天字轮轴系中间轴承烧蚀故障分析

天字轮轴系中间轴承烧蚀故障分析

“天”号发动机，cmd-m.anb，w8k98ec，额定功率4760kw，固定旋转速度94rmin，桑耶姆工厂的独立管理系统，c-725mm的中间轴向安装在北极工厂的c-725mm轴上。1挡油板及扭油环“天”字系列5100TEU集装箱新造船,在海试和营运中,大多数船陆续发生主机传动轴系中间轴承烧蚀故障,经海上自修和靠泊厂修均不能彻底解决问题,需更换全部中间轴承。1.日本KEMEL公司生产的KMS-750型中间轴承,采用整块固定式厚壁下瓦,下瓦轴向长度为640mm,且轴瓦瓦面为精加工,不需要对轴瓦进行拂刮,见图1。而南极厂C-725型中间轴承采用的是3块浮动式下瓦,下瓦的轴向长度为540mm,每块下瓦装配时都需现场拂刮。2.KMS-750型轴承的挡油板及甩油环都选用钢质材料,且挡油板为前后活动式,见图2。这样,当主机加减速、换向、环境温度变化等因素导致中间轴前后窜动时,挡油板可以跟随甩油环运动,避免了甩油环与挡油板之间的擦碰。而原先的C-725型中间轴承的挡油板为固定式结构,时常发生甩油盘环前后端面与挡油板擦碰。3.轴封结构的不同。KMS-750型轴承采用了方形橡胶密封圈外加抱紧弹簧的密封方式,见图3。前后端面为HALF型法兰连接,这种设计可以在轴承安装过程中方便地测量下瓦间隙,及时调整轴瓦接触受力状态。南极厂C-725型轴承的轴封为迷宫式。4.轴承下瓦进油方式的不同。KMS-750型中间轴承的上瓦瓦背与上瓦轴承座壳体之间有空腔形的浇铸通道,可以作为储油腔(如图4),滑油通过上下瓦结合处的设计进油口和布油槽(如图5)进入下瓦,同时保留了上瓦的进油口,使得少量滑油润滑上瓦。这种设计可以有效地避免在主机快车减速停车过程中,船体惯性带动螺旋桨低速运转,甩油环效果下降时的断油,因这时在浇铸通道内的滑油可以保证下瓦不断油,能得到持续润滑。5.其他方面的不同。中间轴承的冷却水进回水总管规格由DN65加粗到DN80,到轴承的冷却水支管规格由DN32加粗到DN40。轴承底座固定螺栓横向间距缩小到1180mm,为便于安装固定螺栓,在原基座肘板上增开6个U型工艺槽,同时加焊肘板提高强度。轴承底座的定位采用了现场铰制两只对角定位销(老轴承采用紧配螺栓定位)。而上下轴承盖的定位则采用预制紧配螺栓(老轴承为定位销)。轴承底座前立面配有2只冷却水腔清洁道门,以及一只放油旋塞,后立面配有滑油腔清洁道门。3新轴承定位安装“天字号”某轮中间轴系包括三段中间轴,每段中间轴对应一道中间轴承,共有三道中间轴承需要整体换新。原为南极厂的C-725型中间轴承,更换为日本KEMEL公司生产的KMS-750型中间轴承。1.按照新轴承图纸,预先加工新的轴承基座面板、固定垫块、基座加强肘板等(船舶进厂前,船厂已提前加工好)。2.在中间轴系增加两处临时支撑,支撑点分别位于NO.1法兰和NO.2法兰前部,将中间轴抬高0.5mm左右,整体拆除NO.1和NO.3中间轴承。暂时保留NO.2中间轴承,以保证轴系位置状态。待NO.1、NO.3新轴承定位后再换新NO.2轴承。3.为防止割换作业时有火星飞溅到中间轴径造成损伤,整根中间轴用三防布包裹。4.割除原基座面板(新轴承保留使用原轴承基座,只需将基座面板割除换新,这样就避免了原先计划的轻油舱、污油水舱的清舱测爆,节省了大量的人力物力,缩短了工程时间)。5.安装新基座面板,面板厚度为30mm,面板与基座焊接时采用对称位置同时烧焊,这样可最大限度减少面板因焊接施工引起的变形。6.吊入新的中间轴承,进行定位。因轴承下瓦是用螺栓固定在轴承底座上,与轴承底座一起安装的,所以吊运过程需谨慎小心,防止轴承下瓦与轴颈发生擦碰。7.面板定位焊接。尽管焊接时采取了防变形措施,但30mm厚度的面板经过焊接后还是有中间位置凹陷现象,对新基座面板进行拉线平面校正,用液压千斤顶在面板中间位置起顶,恢复面板水平。8.上紧轴承底座的支撑螺栓,使轴承下瓦托住中间轴,拆除两处临时支撑。9.对三道中间轴承进行负荷称重,用轴承底座的支撑螺栓调节各轴承负荷,使每道轴承的负荷在允许范围内。10.测量各轴承调整垫块厚度,每道轴承左右各3块垫块。11.拂刮调整垫块上下接触面,使其与轴承底座及固定垫片的接触面达到75%以上。12.上紧轴承底座紧固螺栓,在底座左右对角位置钻孔、绞孔配定位销,因新轴承底座的6只紧固螺栓都不是紧配螺栓,所以轴承底座与基座面板的定位是靠定位销来完成的。