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1第十一章船舶动力装置第一节船舶动力装置的组成与类型1807年,“克莱蒙特号”建成下水明轮轮船轮机推进设备的总称船舶电站装卸货机械冷藏和空调装置冷藏和空调装置海水淡化装置防污染设备压载、消防等系统“船舶动力装置”与“轮机”的含义基本相同,为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活、财产和人员的安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称船舶
动力
装置
含义船舶动力装置推进装置辅助装置船舶系统甲板机械防污染设备自动化设备辅助装置船舶系统甲板机械防污染设备自动化设备一、船舶动力装置的组成指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨,推动船舶并保证一定航速航行的设备柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机离合器、减速齿轮箱、联轴器传送轴、轴承、密封件螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器主机传动设备轴系推进器一、船舶动力装置的组成1.推进装置指除船舶推进船舶运动所需能量以外,用以保证船舶航行和生活需要的其它各种能量的设备发电机组、配电板、其他电气设备辅锅炉及为其服务的燃油、给水等设备和系统组成空气压缩机、空气瓶、阀件等组成船舶电站辅锅炉装置压缩空气系统一、船舶动力装置的组成2.辅助装置管路系统是用来连接各种机械设备,并输送相关流体的管系为推进装置和辅助装置服务的管路系统,包括:燃油系统、滑油系统、海淡水系统、蒸汽系统、压缩空气系统等为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统,包括:压载系统、舱底水系统、消防系统、空调系统和冷藏系统等动力系统辅助系统一、船舶动力装置的组成3.管路系统为保证船舶航向、锚泊靠泊、装卸货物以及起落自身设备所设置的机械统称为甲板机械舵机锚机起货机绞缆机开/关舱盖机械吊艇机悬梯升降机等一、船舶动力装置的组成4.甲板机械为满足《MARPOL73/78公约》对营运船舶所产生的废弃物进行处理的要求所设置的设备油水分离器生活污水处理装置焚烧炉一、船舶动力装置的组成5.防污染设备为改善船员工作条件、减轻劳动强度、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。遥控自动调节监控报警参数自动打印一、船舶动力装置的组成6.自动化设备为某些特种船舶而设计、装备的系统。如油轮的原油洗舱系统、浮式储油轮的端点系泊系统、挖泥船的泥浆抽吸系统等。一、船舶动力装置的组成7.特种系统船舶动力装置类型蒸汽动力装置燃气动力装置核动力装置综合电力推进系统燃料电池动力装置经济性差,体积和重量大,在商船上已基本被淘汰。柴油机动力装置燃气轮机动力装置以柴油机为主机的船舶占98%以上,柴油机动力装置占绝对的统治地位主要用于潜艇和航空母舰等舰艇不再局限于破冰船、挖泥船、勘探测量船等一些工程船舶,已扩大到滚装客船豪华邮轮、军舰、半潜式海洋平台、化学品船、油船、LPG船、LNG船、渡船等船舶。因其投入成本高,尚未在船舶应用领域广泛使用,但在当前节能减排的背景下,其定会成为船舶动力装置重要的发展方向。二、船舶动力装置的类型12第十一章船舶动力装置第二节柴油机动力装置布置船舶主推进动力装置一般包括主机、传动机构、轴系和螺旋桨推进器等。船舶动力装置船舶主推进动力装置一般包括主机、传动机构、轴系和螺旋桨推进器等。直接传动间接传动Z型传动可调螺距螺旋桨传动电力传动船舶动力装置主机功率直接通过轴系传给螺旋桨的传动方式称为直接传动。优点:除轴系传动损失外无其它功率损失,传动损失小,传动效率高主机多采用大型低速柴油机,油耗率低螺旋桨转速较低,推进效率较高,经济性好结构简单,工作可靠,维护管理方便,寿命长缺点:与船用四冲程柴油主机的动力装置相比,尺寸和重量大在非设计工况下,螺旋桨效率下降,运转经济性差船舶微速航行时,受主机最低稳定转速的限制应用:普遍应用于大、中功率的民用船舶上。一般远洋和沿海航行的货船、油船多采用直接传动,以提高动力装置的经济性。
1.直接传动2.间接传动主机和螺旋桨之间除传动轴系外,还需经过减速器或离合器等中间传动设备来传递功率的方式,称为间接传动。优点:微速航行不受限制轴系布置比较自由机动性能好利于多机并车及设置轴带发电机(节能)缺点:结构复杂,传动效率较低应用:多用于大功率中速柴油主机。163.Z型传动Z型传动又称悬挂式螺旋桨装置。特点:桨可绕垂直轴360。回转优点:操纵性能好可省掉舵、尾轴检修不用进坞应用:传递功率受限制,仅用于小型船舶174.可调螺距螺旋桨(变距桨)传动可调螺距螺旋桨又称为调距桨,通过改变螺旋桨的螺距来改变桨的推力大小和方向。优点:船舶的操纵性和机动性好。可实现无级调速和换向及提高船舶机动性部分负荷下的经济性较好能适应船舶阻力的变化,并有利于驱动辅助装置,充分利用主机的功率不必设置换向装置和减速器,使结构简化缺点:结构复杂,造价高制造、安装和维护保养较困难,可靠性差桨毂尺寸较大,在设计工况下的效率比定距桨低应用:主要应用于渔船、拖船及工程船舶等工况多变的船舶上185.电力传动电力传动是柴油机驱动发电机供电到主配电板,再由主配电板供电给电动机,而由电动机驱动螺旋桨运转的一种传动方式。优点:推进装置的配置和布置安排灵活、方便,舱室的利用率高主机转速不受螺旋桨转速的限制,可以采用中、高速柴油机,并使主机处于最佳运转工况通过改变主电动机(直流)的电流方向完成螺旋桨反转,正倒车具有相同功率,操纵容易,反转迅速,船舶机动性能好电动机对外界负荷的适应性好,甚至可以短时间堵转。缺点:传动过程中能量经过机械能变电能、电能变机械能两次能量转换,能量损失大,传动效率低增加了发电机和电动机,使动力装置的总尺寸和重量均增大,造价和维护费用较高应用:主要用于游船、渡船、破冰船、拖船等船舶上。19谢谢!20主推进动力装置第十二章推进轴系第十二章
推进轴系第一节推进轴系的基本组成、作用和工作条件一、推进轴系的基本组成在船舶主推进动力装置中,从主机曲轴动力输出端法兰到螺旋桨间的轴及其装置统称为推进轴系,或称传动轴系,简称轴系。推进轴系一般包括:(1)传动轴:包括推力轴或连接轴,中间轴,艉轴或螺旋桨轴。(2)轴承:包括推力轴承,中间轴承,艉轴承。(3)轴系附件:包括润滑、冷却、密封装置等。二、推进轴系的作用
推进轴系的作用是将柴油机曲轴的动力矩传给螺旋桨,以克服螺旋桨在水中转动的阻力矩;同时,又将螺旋桨在水中旋转产生的推(拉)力通过推力轴承传给船体,以克服船舶航行的阻力,使船舶前进或倒退。从它传递的功率和轴的转速算出。轴上的扭矩M(单位:Nmm)为M=9550P/n(12-1-1)式中:P——轴传递的功率,kW;N——轴的转速,r/min。
