天字輪軸系中間軸承燒蝕故障分析

天字輪軸系中間軸承燒蝕故障分析

“天”號發(fā)動機，cmd-m.anb，w8k98ec，額定功率4760kw，固定旋轉(zhuǎn)速度94rmin，桑耶姆工廠的獨立管理系統(tǒng)，c-725mm的中間軸向安裝在北極工廠的c-725mm軸上。1擋油板及扭油環(huán)“天”字系列5100TEU集裝箱新造船,在海試和營運中,大多數(shù)船陸續(xù)發(fā)生主機傳動軸系中間軸承燒蝕故障,經(jīng)海上自修和靠泊廠修均不能徹底解決問題,需更換全部中間軸承。1.日本KEMEL公司生產(chǎn)的KMS-750型中間軸承,采用整塊固定式厚壁下瓦,下瓦軸向長度為640mm,且軸瓦瓦面為精加工,不需要對軸瓦進行拂刮,見圖1。而南極廠C-725型中間軸承采用的是3塊浮動式下瓦,下瓦的軸向長度為540mm,每塊下瓦裝配時都需現(xiàn)場拂刮。2.KMS-750型軸承的擋油板及甩油環(huán)都選用鋼質(zhì)材料,且擋油板為前后活動式,見圖2。這樣,當主機加減速、換向、環(huán)境溫度變化等因素導致中間軸前后竄動時,擋油板可以跟隨甩油環(huán)運動,避免了甩油環(huán)與擋油板之間的擦碰。而原先的C-725型中間軸承的擋油板為固定式結(jié)構,時常發(fā)生甩油盤環(huán)前后端面與擋油板擦碰。3.軸封結(jié)構的不同。KMS-750型軸承采用了方形橡膠密封圈外加抱緊彈簧的密封方式,見圖3。前后端面為HALF型法蘭連接,這種設計可以在軸承安裝過程中方便地測量下瓦間隙,及時調(diào)整軸瓦接觸受力狀態(tài)。南極廠C-725型軸承的軸封為迷宮式。4.軸承下瓦進油方式的不同。KMS-750型中間軸承的上瓦瓦背與上瓦軸承座殼體之間有空腔形的澆鑄通道,可以作為儲油腔(如圖4),滑油通過上下瓦結(jié)合處的設計進油口和布油槽(如圖5)進入下瓦,同時保留了上瓦的進油口,使得少量滑油潤滑上瓦。這種設計可以有效地避免在主機快車減速停車過程中,船體慣性帶動螺旋槳低速運轉(zhuǎn),甩油環(huán)效果下降時的斷油,因這時在澆鑄通道內(nèi)的滑油可以保證下瓦不斷油,能得到持續(xù)潤滑。5.其他方面的不同。中間軸承的冷卻水進回水總管規(guī)格由DN65加粗到DN80,到軸承的冷卻水支管規(guī)格由DN32加粗到DN40。軸承底座固定螺栓橫向間距縮小到1180mm,為便于安裝固定螺栓,在原基座肘板上增開6個U型工藝槽,同時加焊肘板提高強度。軸承底座的定位采用了現(xiàn)場鉸制兩只對角定位銷(老軸承采用緊配螺栓定位)。而上下軸承蓋的定位則采用預制緊配螺栓(老軸承為定位銷)。軸承底座前立面配有2只冷卻水腔清潔道門,以及一只放油旋塞,后立面配有滑油腔清潔道門。3新軸承定位安裝“天字號”某輪中間軸系包括三段中間軸,每段中間軸對應一道中間軸承,共有三道中間軸承需要整體換新。原為南極廠的C-725型中間軸承,更換為日本KEMEL公司生產(chǎn)的KMS-750型中間軸承。1.按照新軸承圖紙,預先加工新的軸承基座面板、固定墊塊、基座加強肘板等(船舶進廠前,船廠已提前加工好)。2.在中間軸系增加兩處臨時支撐,支撐點分別位于NO.1法蘭和NO.2法蘭前部,將中間軸抬高0.5mm左右,整體拆除NO.1和NO.3中間軸承。