於嘉琦

　　提　要：本文剖析（xī）了我公司為丹（dān）麥A.P.MORLLER公司承建的（de）11萬噸成品油輪（係列船之一（yī））在（zài）航海試驗中出現的艉（wěi）管後軸承高溫報警的原因、分析借鑒了“TID”專家為解決（jué）此問題所采取的整改措施、闡（chǎn）明了簡化工藝和正確解決這一問題的科學方（fāng）法，同（tóng）時對軸承材料（liào）的掌握和控製提出了相關的建議。

　　主題詞：軸承材料；軸線調偏；軸承間隙；自主控製

　　1、前言

　　幾年來，我公司為丹麥A.P.MORLLER公司承建的（de）11萬噸成品油（yóu）輪（lún）至今已經幾次出現了（le）艉（wěi）管軸承高溫報警（jǐng）的異常情況，引（yǐn）起了公司質檢部門、技術部門以及公司領導的強烈關注。為了迅速扭轉這一被動局麵，杜絕後患，本文針對該船出現（xiàn）的艉管後（hòu）軸承高溫報警以及（jí）“TID”專家為解決此問（wèn）題所采取的整改措（cuò）施進行深入的典型（xíng）剖析，以求找準原（yuán）因、探索科學合理的符合“節約和簡化”原則（zé）的解決方案，為後續船的成功建造提供可靠的技術保（bǎo）障（zhàng）。同時（shí），本文若能對本行業的同仁們有所啟迪，本（běn）人將不勝欣慰。

　　2、對艉（wěi）管後軸承高溫報警相關問題的（de）分析

　　2.1、艉管後軸承磨痕狀況描述

　　該船艉管後軸承是（shì）由後/後、後/中、後/前三段組成的，每段長420mm，總長為1260mm。當螺旋槳、艉軸拆除之後，艉管後（hòu）軸承表麵（miàn）所呈現的磨合情況為，後/後段軸承的內（nèi）孔表麵沿縱向方向存在兩段較為明（míng）顯的發黑磨痕：一段是在距軸承後端約150mm的長度範圍內，磨痕部位是在（zài）軸承內孔的下部位置，約有180mm寬；另（lìng）一段是在該段軸承剩餘的長度範圍內（約270mm），所呈現的發黑磨痕是（shì）一個完整的園環狀磨痕。而艉管後軸承的後/中（zhōng）和後/前兩段內孔表麵卻沒有呈現出明顯的（de）磨痕，顏色清淡。

　　2.2、原因分析

　　（1）通（tōng）常，艉軸在靜止或低速運轉狀態下，其（qí）中心線（xiàn）在艉管內呈現上拱狀態，這是所有船型的艉軸在（zài）艉管內的安裝狀態所呈現（xiàn）出的共性。因此，其軸頸與艉管軸承之間的接觸部位將會出現在艉管前軸承（chéng）靠近前端的底部和艉管（guǎn）後軸承（chéng）靠近後端的底部，是屬正（zhèng）常（cháng）狀態。而（ér）隨著主機轉速的逐漸升高，艉（wěi）軸中心線也（yě）逐漸由（yóu）上拱狀態向平直狀態轉化。在（zài）這種情況下，艉軸軸頸與艉管軸承之間的接觸部位也會（huì）由艉管（guǎn）兩端逐漸向中部擴展（zhǎn），軸頸（jǐng）與軸承之間的接觸麵積迅速增大，這時，艉軸轉速（sù）增高、與軸承的接觸麵積增大，而軸承表麵單（dān）位麵積（jī）上的承（chéng）壓值並不高（gāo），在正常（cháng）的（de）配合間隙和良好的潤滑條件下，軸承溫度（dù）不會（huì）升高。這是艉軸與軸（zhóu）承（chéng）之間的正常工作狀態。從該船艉管軸承的實際磨痕情況來（lái）看，軸承後端下（xià）部約150mm×180mm的發黑磨痕，正是主機在（zài）低速下運轉的磨痕，此時（shí）艉軸呈現上拱狀態。軸（zhóu）承前端約270mm寬的環狀（zhuàng）發黑（hēi）磨痕是主機在高速下旋（xuán）轉時的磨痕（hén），此時艉軸趨於平直狀態。雖然磨痕不應當呈現明顯的環狀，但其正、直、圓整的環狀磨（mó）痕和後端（duān）底部磨痕的實際情況在客觀上證（zhèng）明了該（gāi）船艉軸與艉管軸承之間的校中（zhōng）和安（ān）裝狀態是正確的，符合軸（zhóu）係校中的基本要求。