轴系所传递的推力,可以根据螺旋桨所吸收的功率、螺旋桨的效率和船舶航速算出,轴系所传递的推力T(单位:N)为T=1.94(Pp/v)ηp(12-1-2)式中:Pp——螺旋桨吸收的功率,kW;v——船舶航速,kn;ηp——螺旋桨的效率。三、推进轴系的工作条件从上述轴系的作用可知,推进轴系在工作中要受到:
(1)压拉应力:轴系因传递螺旋桨产生的推、拉力而产生。(2)扭应力:轴系因承受扭矩而产生。(3)弯曲应力:因轴系和螺旋桨本身的重量以及其他附件的作用而产生。(4)额外的弯曲应力,风浪天螺旋桨上下运动的惯性力产生。(5)附加应力:因安装误差、船体变形、轴系的扭转振动、横向振动、纵向振动以及螺旋桨的不均匀水动力作用等而产生。(6)轴颈与轴承发生摩擦,当用海水做艉轴承润滑剂时,艉轴管和轴颈还要受到腐蚀作用。第二节中间轴、推力轴和艉轴的结构
一、轴线的布置推力轴系(含曲轴)通常由位于同一直线上的轴连接而成,位于同一直线上的轴中心线称为轴线。推力轴系一般从主机伸向船艉,也有特种船的传动轴系伸向船艏。理想的轴线位置有时很难实现。如主机位置比较高而船舶吃水比较浅时,为保证螺旋桨能浸入水下一定深度,有时不得不使轴线向船体尾部倾斜一定角度,如图12-2-1(a)中所示的α角即为倾斜角。再如有些双桨或多桨船的轴系,为使螺旋桨叶的边缘离开船的外板并留有一定空隙,允许轴线在水平投影面上与船舶纵中剖面偏斜一定角度,如图12-2-1(b)所示的Φ角。
(a)倾斜角α(b)偏斜角Φ图12-2-1轴系的倾斜角和偏斜角二、中间轴
中间轴的作用是连接各主要轴段,还可在中间轴上安装其它传动设备,如离合器、刹车装置、减速器等。
中间轴按其两端连接件的不同,主要有两种类型:带整段法兰的中间轴和两端为锥体的中间轴。
带整段法兰的中间轴如图12-2-2所示。两端为整段法兰A,主体为轴干B,轴的支撑处为轴颈C。图12-2-2带整锻法兰的中间轴三、推力轴(1)推力轴
推力轴位于主机曲轴的输出端,用于安装推力轴承。(2)连接轴
连接轴是位于柴油机输出法兰与第一根中间轴首法兰之间的传动轴。四、艉轴
艉轴位于轴系的末端,首端与最后一根中间轴的尾法兰相连,尾端穿过艉轴管伸出船艉。当螺旋桨直接安装在艉轴上时,艉轴亦称为螺旋桨轴。当艉轴伸出船体过长并由两段组成时,装螺旋桨的那段轴称为螺旋桨轴,穿过艉轴管的那段轴称为艉轴。艉轴由法兰、轴干、轴颈、安装螺旋桨的锥形轴和螺柱等部分组成,其基本结构如图12-2-3所示。图12-2-3尾轴结构
艉轴用优质碳钢锻造,艉轴法兰与中间轴法兰用紧配螺栓连接。
螺旋桨与艉轴间采用锥面结合、键连接和螺母紧固。
艉轴的工作条件比中间轴恶劣,因而故障也比中间轴多。第三节中间轴承和推力轴承的作用、结构和工作原理一、中间轴承1、中间轴承的布置
中间轴承的作用是支承中间轴并径向定位。中间轴承的数量、位置和间距对轴系工作的可靠性有很大影响,在轴系布置时必须认真考虑。轴承的间距与中间轴直径有关,一般可由以下经验公式估算:(12-3-1)式中:L——两轴承的间距,mm;d——中间轴轴颈,mm。
中间轴承的实际布置间距还应通过轴系校中计算后确定。中间轴承的数量应尽量根据每根中间轴上只设置一个支承点的原则确定。一般将中间轴承布置在距中间轴一端法兰端面(0.18~0.22)L处,L为该中间轴的长度,如图12-2-2所示。轴系校中时,在距另一端法兰端面(0.18~0.22)L处设置一个临时支承,以减小中间轴因自重产生的弹性变形对两端法兰偏移量的影响,使法兰仍与未发生弹性变形时的轴线垂直。图12-3-1中间轴承的位置2、中间轴承的结构
中间轴承是为了减小轴系挠度而设置的支撑点,用于承受中间轴的重量以及因轴系变形和各种形式的运动而造成的附加径向负荷。
中间轴承的结构形式很多,按其摩擦形式的不同可分为滚动式和滑动式两大类,商船上多采用滑动式。按润滑方式的不同,滑动式轴承又可分为滑环式和固定油盘式两种。
固定油盘式滑动轴承是目前应用较多的轴承,其结构以滑环式轴承为基础,将滑环改为固定式油盘,如图12-3-2所示。图12-3-2油盘式中间轴承1—轴承盖;2—油盘;3—轴承座;4—冷却水腔;5—油位计;6—刮油器二、推力轴承
推力轴承主要承受螺旋桨产生的轴向推力或拉力,并将其传递给船体,使船舶前进或后退;有些推力轴承也承担一部分径向负荷。第四节艉轴管装置的结构和工作原理
艉轴管装置的作用是使艉轴伸出船艉,支承艉轴和螺旋桨的重量,防止海水漏入机舱内,同时也防止滑油漏出船外和漏入机舱内。艉轴管装置由艉轴管本体、艉轴承、密封装置、润滑和冷却系统等组成。一、艉轴管轴承
艉轴管轴承是艉轴管装置中最重要的部分。按照不同的润滑形式,艉轴管轴承可分为水润滑和油润滑两种类型。水润滑艉轴承多采用铁梨木、桦木层压板、橡胶和尼龙等非金属材料;油润滑艉轴承有白合金滑动轴承、强化塑料和滚动轴承等。1、铁梨木艉轴承
铁梨木是一种产于美洲热带和亚热带地区的生长很缓慢的阔叶树,浸在水中会分泌一种树脂,具有良好的润滑作用,当它与青铜组成摩擦副时,摩擦系数小,且耐磨、耐腐蚀,使用寿命长达5~10年;但是当水温超过60℃时,摩擦系数明显增加。铁梨木具有较强的水胀性,且不同纤维方向的膨胀量差异很大,干燥时会开裂和扭曲变形。另外,铁梨木的立纹比顺纹的抗压强度大。
铁梨木轴承采用水润滑,其艉轴管结构简单,工作可靠,管理方便,不污染航区,应用广泛。如图12-4-1所示,即为水润滑铁梨木轴承的艉轴管结构。图12-4-1铁梨木轴承艉轴管1—螺母;2—止动螺栓;3—艉柱;4—艉轴管本体;5—轴承铜套;6—海水进口;7—艉尖舱壁;8—螺栓;9—油杯;10—轴封压盖;11—配油环;12—填料;13—配水环;14—轴封套;15—压盖;16—铁梨木板条;17—保护罩;18—压盖;19、20—止动铜条
铁梨木轴承的长度需按规范要求:后轴承长度为艉轴颈的4倍,前轴承则视船舶结构而定。铁梨木板条的厚度和宽度按艉轴直径选取,一般厚度为15~25mm,宽度为60~80mm,长度为180~250mm。铁梨木轴承的安装间隙可按部颁修船标准查得,无表时可用经验公式选取:(12-4-1)(12-4-2)式中:s——轴承安装间隙,mm;d——艉轴颈直径,mm;sj——极限间隙,mm。对间隙的补偿部分,铁梨木取为0.75mm,桦木层压板取为0.5mm。2、白合金艉轴承
油润滑艉轴承的材料常采用以锡为主体的锡基白合金、以铅为主体的铅基白合金和以铝为主体的高锡铝合金,浇铸在衬套上,衬套材料有钢、铸铁、青铜和黄铜。
如图12-4-2所示为典型的白合金厚壁艉轴承。轴承衬套1的内表面开设有横向和纵向的燕尾槽2,使白合金浇铸后能牢固地与衬套结合成一体。图12-4-2白合金艉轴承1—轴衬;2—轴瓦燕尾槽;3—轴瓦(白合金);4—排污槽;5—进油孔
白合金轴承的长度按规范要求,对海船不得小于轴颈的两倍。白合金的厚度和轴承的安装间隙有严格的要求,可以由部颁修船标准或规范中查得,无表时可用经验公式选取安装间隙:(12-4-3)(12-4-4)式中:s——轴承安装间隙,mm;d——艉轴颈直径,mm;sj——极限间隙,mm。3、橡胶艉轴承
