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DZY-30型分油機立軸軸承損壞原因探討

2010-01-21

作者：周衛(wèi)杰
（江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院輪機工程系）
　　摘  要：針對分油機出現(xiàn)立軸軸承損壞的故障現(xiàn)象，分析了出現(xiàn)故障的各種原因，提出了改進措施和處理方法，并強調(diào)了在平時的運行中應(yīng)注意的有關(guān)事項。只有選配優(yōu)質(zhì)的軸承，采用合理的結(jié)構(gòu)，良好的裝配工藝，正確的操作管理方法，做到勤檢查、細觀察，管好，用好，才能延長分油機的使用壽命，確保船舶安全航行。
　　關(guān)鍵詞：分油機；軸承損壞；原因；措施
　　船用柴油機，普遍以重油或渣油為燃料，這類油中通常含有較多的灰分、水分和機械雜質(zhì)等。為了保證各日用油柜有足夠數(shù)量的干凈燃油，使柴油機能完全燃燒，防止氣缸磨損和腐蝕，在燃油送入柴油機之前，必須用燃油分油機進行分離凈化處理，清除燃油中的這些雜質(zhì)和水分。
　　柴油機機座或滑油循環(huán)柜中的潤滑油，經(jīng)過使用一段時間后，也會混入一些水分、金屬磨粒、碳渣及鐵銹等，使滑油性能降低，必須用滑油分油機及時清除滑油中的雜質(zhì)和水分，以使柴油機保持良好的潤滑狀態(tài)，使機器正常運轉(zhuǎn)。
　　燃油和滑油的凈化處理，對柴油機的工作可靠性和使用壽命影響極大。因此，在船舶營運中，必須保證燃油和滑油分油機工作正常。
　　1　故障的現(xiàn)象
　　我在某輪工作期間，使用國產(chǎn)DZY-30型自動排渣分油機分離凈化滑油。有一次，突然聽到分油機有異常響聲，立即停機并待冷卻后打開齒輪箱檢查，發(fā)現(xiàn)分油機立軸產(chǎn)生晃動，帶動立軸轉(zhuǎn)動的大螺旋齒輪的齒全部磨掉，使齒輪箱內(nèi)積存大量銅屑，齒輪箱內(nèi)部的水平軸、各大小傳動齒輪及齒輪定位銷也遭到不同程度的損壞，各運動部件溫度升高，軸承磨損損壞，并使立軸亦嚴重受損。這樣不但增加了維修費用，而且，還會因分油機不能及時工作而影響船舶的安全航行。
　　2　故障的原因分析和處理
　　影響軸承損壞的因素很多，現(xiàn)將分油機立軸下端軸承損壞的原因分析歸納如下: 
　　2.1軸承材質(zhì)不合要求
　　分油機在工作中，立軸下端軸承既承受分油機分離筒和分離筒內(nèi)燃料的重量，還承受很大的周向和軸向的作用力。若軸承的材料選擇不當，加工質(zhì)量不符合要求，強度較低，間隙過大，致使軸承工作很短一段時間內(nèi)就會喪失工作能力。因此應(yīng)選用高質(zhì)量的軸承。
　　2.2卡環(huán)折斷
