船舶艉管轴承高温原因和对策浅析.docVIP

船舶艉管轴承高温原因及对策浅析 于嘉琦 提 要 本文剖析了我公司为丹麦A.P.MORLLER公司承建的11万吨成品油轮（系列船之一）在航海试验中出现的艉管后轴承高温报警的原因、分析借鉴了“TID”专家为解决此问题所采取的整改措施、阐明了简化工艺和正确解决这一问题的科学方法，同时对轴承材料的掌握和控制提出了相关的建议。 主题词 轴承材料 轴线调偏 轴承间隙 自主控制 1、前言 几年来，我公司为丹麦A.P.MORLLER公司承建的11万吨成品油轮至今已经几次出现了艉管轴承高温报警的异常情况，引起了公司质检部门、技术部门以及公司领导的强烈关注。为了迅速扭转这一被动局面，杜绝后患，本文针对该船出现的艉管后轴承高温报警以及“TID”专家为解决此问题所采取的整改措施进行深入的典型剖析，以求找准原因、探索科学合理的符合“节约和简化”原则的解决方案，为后续船的成功建造提供可靠的技术保障。同时，本文若能对本行业的同仁们有所启迪，本人将不胜欣慰。 2、对艉管后轴承高温报警相关问题的分析 2.1、艉管后轴承磨痕状况描述 该船艉管后轴承是由后/后、后/中、后/前三段组成的，每段长420mm，总长为1260mm。当螺旋桨、艉轴拆除之后，艉管后轴承表面所呈现的磨合情况为，后/后段轴承的内孔表面沿纵向方向存在两段较为明显的发黑磨痕：一段是在距轴承后端约150mm的长度范围内，磨痕部位是在轴承内孔的下部位置，约有180mm宽；另一段是在该段轴承剩余的长度范围内（约270mm），所呈现的发黑磨痕是一个完整的园环状磨痕。而艉管后轴承的后/中和后/前两段内孔表面却没有呈现出明显的磨痕，颜色清淡。 2.2、原因分析 （1）通常，艉轴在静止或低速运转状态下，其中心线在艉管内呈现上拱状态，这是所有船型的艉轴在艉管内的安装状态所呈现出的共性。因此，其轴颈与艉管轴承之间的接触部位将会出现在艉管前轴承靠近前端的底部和艉管后轴承靠近后端的底部，是属正常状态。而随着主机转速的逐渐升高，艉轴中心线也逐渐由上拱状态向平直状态转化。在这种情况下，艉轴轴颈与艉管轴承之间的接触部位也会由艉管两端逐渐向中部扩展，轴颈与轴承之间的接触面积迅速增大，这时，艉轴转速增高、与轴承的接触面积增大，而轴承表面单位面积上的承压值并不高，在正常的配合间隙和良好的润滑条件下，轴承温度不会升高。这是艉轴与轴承之间的正常工作状态。从该船艉管轴承的实际磨痕情况来看，轴承后端下部约150mm×180mm的发黑磨痕,正是主机在低速下运转的磨痕，此时艉轴呈现上拱状态。轴承前端约270mm宽的环状发黑磨痕是主机在高速下旋转时的磨痕，此时艉轴趋于平直状态。虽然磨痕不应当呈现明显的环状，但其正、直、圆整的环状磨痕和后端底部磨痕的实际情况在客观上证明了该船艉轴与艉管轴承之间的校中和安装状态是正确的，符合轴系校中的基本要求。 （2）根据机械运动原理，一对运动副(比如轴与轴承)要想保持正常的相对运动状态，必须具备适当的配合间隙和良好的润滑，二者缺一不可。而该船艉管轴承所产生的发热、发黑甚至高温报警现象，正是对这一基本原理的又一次体现。该船艉轴与艉管轴承之间的配合间隙在原施工图上的要求为：最小值不得小于1.27mm。但由于Railko公司的一再推荐、船检船东的要求，在艉管轴承加工前将其原有的最小间隙由1.27mm修改为1.06mm。并在其后的艉管轴承成品尺寸的确定过程中，Railko公司完全按照实际间隙接近1.06mm的原则给定了艉管轴承的成品加工尺寸，致使该船艉轴与艉管轴承之间的配合间隙仅有1.10 mm。虽然数据不小于1.06mm，但因其实际间隙过小，使艉轴在轴承中的运转呈现一种不正常状态，加剧了摩擦热的产生、破坏了二者之间的良好润滑、延误甚至阻滞了所产生高温的及时疏散，致使轴承温度迅速上升而使轴承的酚醛树脂材料变色发黑，出现了环状发黑磨痕，直至高温报警。这就是艉管轴承发生高温报警的直接原因。反观该船艉管后轴承的后/中段轴承间隙为1.213mm、后/前段轴承的配合间隙为1.24mm，接近于原设计要求的1.27mm。因此没有出现明显的磨痕。这一事实再一次证明了艉管后轴承高温报警完全是因为间隙过小造成的。 2.3、“TID” 专家采取的措施 针对上述状况，“TID”专家首先决定更换艉管后轴承的全部三段轴承，并对新轴承的加工作了重大改变。与原轴承相比，新轴承的重大改变主要有如下两点： （1）放大了轴承间隙，在原尺寸基础上放大了0.225mm，这样，新轴承的最小间隙就变为1.06+0.225=1.285mm。从这一数值来看，完全恢复了原来的设计要求，甚至比原设计要求的最小间隙值1.27mm 还大（实际间隙放大到1.40mm）； （2）对艉管后轴承（三段合一）的内径中心进行了偏心加工，前端下调了0.66mm，后端下调了1