橡胶艉轴承是将橡胶用硫化法在模具上压制而成,有整体和条状之分。前者将橡胶与衬套硫化在一起而形成一个整体;后者在压制过程中加入金属芯条,以增强刚性,并在内表面上开设流水槽,采用从艉轴管首端强制供压力水,加强循环。
橡胶轴承的优点是弹性好,在含有泥沙的水中工作适应性强,不易磨损。
橡胶轴承的缺点是导热性差,对高温和低温的适应性都差,很容易老化变质,故而其工作温度不能超过65℃,且在40℃还会变脆。二、艉轴承
螺旋桨轴一般由两道艉轴承支承,较短的艉轴可只采用一道艉轴承,艉轴过长时也可采用三道艉轴承。
在船舶轴系各轴承中,中间轴承很少发生故障,但艉轴承因受螺旋桨的剧烈干扰,容易产生横向振动,其工作条件恶劣,容易损坏,且损坏后修理困难,所以对艉轴承间距的要求比中间轴承严格。其L/D值(L为艉轴承间距,D为艉轴直径)的推荐范围为:三、艉轴管密封装置
艉轴与艉轴承之间按规定要留有一定的间隙,而艉轴管首端与机舱相通,尾端与船外流水相通,所以在艉轴管中必须设置密封装置。
对水润滑艉轴承,仅设置首密封装置。对油润滑艉轴承,在首、尾两端均设置密封装置,以形成闭式滑油循环。
1、水润滑的首密封装置
水润滑的艉轴管通常只在首端设置密封装置,以阻止舷外水漏入机舱。如图12-4-3所示为一种填料性密封,其首密封采用封闭的油脂润滑,利用填料压盖7和压盖衬套6的压紧力使填料与艉轴紧密接触,达到水封目的。2、油润滑的密封装置
油润滑的艉轴承必须在首、尾都设置密封装置。尤其是尾部密封装置,一旦发生泄漏,不仅滑油损失,且污染海域,修理时必须进坞,因而在设计、制造和安装方面要求都很高。图12-4-4(a)所示为Simplex改进型尾部密封装置。图12-4-4(b)所示为Simplex改进型首部密封装置。图12-4-4Simplex改进型密封装置1—耐磨衬套;2—后压板;3—密封环;4—支撑环;5—中间托环;6—后壳体;7—前壳体;8—中间托环;9—密封前盖;10—耐磨衬套;11—O型密封圈;12—磨损检测器四、艉轴管的冷却与润滑
艉轴管中的艉轴与艉轴承及密封装置是容易发热的部件,必须有适当的润滑和冷却。按润滑方式可分为水润滑和油润。滑两种。1、水润滑艉轴管水润滑艉轴管(如铁梨木、桦木层压板、橡胶艉轴承艉轴管)的润滑剂和冷却剂是水。水润滑艉轴管的冷却通过三种途径:通过船艉金属将一部分摩擦热直接传给舷外水;艉轴管一般通过艉尖舱,因而一部分摩擦热传给艉尖舱中的淡水或海水;一部分摩擦热由流经艉轴纵向槽道和轴承间隙浸入机舱的舷外水带走。2、油润滑艉轴管油润滑艉轴管的润滑剂是滑油,由设置在艉轴管上的润滑系统供给。润滑系统通常采用自然润滑法或间歇润滑法。(1)自然润滑法
由于中、小型船舶的吃水浅,故其使用的润滑系统比较简单,其艉轴管、艉轴承采用自然润滑法,即由一个重力油柜、一台手摇泵和进、回油管组成,如图12-4-5(a)所示,称为重力式自然循环润滑系统。(2)间歇循环法
大型船舶的吃水较深,重力油柜位置较高,其艉轴管、艉轴承的润滑采用间歇循环法,艉轴密封偶件靠艉轴密封油柜供油,如图12-4-5(b)所示。
图12-4-5(b)所示间歇循环系统中,艉轴管穿过作为水舱用的艉尖舱,艉轴承的摩擦热可通过艉轴、艉轴管传到舷外,还可通过艉轴管传给艉尖舱中的水,不用再单独采取冷却措施。图12-4-5艉轴管油润滑系统第五节推力块、艉轴管、轴系轴承、轴封装置的检查与测量方法一、船轴的检查与测量1、船轴磨损
船轴的工作轴颈磨损后可采用外径千分尺检测并计算圆度、圆柱度误差,采用百分表测量轴颈和法兰的径向圆跳动量,测量值应分别符合表12-5-1和表12-5-2的规定。表12-5-1CB/T3417-92船轴磨损极限(mm)轴径d中间轴、推力轴艉轴磨损极限光车修理后磨损极限圆度圆柱度圆度圆柱度圆度、圆柱度油润滑开式油润滑开式水润滑水润滑≤800.080.090.10.130.130.150.01>80-1200.090.10.120.150.150.180.01>120-1800.10.120.140.170.170.220.015>180-2600.120.140.160.20.20.280.015>260-3600.140.160.180.230.230.360.02>360-5000.160.190.20.270.270.450.02>500-7000.180.230.230.320.320.550.025表12-5-2CB/T3417-92船轴轴颈径向圆跳动(mm)2、船轴裂纹
主要是艉轴的裂纹损坏,在艉轴锥部大端截面变化处、键槽根部、艉轴铜套接缝处轴颈等均易产生裂纹。3、船轴腐蚀
船轴中以艉轴的工作条件最为恶劣。艉轴又以艉轴锥部轴长与工作直径之比L/d工作轴颈及锥体部分非工作轴颈极限跳动光车修理后极限跳动光车修理后≤200.120.030.360.12>20-350.160.040.480.16>35-500.200.050.6540.20>50-650.240.070.720.24>65-800.280.090.840.28>80-950.320.120.960.32腐蚀最为严重,铜套接缝不良处海水渗入可引起电化学腐蚀和裂纹,使艉轴产生严重的腐蚀。4、艉轴铜套检修
艉轴铜套的失效形式有过度磨损、腐蚀和裂纹。艉轴铜套上产生严重磨损、裂纹或多次光车使壁厚过薄、套合松动、渗水等缺陷均应更换新铜套。
艉轴铜套磨辉、腐蚀斑点等可用光车铜套修复,经多次光车后铜套壁厚逐步趋向最小壁厚,此时应考虑更换新轴套。消除几何形状误差光车后,以及更换铜套时的厚度标准,应符合表12-5-3的规定。注:d-轴径,mm。表12-5-3CB/T3417-92艉轴铜套厚度(mm)新制铜套最小厚度t非工作轴颈部位厚度光车修理时厚度极限厚度≥0.03d+7.5≥0.75t≥0.02d+50.015d+3.5二、中间轴承和推力轴承的检查与测量1、中间轴承的检查与测量
中间轴承的作用是支承中间轴和使轴系绕固定的轴线回转。安装间隙Δ和极限间隙Δmax也可按下式计算:Δ=0.001d+0.10(mm)Δmax≈2.5Δ(mm)式中:d——中间轴直径,mm。2、推力轴承的检查
在推力轴承中,推力块的工作表面上浇有巴氏合金,图12-5-1为推力块及油楔的形成示意图。推力轴承运转时,在推力环与推力块之间建立起楔形油膜,实现液体润滑。图12-5-1推力块及油楔的形成1-推力环;2-推力块;3-凸起;4-支撑垫;5-调节圈三、艉轴管装置的检查与测量1、水润滑艉轴管装置
铁梨木艉轴承的主要损坏形式有过度磨损、裂纹和开裂。艉轴承间隙和铁梨木板条厚度应不超过表12-5-4的规定。艉轴承的安装间隙Δ和极限间隙Δmax也可按下式计算:Δ=0.003d+(0.50~0.75)(mm)Δmax≈4Δ(mm)式中:d——艉轴承直径,mm。
艉轴承间隙一般是在距后艉轴承l00mm处的垂直方向测量径向间隙。
当艉轴承间隙超过极限值而板条厚度尚未超过权限值时,采取以下修理方法:
(1)更换艉轴铜套来调整艉轴承间隙。新制铜套厚度允许加大到原设计厚度的1.25倍,可使艉轴承间隙减小至规定值;(2)在艉轴承下瓦铁梨木板条与轴承衬套之间垫入整张铜皮,以减小艉轴承间隙。当铁梨木艉轴承间隙和板条厚度均超过极限值时,采取以下方法修理:(1)更换新艉轴承;(2)仔细检查后根据具体情况局部换新;
