第9章維修船舶的主要部件

第九章

船舶主要部件的檢修一、增壓器的檢修廢氣渦輪增壓器的作用是利用柴油機(jī)廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪帶動(dòng)同軸上的壓氣機(jī)，把空氣壓力提高送入氣缸，使柴油機(jī)功率大幅度提高。由于增壓器高速運(yùn)轉(zhuǎn)，它屬于精密機(jī)械。廢氣渦輪增壓器使柴油機(jī)的功率增加1倍，而重量只增加10％。軸承在增壓器中居重要地位，它不僅保證轉(zhuǎn)子安全可靠地高速回轉(zhuǎn)，還必須保證轉(zhuǎn)子準(zhǔn)確定位廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)子兩端軸承一般采用透平油，由自帶油泵進(jìn)行潤(rùn)滑。增壓器自帶油泵工作的可靠性與其安裝質(zhì)量有關(guān)，安裝時(shí)應(yīng)保證油泵軸線與轉(zhuǎn)子軸線同軸。滾動(dòng)軸承具有摩擦系數(shù)小，產(chǎn)生熱量少，潤(rùn)滑油消耗量少，拆卸方便，起動(dòng)性能好，效率高等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是使用壽命有限。滾動(dòng)軸承累積工作時(shí)間達(dá)到其額定使用壽命時(shí)即應(yīng)換新軸承，一般累積工作時(shí)間約為8000小時(shí)。壓氣機(jī)端的軸承中裝有徑向和軸向兩級(jí)減振彈簧片。其中軸向減振彈簧片除應(yīng)具有減振作用外，還應(yīng)具有調(diào)整和確定轉(zhuǎn)子軸向位置的作用在渦輪端軸承中只裝有徑向減振彈簧片，以減輕振動(dòng)。轉(zhuǎn)子變形會(huì)使增壓器產(chǎn)生振動(dòng)。消除增壓器振動(dòng)的方法首先應(yīng)是換新軸承。增壓器的轉(zhuǎn)子或葉片經(jīng)修理或更換后均應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)并合格。零部件D/L≤1時(shí),應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，以保證其平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。零部件(D/L≥5)應(yīng)進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，如螺旋槳。修后的增壓器轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，以保證平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。新造或經(jīng)修理的增壓器轉(zhuǎn)子應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。增壓器轉(zhuǎn)子需做動(dòng)平衡試驗(yàn)的情況：轉(zhuǎn)子部件受機(jī)械損傷；轉(zhuǎn)子軸及渦輪葉片經(jīng)修理后；渦輪葉片部分或全部更換后；壓氣機(jī)葉及導(dǎo)風(fēng)輪經(jīng)修理或更換后。增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力空間匯交力系。動(dòng)平衡試驗(yàn)是在2個(gè)平面上檢測(cè)。增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡試驗(yàn)合格之后：兩平面內(nèi)的離心力的向量和近似為0離心力引起的力偶矩的向量和近似為0偏心矩近似為0回轉(zhuǎn)件的重心相對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的距離稱為偏心距e。平衡精度是反映回轉(zhuǎn)件平衡后的不平衡程度的指標(biāo)。增壓器轉(zhuǎn)子的平衡精度又稱為偏心距。反映回轉(zhuǎn)件回轉(zhuǎn)時(shí)不平衡慣性力的大小和方向的指標(biāo)是不平衡度。對(duì)于質(zhì)量分布在同一平面內(nèi)，軸向長(zhǎng)度較小的回轉(zhuǎn)件，其不平衡度用不平衡度或稱重徑積表示,即距回轉(zhuǎn)半徑Ｒ處有一不平衡重Ｆ(或不平衡力Ｆ)時(shí)，回轉(zhuǎn)件的不平衡度用Ｆ·Ｒ(?！