13.重新对三道中间轴承进行负荷称重,防止因拂磨垫块过程中产生的误差使轴承负荷发生变化。4主机的确定为及时测取中间轴承负荷,在船靠妥码头后,及时调整船舶吃水,尽可能使螺旋桨处于半浸状态,艏艉吃水差控制在2.0m以内,无横倾。主机完车后停止附属设备运转,自然冷却到环境温度,测量主机曲轴的拐挡差,然后将主机第8缸(最后一只缸)的曲柄臂盘到排气侧,脱开盘车机。测量时尽可能减轻震动,如果不停发电机,最好选用1号发电机。分别测量主机飞轮处、NO.1/2/3中间轴承、艉轴管前轴承的负荷。中间轴承负荷测量时的JACKPOSITION(顶起位置)为轴瓦中心线往后800mm,即从轴承上盖后端部往船艉275mm的点(换新后的KMS-750轴承为294mm)。艉轴承的JACKPOSITION为艉轴法兰连接面往后862mm。“TXH”轮中间轴承换新前后轴承负荷测量的数据参阅表2:4.2过渡r角位置的定位新轴承的轴瓦中心线必须与老轴承的中心线一致,这样新轴承的承受负荷才能满足轴系计算书要求。根据新轴承的图纸尺寸,可以通过测量轴承前后端盖与中间轴BEARING段过渡R角处的距离进行定位,前部距离为124mm,后部距离为24mm。中间轴承定位后,可以初步测量出调整垫片的厚度(调整垫片的原始厚度60mm,实际使用中不小于25mm),厚度满足要求后进行新基座面板的定位焊接,否则新面板在车间预制开孔的6只螺栓孔无法与轴承座螺栓孔保证同心度,调整垫片厚度可能不满足要求。4.3面板组成与预焊接方式调整因新面板的四周角焊连接,以及面板背面加焊了十字加强筋(如图6)和肘板,造成面板变形。通过拉线检查面板的平直度,并采用液压顶撑进行校正。同样预焊接在面板上的轴承固定垫片也会变形,需用标准样板蓝油检查后拂刮到75%接触面积以上,同时保证与调整垫片1:100配合斜度。75%接触面积以上,同时保证与调整垫片1:100配合斜度。4.4轴承下瓦间隙的调整拆除临时支撑,通过调节中间轴承底座自带的4只M30的安装调整螺栓,使得下瓦紧贴中间轴颈,同时测量下瓦前后左、中、右6点的间隙,保证轴承中心线与中间轴轴线相一致,必要时作相应调整。“天字号”某轮三道中间轴承下瓦间隙测量数据如表三(括号内为调整前):从表3可以看出,未做调整前的NO.1中间轴承的中心线与中间轴轴线不平行,而是存在夹角。这项检查调整必须在此工序时完成,不然一旦后面定位销铰孔后再校正就比较困难。下瓦间隙满足要求后就可以进行轴承负荷测量调整,这是一步比较繁琐的过程,但必须反复测量调整到轴系计算书要求的范围内(通过底座4只调整螺栓,均匀对称的提升或下降轴承高度),同时比较更换前的测量数据。各道轴承负荷满足要求后,复测轴承下瓦间隙,并量取18块(每道6块)调整垫片的厚度,根据测量数据,调整垫片毛坯进车间预刨后再到船做拂配。新的调整垫片开有U型工艺槽,接触面积较小,蓝油拂配比较方便,也大大缩短了更换工期。调整垫片检查合格安装到位后,上紧底脚螺栓,再对轴承负荷进行复测,数据合格后,可以现场使用锥型铰刀(锥度1:50,直径16mm)铰制定位销孔。4.5弹簧卧式区别轴封的安装甩油环在中间轴上的定位:甩油环与其安装槽前端间距8mm,这样后端间距为12mm,此间距必须盘车一圈检查,防止甩油环装偏。前后弹簧固定式方形橡胶轴封的安装:要求与前后轴封端盖内侧间距7mm,同样需盘车一圈检查,保证圆周各点距离一致。安装上轴承盖时注意挡油板的前后位置,防止挡油板前后导向边缘与甩油环挤压损伤,挡油板与甩油环的间隙控制在1.0mm<C<1.5mm,这间隙很重要,直接影响刮油效果。4.6滑油位置下降严格按说明书要求在停车状态时加油到油尺的正常马克线,因在主机运行中部分滑油储存在储油腔内,油位下降明显,此时再补滑油会造成轴封处漏油现象。一般停车后10分钟才能测量出准确油位。4.75中间轴承温升情况2.码头系泊试验:主机运行到36rpm,并进行正倒车交替试验,检查中间轴承供油情况、中间轴窜动时的甩油环间隙,以及轴承温升情况。3.海上试验:主机从75rpm开始,分4个阶段进行测试,数据记录参阅表一。并试验主机负荷突变时的中间轴承工况,在80rpm高速运转时主机急速减车SLOWDOWN,随后停车,进行倒车运转。试验过程顺利,轴承润滑状况良好。6保证营运安全由于新造船中间轴承设计上面的误差,给船舶的营运安全带来了极大的