(3)缺少铁梨木材料时,采用上、下瓦对调的方法。表12-5-4CB/T3420-92铁梨木和层压胶木艉轴承间隙(mm)轴径d更换安装极限间隙板条极限厚度安装间隙新制板条最小厚度≤1003.50—0.90-1.00—>100-1204.00—1.00-1.10—>120-1504.506.001.10-1.2011.00>150-1805.006.501.20-1.3012.00>180-2205.507.001.30-1.4012.00>220-2606.007.001.40-1.5013.00>260-3106.608.001.50-1.6514.00>310-3607.309.001.65-1.8015.00>360-4408.0010.001.80-2.0016.00>440-5008.7011.502.00-2.2018.00>500-6009.5013.002.20-2.4020.00>600-70010.5014.502.40-2.6022.002、油润滑艉轴管装置
白合金艉轴承的主要损坏形式有:过度磨损、擦伤、裂纹、剥落和烧熔等。白合金艉轴承产生磨损后使艉轴承间隙增大,检测后与表12-5-5对照,以判断其适用性。白合金艉轴承的安装间隙Δ和极限间隙Δmax也可按下式计算:Δ=0.001d+0.40(mm)Δmax≈4Δ(mm)式中:d——艉轴直径,mm。
白合金艉轴承产生过度磨损、剥落和咬伤严重时,应予以更换。当艉轴承产生严重裂纹、过度磨损和烧熔时,应重浇合金。表12-5-5CB/T3420-92合金轴承艉轴间隙(mm)3、轴封装置1)水润滑密封装置
水润滑尾轴承只设首端密封装置。
由于填料函安装不良使尾轴发生磨损或填料长期使用磨烂造成大量海水进人机舱,应进坞检修更换填料。轴径d更换安装极限间隙轴承合金允许最小厚度安装间隙轴承合金新制最小厚度≤1001.801.600.40-0.503.20>100-1202.001.600.45-0.553.20>120-1502.201.800.50-0.603.60>150-1802.401.800.55-0.653.60>180-2202.602.000.60-0.704.00>220-2602.802.000.65-0.704.00>260-3103.002.200.70-0.804.40>310-3603.202.200.75-0.854.40>360-4403.502.400.80-0.904.80>440-5003.802.400.85-0.954.80>500-6004.102.600.90-1.005.20>600-7004.502.601.00-1.105.20更换填料的安装要点:(1)每圈填料的长度应恰好两端接拢。(2)各道填料的接口应相互错开。(3)压盖衬套内圆面不得与尾轴接触,上、下、左、右间隙相等。(4)压盖安装后应前后移动灵活、无卡阻。(5)填料函装妥后,压盖法兰与尾轴管端面间的各点距离相等。(6)按一定对角/顷序上紧压盖螺母,使之均匀压紧填料。2)油润滑密封装置
油润滑的尾轴承的首、尾两端均装有密封装置。首端密封装置主要是防止滑油泄漏入机舱;而尾端密封装置既要防止滑油漏入海中,又要防止海水进入尾轴承。目前大中型船舶广泛采用辛泼莱克斯(Simplex)式密封装置,它是一种橡皮环式密封,具有结构简单、密封性能好、磨擦损失小、寿命长、安装和修理方便等优点。
首、尾密封装置的损坏主要发生在防蚀衬套与橡皮环上。防蚀衬套与橡皮环相对运动使它们产生磨损、磨痕;橡皮环老化,唇部产生裂纹、缺口、毛边等缺陷。主推进动力装置第十三章螺旋桨第十三章
螺旋桨第一节螺旋桨的结构及工作原理螺旋桨是指靠桨叶在水中旋转,将发动机转动扭矩转化为推进力的装置,船用螺旋桨主要包括固定螺距螺旋桨和可调螺距螺旋桨两类。本节要求熟悉螺旋桨相关知识,包括固定螺距螺旋桨、安装固定螺距螺旋桨的方法(有键连接螺旋桨、无键连接螺旋桨)和调距桨。一、固定螺距螺旋桨的结构和几何参数固定螺距螺旋桨是指在使用过程中桨叶安装角(或桨距)固定的螺旋桨。固定螺距螺旋桨结构简单,重量轻,成本低,维修方便,在船舶上广泛应用。它的主要缺点是不能在各种工作状态下均保持最佳性能。
螺旋桨是由数片桨叶连接在共同桨毂上构成。桨叶和桨毂浇铸成一个整体称整体式;也有可拆卸的称组合式。桨叶的数目通常为3~5片,极少数也有2或6片,各片之间按等距布置,如图13-1-1所示。图13-1-1定距螺旋桨的结构图13-1-2螺旋面的形成螺旋桨的压力面是一个螺旋面,如图13-1-2所示。若与轴线OO′成某一固定角度的线段ABC,以等角速度绕轴线旋转,同时以等线速度沿轴线向下(或向上)移动,此线段在空间划过的轨迹所形成的曲面即是螺旋面。线段上任意一点运动的轨迹为一螺旋线。二、螺旋桨的工作原理
若用一把与桨毂共轴的圆筒形刀切割桨叶,将切得的断面展平后所得的面称为叶素断面,见图13-1-3。
半径为和的两个叶素断面间的这部分桨叶称为叶素(或叶原体)。整个桨叶的作用可以看成是无数个叶素作用的总和。因此,只要分析清楚叶素的作用,就可推知整个桨叶以及整个螺旋桨的工作情况。图13-1-3螺旋桨叶素作用力分析
螺旋桨在水中同时参与两种运动,即绕桨毂轴线的回转运动和沿桨毂轴线的轴向运动。我们知道,螺钉在螺母中每转动一圈时前进一个螺距。当螺旋桨在水中运动时,水被它推向后移,螺旋桨前进的距离比螺距要小,这种现象称为螺旋桨的滑失现象(或滑脱现象)。螺旋桨旋转一周在轴向前进的距离称为进程,以hp表示。进程和桨直径的比值称为进程比,以λp=hp/D表示。螺距和进程的差值称为滑失(或滑脱),即H-hp,如图13-1-4所示。滑失与螺距的比值称为滑失比,以S示之,即:
图13-1-4螺旋桨的滑失三、螺旋桨的材料和加工
螺旋桨形状复杂,尺寸和重量均较大,尤其是海船螺旋桨,直径已达8.2m、重量已达82.5吨。
第二节
固定螺距桨的工作特性和安装方法一、固定螺距桨的工作特性
应用因次比较法可以得出螺旋桨的推力
螺旋桨的阻力矩式中,KT,KQ为推力系数和扭矩系数;ρ为水的密度,kg/m3;D为螺旋桨的直径,m;n为螺旋桨的转速,r/s。
螺旋桨的效率ηp是有效功率与消耗功率(即吸收功率、得到功率)之比,而螺旋桨的有效功率Tvp,消耗功率为Mω,因此,
式中,vp为螺旋桨的进速,m/s;ω为螺旋桨的旋转角速度,rad/s;λp为进程比。
以上三个公式是螺旋桨工作性能的基本方程式。对于几何形状一定的螺旋桨,推力系数KT和扭矩系数KQ都取决于进程比λp,它们之间的变化关系可由实验测得,如图13-2-1所示。图13-2-1推力系数KT和扭矩系数KQ与进程比λp的关系
由进程比定义式λp=hp/D=vp/nD可知,对于一定的螺旋桨,λp取决于船舶的航行状态,即取决于船舶的航行工况。因此,当船舶在某一工况下稳定航行时,螺旋桨就有一个固定的λp值,KT和KQ也成为常数。螺旋桨直径D是固定不变的,水的密度ρ也可认为不变,这样,可把螺旋桨工作性能的基本方程式表示为