　　分油機立軸下端裝有滾珠軸承和推力軸承，他們都安裝在下部軸承套內(nèi)。結(jié)構(gòu)如圖1所示，滾珠軸承內(nèi)圈與小螺旋齒輪的鎖緊螺帽緊靠著，而外圈的上面在軸承套上開溝槽，槽內(nèi)裝有卡環(huán)。卡環(huán)的作用是使軸承軸向定位，防止軸承向上竄動。分油機在工作中，當船舶搖晃或管理不當時，立軸會受到較大的周向和軸向的作用力，其立軸和分離筒會上下竄動，并且竄動的作用力較大，致使大螺齒輪磨損異常，以及卡環(huán)容易斷裂，使立軸處于上下自由滑動狀態(tài)，失去限位作用，并且使下部軸承產(chǎn)生撞擊，加速了軸承的磨損，甚至損壞。卡環(huán)損壞后，船上一般無備件，一時無法修復(fù)，會影響分油機的工作。我在船工作期間，在結(jié)構(gòu)上進行了改進，用45號鋼車制成一個圓形壓蓋，如圖2所示，用壓蓋代替卡環(huán)，這樣既增加了強度，又提高了承載能力。在壓蓋凸臺上鉆有4~6個孔，并攻絲，將壓蓋用螺栓固定在軸承套或分油機本體上，這樣便于清潔檢查和修理。經(jīng)過改用壓蓋后，不但不影響潤滑條件，而且強度大大增加，不會因卡環(huán)斷裂而使軸承向上竄動，造成機械損傷，延長了分油機的使用壽命。
　　2.3裝配不良
　　在分油機安裝過程中，由于裝配不良，對中不正，拆裝時操作不當，都能導(dǎo)致立軸下部軸承損壞。
　　2.3.1分油機水平軸線不直
　　分油機底座變形，或底板不平，造成摩擦聯(lián)軸節(jié)的錯位、偏移，導(dǎo)致起動負荷增大，并引起強列振動。因此，分油機安裝后必須保證摩擦聯(lián)軸節(jié)的摩擦筒(水平軸軸心線)與摩擦片座的中心線(電機軸軸心線)偏移不大于0.08毫米，端面偏斜不大于0.15毫米，如不符合要求，則可以加減墊片來調(diào)整。
　　2.3.2齒輪箱大、小螺旋齒輪的齒隙裝配不當
　　在分油機齒輪箱中，大螺旋齒輪的材料是黃銅，而小螺旋齒輪的材料為不銹鋼。如果大小螺旋齒輪的位置安裝不正，齒隙裝配不當，當分油機高速旋轉(zhuǎn)時，因螺旋齒間的齒隙很大，或齒隙變化較大，使螺旋齒輪間生產(chǎn)較大的撞擊力，并出現(xiàn)嚴重磨損，從而產(chǎn)生銅屑，這些磨下的銅屑就會掉到滑油中去，其中一部分會隨滑油帶入立軸下部的軸承套筒內(nèi)，時間越長，銅屑積聚越多，使軸承加速磨損，并導(dǎo)致軸承損壞。
　　2.3.3分離筒未裝到原位
　　分油機出廠前，分離筒裝復(fù)后，經(jīng)過精確的動平衡校驗后，各主要零件都刻有記號，第二次重新裝配分離筒時，不許更換零件，并必須對準原來的裝配記號。另外，分離筒底部的平衡塊亦不得移動和修正。頸蓋上的去重或加重也不許更動。在同時安裝幾臺型號相同的分油機時，更要注意，決不允許將這臺分離筒的零件裝到另一臺分油機上。否則，分離筒的平衡將會受到破壞，分油機工作時將會產(chǎn)生強烈振動，軸承容易損壞。
　　2.3.4拆裝時操縱管理不當
　　整個立軸除承受分離筒的重量外，還通過立軸上部錐面與分離筒本體內(nèi)錐面的配合來傳遞扭矩，使分離筒達到一定的旋轉(zhuǎn)速度。因此，立軸部分的好壞將直接影響分離筒的平衡，整機的振動，噪音及各零部件的損傷，在拆裝時應(yīng)注意如下幾點:
　　(1)分油機拆裝時，必須使用隨機提供的一套拆裝專用工具，按照拆裝步驟解體，決不允許硬打、硬撬;使用起重工具應(yīng)放置于正中位置，不能偏斜，否則，會使立軸損傷或彎曲變形。
　　(2)分離筒裝配位置不正確，部分緊固件松動，使分離筒與機蓋或配水盤產(chǎn)生碰撞，而使分油機出現(xiàn)異常振動和噪音。
　　(3)當分離筒拆卸后重新裝配時，在主鎖緊環(huán)與分離筒本體螺紋處和分離筒蓋配合處涂以二硫化鉬潤滑劑，在分離筒本體錐孔表面與立軸錐面均應(yīng)涂以薄層機油，以利于分離筒的拆卸，減輕拆卸時對立軸的影響。