　　（2）根據機械運動原理，一對運動副（比如軸與軸（zhóu）承（chéng））要想保持正常的相對運動狀態（tài），必須具（jù）備適當的配合間隙和良好的潤（rùn）滑，二（èr）者缺一不（bú）可。而該船艉管軸（zhóu）承（chéng）所產生的發熱、發黑甚至高溫報警現象，正（zhèng）是對這一（yī）基本原理的又一次（cì）體現。該船艉軸與（yǔ）艉管（guǎn）軸承之間的配合間隙在原施工圖上的要求為：Z小值不（bú）得小於1.27mm。但由於Railko公（gōng）司的一再推薦、船檢船（chuán）東的要求，在艉管軸承加工前將其原（yuán）有的Z小間隙由1.27mm修改為1.06mm。並在其後的艉管軸承成（chéng）品尺寸的確定過程中（zhōng），Railko公司完全按照（zhào）實際間隙接近1.06mm的原則給定（dìng）了艉管軸（zhóu）承的（de）成品加（jiā）工尺寸，致使該船艉（wěi）軸與艉管軸承之間的配合間隙僅有1.10mm。雖然數據不小於1.06mm，但因（yīn）其實際間隙過小，使艉軸在軸承中的運轉呈現一種不正常狀態，加劇（jù）了摩擦熱的（de）產生、破壞了二者之間（jiān）的良好潤滑、延誤甚至阻滯了所產（chǎn）生（shēng）高（gāo）溫的及時疏散，致使（shǐ）軸（zhóu）承（chéng）溫度迅速上升而使軸承的（de）酚醛樹脂材料變色發黑，出現了環狀發黑磨痕，直（zhí）至高溫（wēn）報警。這就是艉（wěi）管軸承（chéng）發生高溫報警的直接（jiē）原因。反觀該船（chuán）艉管後軸承的（de）後/中段軸承間隙為1.213mm、後（hòu）/前段軸承的配合間隙為1.24mm，接近於原設計要求的1.27mm。因此（cǐ）沒有出現（xiàn）明顯的磨痕。這一事實再一次證明（míng）了艉管後軸承高溫報警完全是因為間隙過小造成的。

　　2.3、“TID”專（zhuān）家采取的措施

　　針對上述狀況，“TID”專家首先決定更換艉管後軸承的全部三段（duàn）軸承，並對新軸承的加（jiā）工（gōng）作了重大（dà）改變。與原軸承相比，新軸承的重大改（gǎi）變主要有如下兩點：

　　（1）放大了軸承間（jiān）隙，在原尺寸基（jī）礎上放大了0.225mm，這樣，新軸承的Z小間隙就變為1.06+0.225=1.285mm。從這一數值來看，完全恢複了原來的設計要（yào）求，甚（shèn）至比原設計要（yào）求的Z小間隙值1.27mm還大（實際間隙放大（dà）到1.40mm）；

　　（2）對（duì）艉管後軸承（三段合一）的內徑中（zhōng）心進行了偏心加工，前端下調了0.66mm，後端下調了1.48mm，而原軸承無（wú）偏。

　　2.4、分析與借鑒

　　（1）針對“TID”專家（jiā）所采（cǎi）取的兩條措施，我認為，條是正確的，也是應該采取的（de）合（hé）理（lǐ）有效措施。這是因為艉管後（hòu）軸承產生高溫報（bào）警時，艉管前軸承溫度正常、中（zhōng）間軸承溫度正常、軸係各軸承（包（bāo）括主機主（zhǔ）軸承）負荷正（zhèng）常（cháng）、主機（jī）拐擋差正常。因（yīn）此，間隙放大之後，艉管軸承高溫報警的問題就會迎刃而解。同時又（yòu）不會因換新軸承而改（gǎi）變其它部位（wèi）的正常狀態。