式中,系数Cl,C2,C0取决于船舶航行工况,当船舶在不变的工况下稳定航行时,均为常数。螺旋桨的功率
式中,系数C和Cl,C2,C0一样,也取决于船舶航行工况。
以上公式说明螺旋桨的推力和扭矩与其转速的平方成正比,螺旋浆吸收的功率与其转速的立方成正比。将以上三式绘成曲线,此曲线即称为螺旋桨的特性曲线,如图13-2-2所示。图13-2-2螺旋桨特性二、影响螺旋桨特性的因素
影响螺旋桨特性的因素是多方面的,但可概括为以下两个主要方面。1)螺旋桨结构参数的影响
桨的结构参数主要有直径D、螺距比H/D。
由公式
和
公式,可看出,直径D对螺旋桨产生的推力和吸收的扭矩影响很大,分别为四次方和五次方的关系,所需要的功率也是五次方的关系。对于同一直径的螺旋桨,其螺距比越大即H/D越大,它所需要的功率也越多。图13-2-3示出不同对螺旋桨功率特性的影响,H/D越大,曲线就越陡。图13-2-3H/D对螺旋桨功率特性的2)船舶航行工况的影响
船舶航行工况的变化,既包括航行的自然条件变化,如风浪大小、水深的变化等,也包括各种机动操纵时的过渡过程,如船舶的加速、减速、倒航等。(1)无进程情况。无进程情况相当于系泊工况。此时vp=0,即λp=0,如图13-2-4(a)所示,水将从垂直于轴线方向流入,螺旋桨只有旋转运动而无轴向移动。如图13-2-1可知,此时KT与KQ都最大,升力和推力重合,推力和阻力矩都达到最大。此种情况下管理人员应注意控制柴油机油门和转速,以免主机超负荷。(2)λp减小情况。λp减小相当于主机转速未变,由于船体污底、载重量增加、顶风、浪大和船舶转弯等原因,船体阻力增加,船速变慢。由图13-2-1可知,随着λp的减小,KT与KQ都增加,而转速未变,阻力和力矩也都增加。在这种情况下,必须止主机超负荷。
(3)λp增大情况。λp增大相当于船空载、轻载或顺风航行,船体阻力减小,主机仍保持原来的转速,船速增大。随着λp的增大,KT与KQ都相应减小,因此推力和阻力矩都会减小。此时轮机人员应减小油门格数,维持主机的转速,使之不超过额定值。
(4)无推力情况。当螺旋桨进程hp大于螺距H而出现负的滑失时,水流的合成速度w以某一负的冲角流向叶素,如图13-2-4(b)所示。此时的升力dy很小,而阻力dx仍有一定值,结果dy和dx在轴向的分力dTy和dTx的大小相等,方向相反,相互抵消,因此推力为零,这就是零推情况。但是,此时螺旋桨的阻力dQ仍有一定值。
(5)无阻力矩情况。若进程进一步增大,致使升力和阻力在轴向的分力大小相等、方向相反,螺旋桨的阻力dQ为零,这就是零矩情况,如图13-2-4(c)所示。但是,此时的推力已为负值,阻止船舶前进。
(6)水涡轮情况。若进程继续增加,螺旋桨会产生负的推力和负的转矩,此时螺旋桨的作用就变成了一只水涡轮。就是说,螺旋桨吸收了水流冲击的能量,而产生转矩带动主机回转。图13-2-4螺旋桨的推力和阻力矩随航行工况的变化三、安装固定螺距螺旋桨的方法
螺旋桨是通过桨毂与艉轴(螺旋桨轴)连接在一起的,主要有机械连接、环氧树脂胶黏剂连接和油压无键套合连接等三种连接方式。(1)机械连接
采用传动键连接螺旋桨与艉轴是一种传统的连接方式,沿用至今。传动键连接如图13-2-5(a)所示。图13-2-5螺旋桨与艉轴的连接方式(a)机械连接:1-桨毂;2-键;3-密封;4-艉轴衬套;5-艉轴(b)胶黏剂连接:1-环氧树脂胶黏剂;2-螺旋桨;3-艉轴(c)油压套合连接:1-千斤顶;2-螺旋桨;3-百分表及表架;4-艉轴;5、6-油泵;7-压力表(2)环氧树脂胶黏剂连接
沿海及内河船舶的螺旋桨直径D<4.5m时,允许采用有键环氧树脂胶黏剂安装,即同时采用键连接与环氧树脂胶黏剂胶合连接。现在广泛用于内河及沿海中、小型船舶。如图13-2-5(b)所示。(3)油压无键套合连接
目前国内外新造船舶的螺旋桨与艉轴均采用油压无键套合连接。它是把桨毂锥孔内表面车有螺旋槽的螺旋桨装在艉轴上,如图13-2-5(c)所示。
用油压安装无键螺旋桨时,关键是螺旋桨套合到艉轴上的轴向推入量S。保证桨在艉轴套合后正常运转所需的推入量为最小推入量S1;套合后产生的应力为螺旋桨材料屈服极限的70%时的轴向推入量为最大推入量S2。油压无键套合安装螺旋桨时,桨在艉轴上的轴向推入量S应在S1与S2之间,即满足下式第三节
可调螺距螺旋桨
桨叶和桨毂相对位置在运转过程中可以改变的螺旋桨称为可调螺距螺旋桨。可调螺距螺旋桨也称可变螺距螺旋桨,简称变距螺旋桨、可调桨、调距桨等。一、可调螺距螺旋桨的结构
调距桨装置包括五个基本组成部分。
(1)调距桨它包括桨毂、桨毂内部装设的转动桨叶的转叶机构和可转动的桨叶等。
(2)传动轴一般由螺旋桨轴和配油轴组成,两者用套筒联轴器相连。这种传动轴和定距桨的传动轴不同,它是中空的,其中装调距杆;或者,当伺服油缸位于桨毂内时,中空的传动轴作为进、排油通道。
(3)调距机构它包括产生转动桨叶动力的伺服油缸、伺服活塞,分配压力控制油给伺服油缸的配油器,桨叶定位和桨叶位置的反馈装置及其附属设备等。
(4)液压系统主要由油泵、控制阀(换向阀)、油箱和管件等组成。它的作用是为伺服油缸提供符合要求的液压油。
(5)操纵系统主要由操纵台、控制和指示系统组成。它的作用是按预先确定的控制程序同时调节发动机的转速和调距桨的螺距,以获得所要求的工况。
调距桨转叶机构的作用是将往复运动转变为回转运动。转叶机构如图13-3-1所示。其中图(a)为曲柄滑块式,十字头上开槽,槽中设滑块。图(b)为曲柄销槽式,十字头上带销,曲柄上开槽。这两种形式都可将十字头的往复运动变为曲柄的回转运动。它们的结构简单紧凑,传递扭矩能力大,应用广泛。图13-3-1转叶机构示意图二、可调螺距螺旋桨的调距过程
调距桨装置的调距过程可以用图13-3-2来说明。驾驶人员发出的指令信号,通过信号传递系统传到操纵杆6,杆ABC则以C为支点动作,将控制阀4移动使其离开中央位置,此时具有一定压力的控制油经控制阀进入配油轴套3,由桨轴中的油道进入伺服油缸l的相应工作空间(另一空间回油),推动动力活塞2。
图13-3-2调距桨装置的调距机构1-伺服油缸;2-动力活塞;3-配油轴套;4-控制阀;5-反馈装置;6-操纵杆主推进动力装置第十四章
机械设备及控制系统的准备、运行
故障检测及防止损坏的必要措施
第十四章
机械设备及控制系统的准备、运行、故障检测及防止损坏的必要措施第一节主机备车、机动操纵及完车一、备车(一)备车要点备车是技术管理的重要管理环节之一,直接影响柴油机动力装置的技术状态、使用寿命和维修费用。(二)暖机
暖机是指对柴油机冷却、润滑和燃油系统进行预热;并开启泵浦,使其循环,实现机体各部件加温,并向摩擦面提供滑油。二、主机各辅助系统的准备(一)润滑系统的准备
检查滑油循环柜,透平油柜,轴系中间轴承和尾轴承的液位。
柴油机在转车前应手摇气缸注油器,向气缸内注油,使气缸表面形成油膜减少起动摩擦。(二)冷却系统的推备