暫時保留NO.2中間軸承,以保證軸系位置狀態(tài)。待NO.1、NO.3新軸承定位后再換新NO.2軸承。3.為防止割換作業(yè)時有火星飛濺到中間軸徑造成損傷,整根中間軸用三防布包裹。4.割除原基座面板(新軸承保留使用原軸承基座,只需將基座面板割除換新,這樣就避免了原先計劃的輕油艙、污油水艙的清艙測爆,節(jié)省了大量的人力物力,縮短了工程時間)。5.安裝新基座面板,面板厚度為30mm,面板與基座焊接時采用對稱位置同時燒焊,這樣可最大限度減少面板因焊接施工引起的變形。6.吊入新的中間軸承,進行定位。因軸承下瓦是用螺栓固定在軸承底座上,與軸承底座一起安裝的,所以吊運過程需謹慎小心,防止軸承下瓦與軸頸發(fā)生擦碰。7.面板定位焊接。盡管焊接時采取了防變形措施,但30mm厚度的面板經(jīng)過焊接后還是有中間位置凹陷現(xiàn)象,對新基座面板進行拉線平面校正,用液壓千斤頂在面板中間位置起頂,恢復面板水平。8.上緊軸承底座的支撐螺栓,使軸承下瓦托住中間軸,拆除兩處臨時支撐。9.對三道中間軸承進行負荷稱重,用軸承底座的支撐螺栓調(diào)節(jié)各軸承負荷,使每道軸承的負荷在允許范圍內(nèi)。10.測量各軸承調(diào)整墊塊厚度,每道軸承左右各3塊墊塊。11.拂刮調(diào)整墊塊上下接觸面,使其與軸承底座及固定墊片的接觸面達到75%以上。12.上緊軸承底座緊固螺栓,在底座左右對角位置鉆孔、絞孔配定位銷,因新軸承底座的6只緊固螺栓都不是緊配螺栓,所以軸承底座與基座面板的定位是靠定位銷來完成的。13.重新對三道中間軸承進行負荷稱重,防止因拂磨墊塊過程中產(chǎn)生的誤差使軸承負荷發(fā)生變化。4主機的確定為及時測取中間軸承負荷,在船靠妥碼頭后,及時調(diào)整船舶吃水,盡可能使螺旋槳處于半浸狀態(tài),艏艉吃水差控制在2.0m以內(nèi),無橫傾。主機完車后停止附屬設備運轉(zhuǎn),自然冷卻到環(huán)境溫度,測量主機曲軸的拐擋差,然后將主機第8缸(最后一只缸)的曲柄臂盤到排氣側(cè),脫開盤車機。測量時盡可能減輕震動,如果不停發(fā)電機,最好選用1號發(fā)電機。分別測量主機飛輪處、NO.1/2/3中間軸承、艉軸管前軸承的負荷。中間軸承負荷測量時的JACKPOSITION(頂起位置)為軸瓦中心線往后800mm,即從軸承上蓋后端部往船艉275mm的點(換新后的KMS-750軸承為294mm)。艉軸承的JACKPOSITION為艉軸法蘭連接面往后862mm?！癟XH”輪中間軸承換新前后軸承負荷測量的數(shù)據(jù)參閱表2:4.2過渡r角位置的定位新軸承的軸瓦中心線必須與老軸承的中心線一致,這樣新軸承的承受負荷才能滿足軸系計算書要求。根據(jù)新軸承的圖紙尺寸,可以通過測量軸承前后端蓋與中間軸BEARING段過渡R角處的距離進行定位,前部距離為124mm,后部距離為24mm。中間軸承定位后,可以初步測量出調(diào)整墊片的厚度(調(diào)整墊片的原始厚度60mm,實際使用中不小于25mm),厚度滿足要求后進行新基座面板的定位焊接,否則新面板在車間預制開孔的6只螺栓孔無法與軸承座螺栓孔保證同心度,調(diào)整墊片厚度可能不滿足要求。4.3面板組成與預焊接方式調(diào)整因新面板的四周角焊連接,以及面板背面加焊了十字加強筋(如圖6)和肘板,造成面板變形。