っ?，或稱重徑積。平衡精度是用來(lái)度量回轉(zhuǎn)件動(dòng)平衡的物理量，回轉(zhuǎn)件的平衡精度是其經(jīng)平衡后的不平衡程度，用回轉(zhuǎn)件的重心相對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的距離稱為偏心矩e。偏心距用回轉(zhuǎn)件的不平衡度(重徑積)與其質(zhì)量中心上的重力之比耒表示，即e＝FR/G(mm)。對(duì)于質(zhì)量分布在同一平面內(nèi)，軸向長(zhǎng)度較小的回轉(zhuǎn)件，其平衡精度用e表示。對(duì)于質(zhì)量分布不在同一平面內(nèi)，軸向長(zhǎng)度較大的回轉(zhuǎn)件，其平衡精度用e·ω表示，其中ω為回轉(zhuǎn)件的角速度。平衡精度的等級(jí)按照［e］·ω來(lái)劃分。增壓器轉(zhuǎn)子平衡精度超過(guò)許用值時(shí)應(yīng)采取的措施是在葉輪或渦輪上定點(diǎn)去重。兩臺(tái)增壓器轉(zhuǎn)子具有相同的平衡精度，則其偏心距相等。兩臺(tái)增壓器的轉(zhuǎn)子具有相同的重徑積，則其偏心距不一定相等。兩臺(tái)增壓器轉(zhuǎn)子具有不同的質(zhì)量，若重徑積相同，則平衡精度不相等。以回轉(zhuǎn)件的許用偏心距［e］與回轉(zhuǎn)件的角速度ω的乘積［e］·ω表示回轉(zhuǎn)件的平衡精度。增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡檢驗(yàn)后，要求達(dá)到e＜［e］。增壓器的密封裝置有氣封和油封。增壓器轉(zhuǎn)子軸上的油封的作用是防止滑油進(jìn)入渦輪殼體或壓氣機(jī)殼體內(nèi)。壓氣機(jī)葉輪背部的氣封作用是防止空氣漏入渦輪端。渦輪端氣封的作用是防止軸承箱滑油被污染。增壓器氣封嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)應(yīng)采取更換密封帶和壓緊絲進(jìn)行修理。小型增壓器中的油封常采用活塞環(huán)式的密封裝置。大型增壓器中的氣封多采用迷宮式的密封裝置。增壓器壓氣機(jī)葉輪背面與隔熱墻之間設(shè)有徑向迷宮式的氣封。壓氣機(jī)葉輪和渦輪葉片常見(jiàn)的失效形式是變形、裂紋和斷裂。增壓器渦輪葉片變形的原因是高速異物撞擊所致。增壓器壓氣機(jī)葉片損傷是由于軸承嚴(yán)重磨損所致。渦輪葉片裂紋檢查采用著色探傷。當(dāng)個(gè)別渦輪葉片產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)應(yīng)采用拆除損傷及與之對(duì)稱的葉片。渦輪葉片根部裂紋則應(yīng)采用更換工藝處置。渦輪葉片中部或上部有缺陷時(shí)可采用焊補(bǔ)修理。渦輪葉片四面上的輕微少量缺陷允許修磨，但修磨的厚度應(yīng)不大于1／6相應(yīng)部位的葉片厚度。增壓器平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是平衡精度和對(duì)中精度符合要求增壓器校中測(cè)量是通過(guò)測(cè)量N、M、L間隙進(jìn)行對(duì)中情況的精確檢驗(yàn)。其中間隙N是轉(zhuǎn)子軸向串動(dòng)量。保證增壓器轉(zhuǎn)子受熱膨脹不會(huì)產(chǎn)生壓氣機(jī)葉輪與氣封板碰撞的間隙是M值(壓氣機(jī)葉輪的后間隙)。保證壓氣機(jī)葉輪不與殼體相碰的間隙是L(壓氣機(jī)葉輪的前間隙)。增壓器轉(zhuǎn)子拆卸前后不需檢測(cè)軸承間隙。增壓器轉(zhuǎn)子校中時(shí)不需檢測(cè)各軸承的軸承間隙。增壓器轉(zhuǎn)子校中時(shí)若壓氣機(jī)葉輪前后間隙不滿足要求時(shí)應(yīng)采取措施：增加壓氣機(jī)端轉(zhuǎn)子軸的調(diào)位墊片減少壓氣機(jī)端轉(zhuǎn)子軸的調(diào)位墊片交換壓氣機(jī)端和渦輪機(jī)倒轉(zhuǎn)子軸的調(diào)位墊片。渦輪殼體內(nèi)表面與廢氣接觸發(fā)生腐蝕，特別是在排氣殼底部處易腐蝕爛穿。增壓器渦輪殼體發(fā)生酸腐蝕關(guān)鍵是壁面溫度低于硫酸的露點(diǎn)。