检查膨胀水箱水位和系统中各阀门的位置是否正常;并起动淡水泵,让淡水在循环中驱逐系统中的气体。(三)燃油系统的准备检查日用轻柴油柜和重油柜的油温和油位,油位较低时应补油至规定油位,放残水,并对其加温至规定范围。(四)压缩空气系统的准备按规定将所有空气瓶充气至规定压力,并泄放气瓶内的残水和残油,打开空气瓶出口阀、主停气阀或使自动主起动阀处于“自动”位置上。(五)供电准备在备车工作中,起动大功率的设备较多,如空压机、应急鼓风机、淡水泵等,使用电量迅增,因此应根据需要开发电机并电,备足功率。(六)智能柴油机的其他准备智能柴油机及系统启动除以上操作外,还有一些特殊要求。ME主机及系统①先进行车钟校对,然后再按STANDBY按钮(电动液压泵若在自动位置会立即启动)。注意:要在“完车”状态先对车钟。②须先起动主滑油泵,建立起油压后,电动液压泵才能启动,当液压油压力达225bar,电动液压泵中的非主用泵将自动停止作为备用。RT-Flex主机主机及系统①手动检查燃油泵调节机构动作是否灵活。②主机在长时间停用后(超过24小时),高压燃油系统必须预热至少4~6小时,否则不能使用。③如果燃油共轨管系压力泄放过,包括燃油系统检修、主滑油泵停用、应急停车测试,必须及时彻底放气。④盘车时手动缓慢推高压油泵油门齿条至供油位置,观察燃油共轨压力,压力应缓慢上升至80~100bar左右,确认正常后脱开盘车机。三、盘车、冲车和试车盘车、冲车和试车都要告知驾驶台,获得值班驾驶员批准方可执行。(一)盘车暖机后,利用盘车机带动主机转动几圈。(二)冲车在转车确认正常后脱开盘车机,利用起动系统压缩空气使主机转动。其目的是利用压缩空气将气缸内小杂质、残水和积油从示功阀中冲出。检查起动回路无异常,包括盘车机脱开、主起动阀和空气分配阀都在工作位、燃油滑油冷却水空气压力均在正常范围、各系统的放残阀处在正常位置等。(三)试车冲车正常后,正、倒车交替起动主机,供油发火,各运转数圈。试车的目的是检查起动、换向、燃油系统、油量调节机构、调速器、主机其他系统、轴系和螺旋桨等的工作是否正常。还应检查各缸发火是否正常和运转中有无异常声响。四、主机的临界转速柴油机轴系都有其固有的自振频率,当主机转速与其自振频率相同时,将引起共振。临界转速应在转速表上用红色标出,并在操纵台上设示警告牌。五、主机转换为定速航行船舶航行至海上后,主机切换为定速航行工况,其运行管理的目的在于控制柴油机的热负荷和机械负荷都在规定的范围内,使柴油机发挥最大效能。相关工作主要包括热力检查和机械检查两个方面。(一)热力检查热力检查的目的是检查和确定柴油机各缸燃烧情况及负荷分配均匀程度。这是柴油机正常运转、可靠工作的必要保证,也是衡量柴油机运转性能和技术状态的主要内容之一。(二)机械检查机械检查的目的是为保证柴油机各运动部件及系统始终处于正常的技术状态。听、看、摸是管理者最直接、简便的手段。不正常的运转声响可能导致机损,异常的温差往往反映出系统或机器内部存在的问题。在运转中,对各系统的管理应符合下列要求:①冷却系统的管理;②滑油系统的管理;③燃油系统的管理;④排气系统的管理;⑤增压系统的管理。六、完车后的管理
当船舶进人停泊状态后,当值轮机员接到驾驶台“完车”指令时,表明主机不再动车,应按“完车”程序做好如下工作:
①停掉主机的辅助鼓风机。
②关闭启动空气系统的主停气阀、主启动阀、空气瓶出口阀,并将空气瓶补气至规定压力。③打开示功阀,合上盘车机进行转车15-30min,并驱动气缸注油器向气缸表面注油。④关闭控制和安全空气系统,并泄放系统中空气。⑤关闭主海水泵及有关阀件;⑥停燃油输送泵、关闭进出口阀及日用柜出口阀。⑦打开扫气箱和涡轮增压器透平侧处的放残旋塞。⑧如需用副机对主机暖缸,则应关闭主淡水泵,打开通向副机的有关阀门,使主机和副机淡水组成循环回路。第二节主机的运行管理一、主机的运行参数、性能和负荷范围及各运行参数之间的关系
主机的运行参数主要有功率大小,转矩大小,转速,燃烧压力,指示压力,燃油消耗值,冷却水温度及压力,滑油进出机温度及压力,增压系统温度及压力,废气排放方式等。
主机运行中主要对热负荷和机械负荷的检查。热负荷主要体现在冷却水温度、滑油温度和排气温度上,机械负荷则主要体现在最高燃烧压力和平均指示压力上。
热负荷可以通过直观的手段掌握,运行中应经常用手触摸各曲轴箱道门、气缸套底部和十字头导板等处,以检查是否有显著的温差。(一)冷却系统的管理
在运转中应注意膨胀水箱水位、喷油器冷却水柜水位及淡水泵的压力波动。若发现水位的下降速度超出了正常消耗量,必须查明泄漏的原因并予以消除。(二)润滑系统的管理
滑油循环泵的出口压力、进出机温度、循环柜画油量应保持正常。冷却器前的滑油温度为50~55℃。(三)燃油系统的管理
注意油舱、油柜的加温和沉淀,在运行中要保证净化质量,控制日用油柜的油位油温,并定时放残水。
应定期清洗燃油滤器,清洗后要充满燃油,将空气排出。
注意检查喷油泵、喷油器工作状态和高压油管脉动情况。(四)排气系统的管理
排气温度能反映气缸热负荷情况。因此,正确调整喷油定时和供油量,使其各缸负荷均匀,是柴油机可靠而经济地运行的重要条件。(五)增压系统的管理
在运行中应检查增压器的运转是否平稳,有无异响;油柜的油位变化和油质情况,还应检查增压器的转速、增压压力、压差计的读数是否正常、以及润滑和冷却情况。定期清洗压气机和废气通道。防止喘振的发生。(六)共轨主机运行管理要点
对共轨柴油机的管理更要注重技术上的管理,特别是在控制系统方面,对船上轮机管理人员提出了更高的要求。电控共轨柴油机作为新一代产品,在维护管理上有其自己的特点,概括如下:
①保证滑油系统的清洁。
②确保共轨油压管路的密封。
③电磁阀。
④传感器。
⑤NOX排放量控制。
⑥主机正常运转时的参数。见表14-1表14-1
某MC主机正常运转时参数参数名称范围参数名称范围燃油进机粘度10-15cst气缸油进机温度40-60℃每缸排气温度320-390℃主轴承温度50-60℃透平进口排气温度380-500℃主轴承滑油进口压力0.21-0.24MPa活塞冷却油出口温度50-65℃活塞冷却油进口压力0.22MPa缸套水出口温度80-85℃低温冷却水压力0.25MPa扫气温度37-51℃缸套水进机压力0.35-0.45MPa主轴承滑油进口温度40-47℃燃油进机压力0.7-0.8MPa推力轴承温度60-70℃增压器滑油出口油温70-90℃增压器滑油进口压力1.5-2.2bar中间轴承温度<65℃
当柴油机燃烧系统技术状态良好、燃烧质量符合要求、气缸气密良好、进排气正常的情况下,若爆发压力偏离了正常值,则基本上可从喷油定时和供油量上来考虑。它们的关系是:
(1)爆压偏高,而排温不高,供油提前角过大。
(2)爆压偏低,而排温偏高,供油提前角过小。
(3)爆压偏高,排温也偏高,供油量太大。
(4)爆压倔低,排温也偏低.供油量太小。二、主机的故障预防措施(报警测试)、安全保护措施、检查程序
船用柴油主机不仅具有经济性、满足排放要求、操作灵活的优点,而且,也同样具有运行安全、可靠的特点。为了保证船用柴油主机运行安全、可靠,根据柴油主机的特点通过一系列的主机故障预防措施(报警测试)、安全保护措施、检查程序来实现的。(一)MANB&WME型柴油主机的故障预防措施(报警测试)1)液压气缸单元(HCU)的功能试验
(1)HCU功能试验准备