通過拉線檢查面板的平直度,并采用液壓頂撐進行校正。同樣預焊接在面板上的軸承固定墊片也會變形,需用標準樣板藍油檢查后拂刮到75%接觸面積以上,同時保證與調(diào)整墊片1:100配合斜度。75%接觸面積以上,同時保證與調(diào)整墊片1:100配合斜度。4.4軸承下瓦間隙的調(diào)整拆除臨時支撐,通過調(diào)節(jié)中間軸承底座自帶的4只M30的安裝調(diào)整螺栓,使得下瓦緊貼中間軸頸,同時測量下瓦前后左、中、右6點的間隙,保證軸承中心線與中間軸軸線相一致,必要時作相應調(diào)整?！疤熳痔枴蹦齿喨乐虚g軸承下瓦間隙測量數(shù)據(jù)如表三(括號內(nèi)為調(diào)整前):從表3可以看出,未做調(diào)整前的NO.1中間軸承的中心線與中間軸軸線不平行,而是存在夾角。這項檢查調(diào)整必須在此工序時完成,不然一旦后面定位銷鉸孔后再校正就比較困難。下瓦間隙滿足要求后就可以進行軸承負荷測量調(diào)整,這是一步比較繁瑣的過程,但必須反復測量調(diào)整到軸系計算書要求的范圍內(nèi)(通過底座4只調(diào)整螺栓,均勻?qū)ΨQ的提升或下降軸承高度),同時比較更換前的測量數(shù)據(jù)。各道軸承負荷滿足要求后,復測軸承下瓦間隙,并量取18塊(每道6塊)調(diào)整墊片的厚度,根據(jù)測量數(shù)據(jù),調(diào)整墊片毛坯進車間預刨后再到船做拂配。新的調(diào)整墊片開有U型工藝槽,接觸面積較小,藍油拂配比較方便,也大大縮短了更換工期。調(diào)整墊片檢查合格安裝到位后,上緊底腳螺栓,再對軸承負荷進行復測,數(shù)據(jù)合格后,可以現(xiàn)場使用錐型鉸刀(錐度1:50,直徑16mm)鉸制定位銷孔。4.5彈簧臥式區(qū)別軸封的安裝甩油環(huán)在中間軸上的定位:甩油環(huán)與其安裝槽前端間距8mm,這樣后端間距為12mm,此間距必須盤車一圈檢查,防止甩油環(huán)裝偏。前后彈簧固定式方形橡膠軸封的安裝:要求與前后軸封端蓋內(nèi)側(cè)間距7mm,同樣需盤車一圈檢查,保證圓周各點距離一致。安裝上軸承蓋時注意擋油板的前后位置,防止擋油板前后導向邊緣與甩油環(huán)擠壓損傷,擋油板與甩油環(huán)的間隙控制在1.0mm<C<1.5mm,這間隙很重要,直接影響刮油效果。4.6滑油位置下降嚴格按說明書要求在停車狀態(tài)時加油到油尺的正常馬克線,因在主機運行中部分滑油儲存在儲油腔內(nèi),油位下降明顯,此時再補滑油會造成軸封處漏油現(xiàn)象。一般停車后10分鐘才能測量出準確油位。4.75中間軸承溫升情況2.碼頭系泊試驗:主機運行到36rpm,并進行正倒車交替試驗,檢查中間軸承供油情況、中間軸竄動時的甩油環(huán)間隙,以及軸承溫升情況。3.海上試驗:主機從75rpm開始,分4個階段進行測試,數(shù)據(jù)記錄參閱表一。并試驗主機負荷突變時的中間軸承工況,在80rpm高速運轉(zhuǎn)時主機急速減車SLOWDOWN,隨后停車,進行倒車運轉(zhuǎn)。試驗過程順利,軸承潤滑狀況良好。6保證營運安全由于新造船中間軸承設計上面的誤差,給船舶的營運安全帶來了極大的