　　（2）“TID”專家在工作中所采取（qǔ）的（de）內徑調偏加（jiā）工措施令人費（fèi）解，我（wǒ）認為是失（shī）當的。這（zhè）是因為：

　　a）該船回廠拆除（chú）軸槳之後，“TID”專家與我公司職工分別對艉管軸（zhóu）承內孔進行（háng）了照光檢（jiǎn）查。我公司（sī）使（shǐ）用激光儀檢測的結（jié）果表明，艉管後軸承前端位置高出0.229mm、艉管前軸承後端高出0.149mm，兩（liǎng）軸承中心線呈現略微上拱狀態（tài）。這一測量結果與我公（gōng）司在船（chuán）隻複（fù）光時連續三次測量（liàng）所獲（huò）得的數（shù）據是基本吻合的（de）（複光時三次所測（cè）結果均為（wéi）上拱（gǒng）狀態，其平（píng）均值（zhí）為：艉管後軸承前端位置高出0.228mm；艉管（guǎn）前軸承後端位置高出0.007mm）。經計算，艉軸在這（zhè）種狀態下（xià），其軸頸與軸承表麵之間的夾角小於（yú）3.0×10^-4（rad）的Z大許可值。因此，這一數據（jù）充分證明了我公司在照光、鏜孔、軸承（chéng）加工（gōng）等各環節上對（duì）艉管軸承內孔中心線偏差方（fāng）向的控製是正確的，是完全符合（hé）相關的計算與艉軸正常工作的需要。而“TID”專家用其自帶的（de）光學儀進行檢測並作出了進行（háng）調偏的決定。我（wǒ）認為“TID”專家的這一決定（dìng）理由不充分、依據（jù）不足，在技術是上欠妥的；

　　b）艉管軸承內徑調偏之後，首先出現的嚴重問題是，艉軸中心在艉管（guǎn）後端位置（艉密封裝置安裝部位）下降了（le）1.48mm，再加上軸承間（jiān）隙的1/2（新軸承的間隙為（wéi）1.40mm），艉軸在此位置共下降了2.18mm。而艉密封裝（zhuāng）置仍（réng）然安裝於原位沒動（也不可能動）。這（zhè）樣就造成了艉軸中心與艉密封裝置中心2.18mm的嚴重（chóng）偏心（xīn）（艉密封裝置樣（yàng）本中的（de）允許值僅有0.5mm，以往在交驗此項目（mù）時往往花費較大周折）。雖然由於橡膠密封圈的彈性特性，眼下並不會（huì）馬上出問（wèn）題，但是，這種異常（cháng）狀態（tài），給艉密封裝置造成了嚴重的質量隱患，在不（bú）久的將來，艉密封裝置（zhì）的橡（xiàng）膠密封圈唇口部位會因為單（dān）麵受力過大而早日（rì）出現老化（huà）、裂紋現象並迅速喪失其良好的密封性能。同時，艉密（mì）封裝置的不鏽鋼密封襯套表麵也會過（guò）早地被磨損而導致出現艉管潤滑油外溢（或海（hǎi）水（shuǐ）進入艉管（guǎn））的嚴重後果；

　　c）更為嚴（yán）重的是，艉管軸承內徑調偏（piān）之後（hòu），打破了（le）原軸線的協調統一和整體平衡，並由此引發和派生了一係列對軸係甚至主機（jī）主軸承裝配狀（zhuàng）態的重（chóng）大調整和改變（已被實踐證明），頭痛醫頭、腳痛醫腳，按倒葫（hú）蘆起（qǐ）了瓢（piáo），缺乏統一縝密和符（fú）合（hé）邏輯的思考與安排，將一個好（hǎo）端端的軸係校中狀態整得亂七八糟（詳情這裏就不一（yī）一細講了（le））。這一舉措從技術（shù）角度講（jiǎng），把小問題擴大化、把簡單問題複雜化、工藝繁雜；從質量方（fāng）麵講，降低了軸（zhóu）係校中和（hé）主機的裝配質（zhì）量；從經（jīng）濟角度講，勞民傷財、拖延了交（jiāo）船期，給公司造成（chéng）了（le）經濟損失。