(2)FIVA阀试验和燃油柱塞校准(控制阀FIVA,即电子燃油喷射控制阀)该试验显示结果如下:
图14-2-1信号和阀正常
图14-2-2信号不存在
图14-2-3电流信号值超出参考范围
图14-2-4电压信号值超出参考范围
(3)排气阀、燃油阀喷射循环试验
(4)CCU(气缸控制单元)重新启动试验
(5)放大器试验2)Tacho(转速计)功能试验
(1)启动前准备
首先确认盘车机是合上的,然后在操作屏上按启动按钮,进行Tacho试验。
试验过程中,显示屏上以下结果:A:XXB:XX(bluebackground):图14-2-5蓝色背景表示曲柄按照预设的角度转动的,数据也是正确的
图14-2-5蓝色背景表示曲柄按照预设的角度转动的,数据也是正确的。可以继续进行下一步试验。A:XXB:XX(yellowbackground):图14-2-6黄色背景表示曲柄按照预设的角度转动,试验是失败的
图14-2-6黄色背景表示曲柄按照预设的角度转动,试验是失败的,不可以继续进行下一步试验。采取措施是检查和调整转速计转速。该试验显示中的“X”可能是T-代表正确,F-代表失败。
(2)参数微调设置试验
柴油机必须进行转速微调设定试验。3)HPS(液压动力单元)功能试验
(1)试验准备(2)试验在显示屏上按该试验的启动按钮,按照说明进行操作。同时确认并检查液压油泵斜盘的角度。试验过程中,显示屏上以下结果:X.XmA(bluebackground):图14-2-7蓝色背景表示电流信号数据正确图14-2-7蓝色背景表示电流信号数据正确,可以进行下一步试验X.XmA(redbackground):图14-2-8红色背景表示电流信号数据超出测量范围(4-20MA)
图14-2-8红色背景表示电流信号数据超出测量范围(4-20MA)。不可以继续进行下一步试验。采取措施是检查传感器和电缆。(二)MANB&WME型柴油主机的安全保护措施MANB&WME型柴油机在安全保护措施方面,除了具有传统柴油主机的安全保护措施,还根据柴油机的自身特点增加了以下一些安全保护措施,使柴油机运行更可靠、更安全。1)柴油机排气温度偏差高保护限制2)柴油机排气高温保护限制3)柴油机滑油低压保护限制4)柴油机缸套冷却水高温保护限制5)活塞冷却油高温及断流保护限制6)透平滑油高温及低压保护限制7)推力轴承高温保护限制8)曲轴箱油雾浓度高保护限制9)柴油机加减速程序限制保护10)柴油机车令与运转方向不符限制保护11)冗余设计12)液压伺服系统使用安全模块及双壁管漏泄监测系统图14-2-10双壁管漏泄监测系统图14-2-10中为双壁管漏泄监测系统。POS.315为球阀,阀常关,当系统维修放残时开启此阀。POS.330为压力传感器,用来监测当发生双壁管内液压油漏泄到双壁管外时双壁管的压力。13)配置蓄能器14)在线监测15)油门限制保护油门限制模式下拉菜单中显示油门限制起作用的五个限制,用对应的箭头显示,实心蓝色箭头显示对应的控制模式正在起作用,而空心的箭头则表示该限制最接近。该限制为:(1)启动油门限保护(2)轮机长油门限制(3)扫气压力限制(4)扭矩限制(5)液压动力油压力限制(三)MANB&WME型柴油主机的故障检查程序MANB&WME型柴油主机发生故障报警时,在MOP上显示出来。1)警报系统Alarms的组成及作用(1)Alarmlist警报列表(2)Eventlog警报日志(3)Manualcutoutlist手动切除警报点列表(4)Channellist通道列表。2)MANB&WME型柴油机的故障检查程序MANB&WME型柴油主机故障报警后,都有一整套的故障检查、处理程序。下面以燃油系统中喷油柱塞没按指令运动故障(illegalFuelPlungerMovement)为例,简单叙述该故障检查处理程序。轮机人员可以从该故障检查处理程序中得到有益借鉴。(1)故障现象(2)故障原因Alarmlist警报列表中,显示该警报的具体内容、可能产生的原因和初步解决的办法。①燃油升压泵喷油柱塞的传感器或电缆故障;②液压气缸单元(HCU)的ELFI/FIVA阀故障(ELFI,全称ElectronicFuelInjection)③气缸控制单元(CCU)故障。(3)故障维修处理方法①在柴油机监视屏MOP上检查燃油升压泵喷油柱塞的传感器的工作状态;
②检查燃油升压泵喷油柱塞的传感器和电缆;③以上检查工作完成后,如果更换了燃油升压泵喷油柱塞的传感器,在主操作屏MOP上操作。
三、机舱巡回检查的意义和要点
轮机部值班人员附属轮机部,由大管轮领导并部署工作任务。轮机部值班人员按职位可分为:轮机长、大管轮、二管轮、三管轮、值班机工。轮机部人员在航行值班、交接班、巡回检查、停泊值班方面作了规定,旨在使轮机部人员能严守岗位,认真值班加强巡查,保障机电设备正常运转,保证船舶安全和防止发生污染事故。(一)轮机部值班人员职责(二)轮机部人员的值班
1)航行中轮机员按下列规定时间值班:大管轮:0400-0800;1600-2000二管轮:0000-0400;1200-1600三管轮:0800-1200;2000-24002)值班轮机员应保证维持既定的正常值班安排。3)尽管轮机长在机舱,值班轮机员应继续对机舱工作全权负责,直到得到轮机长明确通知,轮机长已承担责任并经双方确认后为止。4)值班轮机员必须熟悉被指派的值班职责,并应掌握:①恰当的使用内部通信系统的知识。②机舱逃生途径和EEBD的使用。③机舱报警系统的知识,特别是关于辨别各种警报与CO2警报的能力。④有关机舱灭火设备的数量、位置、性能和使用的知识。5)应对值班期间所有的机器工作情况、工况参数加以验证、分析,并保持在正常范围值。6)值班轮机员应定期巡回检查机舱和舵机室等处所的机器设备,以便及时发现机器设备的任何异常运行情况,并采取一切合理的措施处置。每班巡回检查情况应记录在《轮机日志》上。7)任何失常的、预料将发生故障或需要特殊处理的机器,连同已经采取的措施应作详细记录。如果需要,应为进一步的措施拟出计划。8)对于有人值守的机舱,值班轮机员应随时能立即操纵推进设备,以适应变向和变速的需要。9)对于定期无人值守机舱的值班轮机员,在机舱呼叫时,应立即到达机舱。10)值班轮机员应迅速执行驾驶台的所有命令,对主推进装置的变向和变速做好记录。11)轮机长应保证将值班时拟进行的预防性保养、控制损害或修理工作等情况,通知负责值班轮机员。12)当机舱备车状态时,值班轮机员应保证一切在操纵时可能用到的机器设备随时处于可用状态,并使电力有充足的储备,以满足舵机和其它需要。13)值班轮机员在值班期间不应再被分派或承担任何会妨碍其值班职责的其它任务,而应保证机器及设备处于经常的监管之下,直到正式交班为止。14)值班轮机员应告示值班机工有关机器设备可能存在的潜在危险情况,以及危及人命和船舶安全的情况。15)值班轮机员应确保机舱在监管之下,一旦值班人员丧失值班能力,应安排替代人员。不能使机舱处于无人监管而无法手动操作和调节的失控状态。16)值班轮机员采取必要的措施,以对付由于设备的损坏、失火、进水、破裂碰撞、搁浅和其他原因所引起的损害的影响。