振動(dòng)

 

  軸係振動一般可分為軸係扭轉(zhuǎn)振動、縱向振(zhèn)動和回轉振動(dòng)三大類。在船舶建造時,針對不同船型、不同推進軸係,其軸係扭轉振動、縱向(xiàng)振動、回旋(xuán)振動計算書應提交船級社(shè)審批。對於主推進(jìn)軸係(xì),應保證在(zài)常用轉速範圍(wéi)內沒有(yǒu)過大振幅(fú)的(de)回旋振動,不應產生危險的共振轉速(sù),且在(zài)整個轉速範圍內沒有過大振幅的縱向(xiàng)振動。如果軸(zhóu)係振動的振幅(fú)或應力或扭矩超過規範(fàn)規定的持續運轉的(de)許用值時,則應設“轉速禁區”,在禁區內(nèi),機器不應持續運轉。由此可見船舶軸(zhóu)係(xì)振動對船舶正常航(háng)行是一項非常重要的影(yǐng)響因素,異常振動除可能(néng)導致機(jī)器設備不能工作外(wài),對(duì)艉軸承的(de)磨(mó)損也有(yǒu)很大影響。

 

  2、軸係校中

 

  軸係校中一(yī)般包括直線法(平軸法),軸承允許負荷法和軸承合理(lǐ)負荷法三種,目前船(chuán)舶軸係校中通常采用軸(zhóu)承合理負荷法。所謂合理負荷校中,主(zhǔ)要考慮了主機熱態時(shí)墊升(shēng)影響,各軸承的負荷在主機熱態時處於Z佳合理(lǐ)分(fèn)布狀況,其(qí)實質是在遵守規定的軸承負荷、應力、轉角等限製條件下,通過校中計算(suàn)以確(què)定各軸承的合理位置,將軸係安(ān)裝成規(guī)定的曲線狀態,以達到(dào)使各軸(zhóu)承的負荷(hé)分配(pèi)合理。在船舶建造時,對於采用合(hé)理負荷校中法進行船舶軸係校中的,其校中計算書應(yīng)提交船(chuán)級社審批。中國船級社《鋼質海船(chuán)入級與建造規範(fàn)》及《驗船師須知》中對軸係校中計算,校中方法及合格標準都有明確規定。

 

  由於軸(zhóu)係校中結果直接影(yǐng)響到船舶營運中傳動係(xì)統的工作狀況,影響到各軸承的負荷(hé)分布。由此可見,如果(guǒ)軸係校中計算(suàn)不準確或未進行校中計算就安(ān)裝軸(zhóu)係,則(zé)可能使軸承負荷分配不均,從而(ér)引起超負荷(hé)軸承的過(guò)度磨損。

 

  3.軸承布(bù)置

 

  水潤滑艉(wěi)軸承材料通常采用鐵犁(lí)木、賽(sài)龍及其他合成材料等,每種材料根據(jù)自身的性能(néng)所承受的比壓不一樣,在船上安裝時其長度(dù)尺寸要(yào)求也不一樣。如中國船級(jí)社規定對海水潤滑的鐵犁木、合成橡膠或塑料軸承,其(qí)長度應不小於規範所要求的螺旋槳軸計算直徑的4倍或實際直徑(jìng)的3倍,取其(qí)較大者。隻有保證軸承長度,從(cóng)而保證軸承受力麵積才能使軸承(chéng)承受的比壓符(fú)合軸承材料性能要求,從而保證軸承使用壽命(mìng)。如果軸承尺寸達(dá)不到規(guī)定的要求,將大大加快軸承磨(mó)損速度。

 

  綜合上述(shù)軸承損壞原(yuán)因(yīn)分析,查閱船上輪機日誌,發現該輪一個月前某次航行途中曾發生由於螺旋槳打上浮筒,軸係產生劇烈振動,導致艉軸水封損壞,而在此之前軸係一直處於良好運轉狀態。因此基本可以斷定該輪艉軸承損壞是由(yóu)於軸係異常(cháng)振動所致,而軸係(xì)異常(cháng)振動的直接原(yuán)因則是由於螺旋槳打(dǎ)上浮筒,槳葉失去原有平衡引起的。

 

  針對上述分析,可以確定該(gāi)輪原有的(de)軸係校中及軸承布置(zhì)是合理的。在維修過程中除了(le)對損壞(huài)的螺旋槳按規定的(de)要求進行修複外,針對艉軸承的修理應進行整(zhěng)體換新,可以(yǐ)根據船上原艉軸管襯套尺寸為基準來加工新艉軸承的尺寸。具體修理步驟如下:

 

  1.加工一內徑與艉管(guǎn)襯套相同(tóng)的假套;

 

  2.在假套上焊接止動板;

 

  3.鑲嵌新的軸承賽龍板條,根據賽龍使(shǐ)用說明書及服(fú)務商的意見,擬定運行間(jiān)隙為3mm,同時為彌補艉軸下沉(chén)所造成的(de)中心(xīn)偏差,應將艉軸承內圓(yuán)中心(xīn)上抬50x3=1.5mm,使艉軸中心(xīn)線與艉軸承中心線在運行中處(chù)於重合(hé)。按設(shè)定尺寸(cùn)加工賽龍板條;(可(kě)以采(cǎi)用鏜(táng)床或車床整體加工(gōng),也可以上下半部分開加工)

 

  4.將加工好的板條(tiáo)做(zuò)好標記,按順序(xù)裝進船上艉管襯套;

 

  5.測量安裝後的實(shí)際內徑;

 

  6.艉軸(zhóu)裝(zhuāng)複,間隙測量,連接中間軸,測量連接法蘭的曲折和偏移,測量主機拐擋差並與(yǔ)維修前進行比較;

 

  由於找準了(le)造成軸承損(sǔn)壞(huài)的具體原因,因此該輪(lún)自修理後軸(zhóu)係運轉狀況良好,未出現軸承(chéng)再次損壞。

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