增壓器殼體渦輪內(nèi)壁的酸腐蝕是屬于電化學(xué)腐蝕。增壓器渦輪殼體腐蝕的程度應(yīng)控制在不大于50％的設(shè)計(jì)壁厚渦輪殼體腐蝕后，其最小壁厚大于設(shè)計(jì)壁厚的50％，殼體冷卻水腔經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后方可繼續(xù)使用。渦輪殼體局部腐蝕較重，可采用焊補(bǔ)修理殼體腐蝕后，其最小壁厚小于設(shè)計(jì)壁厚的50％，殼體冷卻水腔經(jīng)修理和1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn)合格后方可繼續(xù)使用。渦輪殼體噴水清洗時(shí)是在柴油機(jī)50％負(fù)荷下進(jìn)行。壓氣機(jī)端噴水清洗應(yīng)在柴油機(jī)全負(fù)荷下進(jìn)行。防止增壓器渦輪端殼體腐蝕的方法是提高冷卻水進(jìn)口溫度。防止增壓器渦輪殼體腐蝕的方法是選用非冷卻式的增壓器。航行中，當(dāng)廢氣渦輪增壓器發(fā)生嚴(yán)重的故障時(shí)，應(yīng)采用停增壓器措施進(jìn)行處置。航行中，當(dāng)廢氣渦輪增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，海況允許短時(shí)停車，對(duì)損壞渦輪增壓器采用鎖住轉(zhuǎn)子措施處置。航行中，當(dāng)廢氣渦輪增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，海況允許長(zhǎng)時(shí)間停車，對(duì)損壞的渦輪增壓器采用拆除轉(zhuǎn)子措施進(jìn)行處置。航行中，某船定壓增壓的增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障，主機(jī)功率較小，平均指示壓力＜0.5兆帕，此時(shí)對(duì)增壓器應(yīng)采取鎖住轉(zhuǎn)子一端(壓氣端)的措施進(jìn)行處理。航行中，某船主機(jī)采用脈沖增壓系統(tǒng)，主機(jī)功率較小，平均指示壓力＜0.5兆帕，增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)應(yīng)對(duì)其采取鎖住轉(zhuǎn)子兩端措施進(jìn)行處理。某船航行在風(fēng)平浪靜的海上，增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障，主機(jī)平均指示壓力＞0．5兆帕，此時(shí)對(duì)增壓器應(yīng)采取鎖住轉(zhuǎn)子兩端措施進(jìn)行處理。航行中，增壓器發(fā)生故障可利用隨機(jī)專用工具，并按說(shuō)明書要求將轉(zhuǎn)子鎖住，但應(yīng)使增壓器停止?jié)櫥?，繼續(xù)冷卻。增壓器發(fā)生故障后鎖住轉(zhuǎn)子的措施簡(jiǎn)便，起到了緩解故障和防止故障擴(kuò)大的作用，但缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間鎖住轉(zhuǎn)子將引起變形。增壓器發(fā)生故障后采用拆除轉(zhuǎn)子的措施，不僅防止事故擴(kuò)大，更重要的是保護(hù)了轉(zhuǎn)子，但缺點(diǎn)是工作量大。二、船舶軸系的檢修船舶軸系是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分，承擔(dān)著傳遞扭矩和推力的作用，以實(shí)現(xiàn)船舶航行。船舶軸系是從曲軸尾法蘭起至尾軸止。短軸系是指具有一節(jié)或無(wú)中間軸的軸系。長(zhǎng)軸系是指具有兩節(jié)或兩節(jié)以上中間軸的軸系。軸系理論中心線是船舶設(shè)計(jì)時(shí)所確定的軸系中心線,是根據(jù)首尾基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)確定。軸系理論中心線用來(lái)確定主機(jī)和軸系位置。軸系理論中心線是主機(jī)的定位安裝基準(zhǔn)。單軸系具有直接傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、傳動(dòng)損失小和便于操縱的特點(diǎn)。