17)值班轮机员应与负责维修工作的轮机员合作,配合正在进行的预防性保养、损害控制或维修工作。①对要进行工作的机器加以隔离和旁通。②在维修期间,将其余的设备调节至充分和安全地发挥功能的状态。③在轮机日志上应记录主要的维修保养工作和值班期间发生的重要事项。④必要时将已修理过的机器和设备进行测试、调整,投入使用。18)值班轮机员应确保在机舱从事维修工作的人员,在一旦自动设备失灵时,可协同对机器进行手动操作。19)值班轮机员在船舶推进系统发生故障引起速度变化或停止运转、舵机瞬间失灵或失效、机舱发生火灾、电站发生故障或类似这种危险安全的其它情况时,应立即通知驾驶台。生故障或类似这种危险安全的其它情况时,应立即通知驾驶台。20)遇到下列情况值班轮机员应立即报告轮机长,并应立即毫不犹豫的采取措施:①当机器发生故障或损坏,可能危及船舶的安全运行时。②发生失常现象,经判断会引起推进机械、辅机、监视系统、调节系统的损坏或破坏时。③发生紧急情况或对于采取什么措施和决定无把握时。④船舶进、出港口,狭水道航行,过运河时。⑤特殊情况船长命令时。21)值班轮机员应将保证安全值班的一切适当指示和信息告知值班人员。22)值班轮机员应确保提供雾航中声号用的空气或蒸汽压力,并随时执行驾驶台的任何变速、变向的命令。23)值班轮机员在接到船舶进入拥挤水域中航行的通知时,应确保所有涉及船舶操纵的机器能即刻置于手动操纵模式。24)下列情况轮机长必须到机舱:①船舶进、出港口,移泊,过运河时;②在狭水道,遇恶劣天气等特殊情况时;③值班轮机员有要求时;④船长有要求时。25)下列情况电机员必须到机舱:①船舶进、出港口,移泊,过运河时。②在狭水道,遇恶劣天气等特殊情况轮机长命令时。③电气设备发生故障危及航行安全时。④值班轮机员或机工在电气方面有疑难要求前往时。⑤在遥控监测装置进行试验或功能试验时如主机备车等。(三)轮机部值班人员的交接1)接班轮机员必须提前15分钟做好接班准备。2)值班轮机员如有理由认为接班轮机员显然不能有效地执行值班任务时,不应向接班轮机员交班,并应立即向轮机长报告。3)接班轮机员应确信本班人员完全有能力能够有效地完成各自的任务。4)接班轮机员在接班之前,应了解清楚下列情况:①轮机长关于船舶系统和机器运转的常规命令和特别指示。②对所有机器及系统运行的工作状况和参与涉及人员以及潜在的危险。③污水舱、压载舱、污油舱、备用舱、淡水舱、粪便柜等使用状况和液面高度以及对其中储存物的使用或处理的特殊要求。④燃油舱、燃油沉淀柜、燃油日用油柜和其它燃油储存设备中的燃油液位高度和使用状况。⑤有关卫生系统处理的特殊要求。⑥各种主、辅机系统(包括配电系统)的操作方式和运行状况。⑦监控设备和手动操作设备的状况。⑧锅炉运行以及有关的设备状况和操作方式。⑨由于恶劣天气、冰冻、被污染的水域或浅水引起的潜在不利条件。⑩由于设备故障或危及船舶安全的情况而采取的特殊操作方式和应急措施。⑪有关分派给机工任务的情况。⑫消防设备的有效性。5)如果值班轮机员在交班前正在进行重要操作或处理事项,接班轮机员应协助进行,待操作完成或事项处理完毕后再进行交接。6)在下班前,值班轮机员应将值班中有关主、辅机发生的事情及时完整记录下来,并提醒接班轮机员注意。7)接班轮机员应检查《轮机日志》,并核对与自己观察的情况一致时,方可接班,在《轮机日志》上签字确认。(四)轮机部值班巡回检查轮机部值班巡回检查的目的是规范机舱当值人员对机舱和设备的巡回检查。轮机长负责对机舱值班巡回检查进行监督,值班轮机员执行并督促本班值班人员进行巡回检查。(1)检查周期航行:①值班轮机员和值班机工接班时一次;值班中每小时一次,由值班轮机员和值班机工交替进行;②电机员每日二次,白天一次,22∶00一次;③轮机长每日二次,白天一次,22∶00一次。停泊(包括锚泊):①值班机工:接班前一次,值班中每小时一次;②值班轮机员:每日二次,白天一次,就寝前一次;③轮机长在锚泊时每日二次,白天一次,22:00一次。④厂修:按厂修规定执行。(2)检查方法1)看:观察设备压力、温度、液位、绝缘、电压、电流、频率等仪表参数,看烟色、跑冒滴漏。2)摸:运行设备有否不正常发热及异常抖动。3)听:设备运行有否异常响声及不正常声音发出。4)嗅:注意有否异、焦味及不正常的气味。5)发现问题,当值者无能力处理时,必须及时报告当值轮机员或轮机长。发现物料失窃、门锁非正常打开应立即向轮机长和船舶保安员报告。(五)巡回检查路线及检查要点1)轮机部根据本规定,编制本轮的巡回检查路线和检查要点,作为单船操作规程,并张挂于集控室。2)巡回检查路线必须是途经全部检查点的路线,执行中允许当值人员改变巡查路线,但不允许漏掉检查点。3)检查时,尤其要注意冷僻角落的溢水、漏油、火情以及应该锁闭的通道、门窗是否正常锁闭,危险品物料(如有)的存放是否正常等。4)检查时要关注各机械、设备、舱柜的压力、温度、液位是否处在正常范围及电气设备的绝缘、功率、电压、电流、频率等是否处在允许值范围,并真实记载在《轮机日志》、《副机日志》和《电气日志》中。5)机舱、舵机间、侧推器处所、吊件孔及防摇鳍控制处所与车辆舱处所(若有)之间的水密设施是否正常(关闭、水密)。(六)记录巡回检查情况由值班轮机员、轮机长分别记入《轮机日志》;值班机工记入《副机日志》;电机员记入《电气日志》。保安检查情况由轮机长向船舶保安员报告,由船舶保安员记录在《船舶保安巡回搜索检查记录》上。(七)船舶无人机舱值班管理具备船级AUTO-0的标准的船舶机舱的轮机员、电机员和机工的值班。1)值班人员责任2)值班实施过程开始无人机舱工况之前,应核实下列系统的正常功能。实行无人机舱开始时间应记入航海日志和轮机日志。值班轮机员应能完全掌握应急情况下自动控制系统和手动系统的转换。每次在实行有人或无人机舱时,轮机员均应告知驾驶台。若未设立DeadManAlarm系统,任何人单独进入机舱必须通知驾驶台并且每20分钟联系一次。当装有DeadManAlarm系统时,则在每次人员进入无人机舱时该系统应能动作。在港驾驶台无人时,值班驾驶员应预先派人通知在机舱的人员。值班轮机员在工作时间后和夜间就寝前应作机舱的巡回检查。设备发生的各种警报或故障,值班轮机员有责采取适当的处理措施。值班轮机员应处在无人机舱警报呼叫的范围内。无论何时,只要船长感到船舶安全处于危险,有中止无人机舱的绝对权力。轮机长感觉运行无人机舱会增加危险时,有权随时中止无人机舱。大修后,机舱应保持至少24小时有人值班或者直到完全确定所检修设备工作正常为止。在特殊作业期间,如压排水、装卸货、洗舱、充惰气、驱气通风等,机舱应保持有人值班。使用刚供给的燃料时,机舱应运行足够长时间的有人值班,以便确定发动机的性能和参数以及沉淀、净化、分离、过滤系统不会有问题。四、单缸或多缸停油时保持主机运行的方法船舶航行中,若主机有一个或一个以上的气缸因故障不能正常工作,短时间内无法排除时可根据不同情况停止有故障气缸的运转,进行封缸运行。(一)封缸运行措施
1)单缸停止供油2)拆除活塞组的封缸运行这种方法适用于活塞、缸盖或气缸
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