　　(4)立軸上錐面應(yīng)特別注意，保證其錐面與分離筒錐孔表面貼合良好，錐面上輕微的傷痕用細油石修理。
　　(5)立軸上部六只減振彈簧發(fā)現(xiàn)有斷裂應(yīng)換新。必須注意，此彈簧應(yīng)成組換新，否則影響立軸的對中。
　　2.4運行管理不當
　　分油機在工作過程中，應(yīng)加強檢查和管理，防止引起分油機產(chǎn)生振動和噪音，出現(xiàn)故障。
　　2.4.1轉(zhuǎn)動部件的檢查
　　起動前，檢查分油機各轉(zhuǎn)動部件是否被卡阻，制動器應(yīng)松脫，止動器應(yīng)退出鎖緊，分離筒和聯(lián)軸器無卡住等現(xiàn)象，起動后應(yīng)經(jīng)常檢查分油機是否有振動和噪音。
　　2.4.2齒輪箱的檢查
　　潤滑是保證分油機正常運行的重要環(huán)節(jié)，如果滑油牌號選擇不當，滑油油量過多或不足，滑油油質(zhì)變化等均會引起潤滑條件惡化，致使大螺旋齒輪出現(xiàn)嚴重磨損。因此，應(yīng)經(jīng)常注意檢查，清潔齒輪箱內(nèi)部，清通下軸承套上的潤滑油孔道，特別注意油質(zhì)變化和齒輪箱中有無銅屑、雜質(zhì)等，一旦發(fā)現(xiàn)，必須擴大檢查范圍，對齒輪箱內(nèi)部各傳動機構(gòu)進行仔細檢查，如齒輪與軸是否有磨損，特別是銷子是否松動或斷裂，必要時吊出立軸進行檢查。
　　2.4.3選擇合適的加熱溫度
　　油料在分離前，要經(jīng)加熱器進行加熱，以降低粘度，擴大雜質(zhì)、水與油和比重差，提高分離效果，這個加熱溫度必須保證將燃油粘度降至6恩氏粘度(180秒雷氏一號)以下。但油溫不能太高(一般為98℃)以免水分蒸發(fā)混入凈油和滲入分油機齒輪箱中，引起滑油乳化變質(zhì)，使齒輪和軸承嚴重磨損。不同油料的Z佳的加熱溫度見下表。
　　2.4.4排渣間隔時間確定
　　分油機連續(xù)工作一段時間后，必須進行分離筒的排渣工作，否則積聚在分離筒內(nèi)壁的污物殘渣將顯著降低分離效果。排渣的間隔時間取決于油料中的雜質(zhì)含量和分油量。若已知燃油中的雜質(zhì)百分比和分油量，則可根據(jù)說明書圖表選定排渣間隔時間。或根據(jù)下式來計算：
　　在實際操作時，排渣間隔則短于計算或查表所得的數(shù)值為宜，一般為二小時排渣一次。若由于某種原因，分油機運轉(zhuǎn)時間超過排渣時間間隔太多，而在分離筒內(nèi)積聚過多的污渣時，切勿進行自動排渣。因為筒內(nèi)污渣可能已結(jié)成硬塊，如進行排渣，污塊會不均勻裂碎，引起分油機強烈振動，甚至損壞有關(guān)部件，如軸承、分離筒等。在這種情況下，應(yīng)停止分油機運轉(zhuǎn)，進行人工清洗。清洗時應(yīng)注意，分離筒內(nèi)污物要徹底清除，可防污物分布不均勻，分油機出現(xiàn)異常振動。
　　3　結(jié)語
　　綜上所述分析，為了防止分油機出現(xiàn)故障，導(dǎo)致立軸軸承損壞，只有選配優(yōu)質(zhì)的軸承，采用合理的結(jié)構(gòu)，良好的裝配工藝，正確的操作管理方法，做到勤檢查、細觀察，加強維護保養(yǎng)工作，管好和用好分油機，才能延長分油機的使用壽命，能確保船舶安全航行。
　　參考文獻: 
　　[1] DZY-30型分油機操作使用說明書。