雙軸系具有高速、機(jī)動(dòng)性好和生命力強(qiáng)的特點(diǎn)。航行中船舶推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)生故障，為了準(zhǔn)確地確定修理范圍、修理項(xiàng)目、修理方案及其工作量，修理前必須進(jìn)行各種檢驗(yàn)。軸系中心線的偏差度(偏中值)是指軸系實(shí)際中心線與理論中心線的偏差。軸系中心線發(fā)生彎曲變形將會(huì)使相鄰軸連接法蘭的相對(duì)位置發(fā)生變化，產(chǎn)生偏移δ與曲折φ。相鄰軸兩連接法蘭的軸心線平行的現(xiàn)象稱偏移。相鄰軸兩連接法蘭中心對(duì)準(zhǔn)而軸心線相交的現(xiàn)象稱曲折。相鄰軸同軸，其連接法蘭處偏中值為δ＝0、φ＝0。相鄰軸軸心線平行，其連接法蘭處偏中值為δ≠0、φ＝0。相鄰軸軸心線相交，但相鄰軸兩法蘭中心對(duì)準(zhǔn)，其連接法蘭處偏中值為δ＝0、φ≠0。相鄰軸軸心線相交，但相鄰軸兩法蘭中心未對(duì)準(zhǔn)，其連接法蘭處偏中值為δ≠0、φ≠0。由于軸系的實(shí)際變形難以檢測(cè)，通過(guò)測(cè)量軸系的相鄰軸兩法蘭的偏中值來(lái)了解軸系軸。心線的實(shí)際狀態(tài)。在修造船中，廣泛采用直尺—塞尺法測(cè)量軸系相鄰軸連接法蘭上的偏中值(P.186)。采用直尺—塞尺法測(cè)得某船軸系某對(duì)連接法蘭上的Z上＝0．2毫米，Z下＝0．1毫米，則該法蘭的偏移值δ⊥＝0.15毫米／米。采用直尺—塞尺法測(cè)得某船軸系第二對(duì)連接法蘭上的Z上＝0．5毫米，Z下＝0．3毫米，則該法蘭的偏移值δ⊥＝0.4毫米／米。船舶軸系軸線狀態(tài)檢查的項(xiàng)目有軸系中心線偏差度(偏中值)和兩端軸(尾軸與曲軸)的同軸度一般軸系中心線的偏中情況是其各相鄰軸軸心線偏中值船舶軸系偏差度反映了尾軸與曲軸不同軸的程度(總偏移、總曲折：δ總、φ總)檢查尾軸與曲軸的同軸度誤差的方法能用平軸法,平軸計(jì)算法,拉線法,光學(xué)儀器法平軸法是以曲軸（或尾軸）法蘭為基準(zhǔn)，自首向尾（或相反）依次調(diào)節(jié)中間軸及其支承的高低位置使各對(duì)法蘭上的；、中為零在各中間軸距法蘭端面（0．18－0．20）L處加一臨時(shí)支承，拆下連接螺栓和使法蘭間留有間隙軸系中心線的偏差度應(yīng)小于允許值軸系同軸度誤差應(yīng)δ總、φ總交點(diǎn)在δMAX－φMAX三角形內(nèi)對(duì)經(jīng)檢驗(yàn)，軸系狀態(tài)良好，僅個(gè),別法蘭上的δ、φ不符合要求，應(yīng)采用調(diào)節(jié)相關(guān)中間軸和中間軸承的位置方法調(diào)整當(dāng)軸系的同軸度誤差過(guò)大時(shí)，應(yīng)采用改變主機(jī)位置方法或偏鏜尾軸管方法調(diào)整軸系狀態(tài)。度船軸的主要損壞形式是工作軸頸的磨損、腐蝕、裂紋。衡量船軸工作軸頸磨損的指標(biāo)是圓度誤差、圓柱度誤差、徑向跳動(dòng)量。船軸磨損后可采用光車、熱噴涂、電鍍Cr或Fe水潤(rùn)滑尾軸銅套接縫處滲漏海水可引起電化學(xué)腐蝕、裂紋水潤(rùn)滑式尾軸的工作軸頸包覆銅套，以防止腐蝕水潤(rùn)滑式尾軸非工作軸頸一般包覆玻璃鋼或橡膠水潤(rùn)滑尾軸銅套過(guò)度磨損后采用更換尾軸裂紋常發(fā)生在錐面大端、鍵槽附近、銅套接縫下部尾軸裂紋缺陷可采用著色法、磁力探傷、超聲波探傷船軸裂紋允許焊補(bǔ)的條件是線性尺寸深度小于5%軸徑、線性尺寸長(zhǎng)度下小于10%軸徑船軸裂紋修理方法鉗工修磨、焊補(bǔ)、更換油潤(rùn)滑軸承材料有白合金水潤(rùn)滑軸承材料有鐵梨木、橡膠、賽龍、層壓膠木鐵梨木上瓦用立紋，下瓦用順紋鐵梨木在尾軸管中固定采用2-3根止動(dòng)銅條更換鐵梨木時(shí)鐵梨木應(yīng)浸透裝軸前應(yīng)密閉尾軸管鐵梨木變形開(kāi)裂、磨損超差、軸承間隙超差時(shí)應(yīng)予以更換尾軸密封裝置主要有填料函式、一封圈式填料函式首密封泄漏時(shí)應(yīng)壓緊壓蓋、更換填料更換填料時(shí)應(yīng)注意填料長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng),不許搭接或過(guò)短,各道接縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi),壓蓋應(yīng)適當(dāng)預(yù)緊尾軸密封圈常見(jiàn)失效形式有過(guò)度磨損、唇邊硬化、橡皮環(huán)老化或碎裂尾軸密封裝置檢修后應(yīng)進(jìn)行油壓試驗(yàn)在油壓試驗(yàn)時(shí)不允許滑油滲漏，允許微動(dòng)尾軸防蝕襯套采用的材料是不銹鋼、鋼套鍍鉻或青銅安裝尾軸與螺旋槳時(shí)輪機(jī)長(zhǎng)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督尾軸防蝕襯套與密封環(huán)接觸處的磨損凹痕可以光車防蝕襯套、防蝕襯套與槳轂配合凸肩減薄(光車)或增加墊片也可采用光車+鍍鉻或噴涂中間軸承、白合金軸承在下列情況下重澆白合金層過(guò)度磨損、嚴(yán)重?zé)?、?yán)重脫殼或大面積剝落螺旋槳的連接方式有：鍵連接、粘接、液壓無(wú)鍵連接鍵連接因有鍵槽應(yīng)力集中明顯粘接常用于D小于4.5m的沿海及內(nèi)河船舶D小于1.5m的小型船舶可直接采用粘接螺旋槳的鳴音是在工作時(shí)渦流激振,發(fā)生共振的嗡嗡聲消除方法：加厚或減薄隨邊邊緣、加工特殊邊形鳴音發(fā)生在0.4R以外的隨邊邊緣螺旋槳常見(jiàn)失效形式有裂紋、腐蝕、變形螺旋槳缺陷在槳葉上分為三個(gè)區(qū)域：A區(qū)0.4R以內(nèi)區(qū)域B區(qū)0.4-0.7R區(qū)域C區(qū)0.7R以外區(qū)域各區(qū)修理原則(P.190)螺旋槳檢修后要測(cè)量螺距與靜平衡試驗(yàn)測(cè)螺距的量具有螺距規(guī)、直尺螺距包括局部螺距(P.191公式)、截面螺距、槳葉螺距、總螺距局部螺距h＝360°×ΔL/α靜平衡要求達(dá)到隨遇平衡、不平衡重量小于許用值、幾何中心與回轉(zhuǎn)中心重合程度符合要求(P.192)螺旋槳的變形可采用冷、熱變形法校正后要退火、觀察表面缺陷、著色探傷軸系校中(P.199)直線校中:根據(jù)軸系理論中心線，將軸系各軸承的中心線布置成一條直線，這一過(guò)程稱為直線校中。按軸承上允許負(fù)荷校中:根據(jù)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，取得軸承允許負(fù)荷的范圍，校中過(guò)程中通過(guò)調(diào)整中間軸承的位置，使軸承上的實(shí)際負(fù)荷在允許值內(nèi)。這一過(guò)程稱為按軸承允許負(fù)荷校中。合理校中:根據(jù)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以軸承負(fù)荷、軸段內(nèi)的應(yīng)力、彎矩、轉(zhuǎn)角等為約束條件，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算，確定軸承的合理位置，熱態(tài)下使各軸承的負(fù)荷在允許值內(nèi)且合理分布，軸段內(nèi)的應(yīng)力、彎矩、轉(zhuǎn)角也均在允許值內(nèi)。這一過(guò)程稱為合理校中。三、船舶舵系的檢修(P.201)轉(zhuǎn)舵時(shí)發(fā)生舵重、不靈、轉(zhuǎn)滿舵時(shí)間長(zhǎng)：舵桿變形、舵承損壞、舵系安裝不良轉(zhuǎn)舵時(shí)聲音異常并存嚴(yán)重的撞擊現(xiàn)象，其原因可能是:舵承與舵桿的間隙過(guò)大 舵承與舵軸或舵銷的間隙過(guò)大上舵承滾珠碎裂或護(hù)圈松動(dòng)舵系振動(dòng)的原因可能是:舵系安裝不良、舵承間隙過(guò)大、上舵底座或船體剛度不足上舵承一般常用:推力滾動(dòng)軸承推力滾子上舵承發(fā)生銹蝕、剝落、護(hù)圈或滾子破碎應(yīng)換新。鐵梨木舵承過(guò)度磨損、嚴(yán)重變形、開(kāi)裂應(yīng)更換。舵桿常見(jiàn)的失效形式有軸頸磨損、表面腐蝕與裂紋、變形。舵桿表面的裂紋應(yīng)采用觀察法、著色探傷、磁力探傷檢查。舵桿軸頸表面過(guò)度磨損或表面腐蝕面積>25%總面積時(shí)，可以光車、堆焊后光車、熱噴涂后光車修復(fù)。舵桿上有2~3條細(xì)小的縱向裂紋時(shí)可以鉗工修磨。舵桿不允許有橫向裂紋，舵桿有橫向裂紋應(yīng)更換。舵桿上符合長(zhǎng)度<1/4公稱直徑、深度<5％公稱直徑、數(shù)量不超過(guò)3條且不在同一條