　　3、對今後相關工作的想法與建議

　　3.1、規範外來專家（jiā）的工作

　　外來（lái）專家（jiā）來我公司指導（dǎo）工作，對於我們直接、迅速（sù）地接觸和學習（xí）上（shàng）的先進技術提供了許多方便條件。但是，由於許多（duō）可想而知的（de）原（yuán）因，外（wài）來專家（jiā）在工作（zuò）中不可能完全站（zhàn）在（zài）我公司的立場上，也就是說，他們在考慮問題和采取措施時不可能本著我公司“省錢和簡化”的原則辦事。因此，建（jiàn）議對外來專家的工作（zuò）進行適當的約束和考核，以促使其站到我公司的立（lì）場上來。

　　3.2、自主掌（zhǎng）握控製酚醛（quán）樹脂軸承（chéng）的設計與加工

　　近年來，我公司為丹（dān）麥“A.P.MOLLER”公司承建的PC1100係（xì）列船的艉管酚醛樹脂軸承，已經出現了幾次高溫報警的異（yì）常情況（kuàng）（其它所有船隻的白（bái）合金軸承從未出現此類情況），給公（gōng）司造成了一定的經濟損失。現在細（xì）想起來，船東之所以對這種材料如此看好，幾經周折而癡心不改，就本人目前對這種材（cái）料的認知（zhī）程度，我認為船東從長期使用和運營（yíng）的角度考（kǎo）慮，主要是看好了其較好的耐磨性和減震性；而材料的另一麵特（tè）性，工藝性差、散熱性（xìng）差、對自身工作條件要求苛刻等不利因素則完全由我公司（sī）來承擔（dān）。這是對公司造船非常不利的一個因素（sù）。這意味（wèi）著在同等的加工、安裝、校中和控製條件下（xià），白合金（jīn）軸承不會出任何問題，而對於酚醛樹脂軸（zhóu）承來說，就很可能出問題。酚醛樹脂軸承（chéng）材料是“Railko”公司的新產品，至今為止仍然處於研製、試用和不斷發展完善過程中。與以前船隻相（xiàng）比，該船的酚（fēn）醛（quán）樹脂（zhī）軸承材料又有了（le）新的發展變化，就（jiù）是一（yī）個很好的證明。而我們的不足則是從設計到工藝到相關各部門對這種材（cái）料都沒有（yǒu）一個清（qīng）晰和全麵的了解，因此對其加工尺寸的確定、過盈量的設定、間隙的設（shè）定、調偏值的設定以及調偏（piān）加工的必要性等所有重要工作都完全依靠“Railko”公司。也就是（shì）說，我公司在酚醛樹（shù）脂軸承的設計、加（jiā）工等各方麵完全處（chù）於失控狀態。這是極端不正常的。為了迅速（sù）扭轉這一被動局麵，我認（rèn）為（wéi）應當從如下兩方麵入手：

　　（1）酚醛樹脂材料至今仍處於不斷更新的研製階（jiē）段，各方麵性能和參數（shù）仍處於不（bú）穩定和不易控製狀（zhuàng）態，因此，建議從設計選型開始，盡Z大努力說服船東不采用酚（fēn）醛樹脂軸承；

　　（2）考慮到船東接受我們要求的可能性不很大（dà），因此，我（wǒ）們的設計和工（gōng）藝人員眼下（xià）的當務之急是應積極主動地去學習和掌握酚醛樹脂（zhī）軸承材（cái）料的相關特性並迅速介入並（bìng）逐漸達到自主控製對酚醛樹脂軸承的機加（jiā）工尺寸的（de）確定工作。在這（zhè）方麵不能再繼續以前的完全依（yī）靠Railko公司的不合理狀態。

　　4、結束語

　　當今造船（chuán）業競爭日趨激烈，要確保我公司（sī）始終站在中國造船（chuán）業的Z前列，公司各部門特別是我們技術部門責任重大。“細節決（jué）定成敗”，酚醛樹脂軸承材（cái）料（liào）在A.P.MORLLER11萬係列船上的應用，暴露了（le）我（wǒ）們在這一“細節”（對新材料的了解、掌握和控製）上的薄（báo）弱環節。因此，我們應當積極行動起來，及時迅速地扭轉（zhuǎn）這一被（bèi）動局麵，這將對我公司降低造船成本、縮短造船周期起到積極（jí）的推動作用。同時，也會使我公司的設計和工藝水平迅速登上一個新（xīn）台（tái）階。