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DZY-30型分油機(jī)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(jī)工程系）
　　摘  要：針對(duì)分油機(jī)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(jìn)措施和處理方法，并強(qiáng)調(diào)了在平時(shí)的運(yùn)行中應(yīng)注意的有關(guān)事項(xiàng)。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(xì)觀察，管好，用好，才能延長(zhǎng)分油機(jī)的使用壽命，確保船舶安全航行。
　　關(guān)鍵詞：分油機(jī)；軸承損壞；原因；措施
　　船用柴油機(jī)，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(jī)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(jī)能完全燃燒，防止氣缸磨損和腐蝕，在燃油送入柴油機(jī)之前，必須用燃油分油機(jī)進(jìn)行分離凈化處理，清除燃油中的這些雜質(zhì)和水分。
　　柴油機(jī)機(jī)座或滑油循環(huán)柜中的潤(rùn)滑油，經(jīng)過(guò)使用一段時(shí)間后，也會(huì)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(jī)及時(shí)清除滑油中的雜質(zhì)和水分，以使柴油機(jī)保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　燃油和滑油的凈化處理，對(duì)柴油機(jī)的工作可靠性和使用壽命影響極大。因此，在船舶營(yíng)運(yùn)中，必須保證燃油和滑油分油機(jī)工作正常。
　　1　故障的現(xiàn)象
　　我在某輪工作期間，使用國(guó)產(chǎn)DZY-30型自動(dòng)排渣分油機(jī)分離凈化滑油。有一次，突然聽(tīng)到分油機(jī)有異常響聲，立即停機(jī)并待冷卻后打開(kāi)齒輪箱檢查，發(fā)現(xiàn)分油機(jī)立軸產(chǎn)生晃動(dòng)，帶動(dòng)立軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)齒輪及齒輪定位銷也遭到不同程度的損壞，各運(yùn)動(dòng)部件溫度升高，軸承磨損損壞，并使立軸亦嚴(yán)重受損。這樣不但增加了維修費(fèi)用，而且，還會(huì)因分油機(jī)不能及時(shí)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(jī)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(jī)在工作中，立軸下端軸承既承受分油機(jī)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(dāng)，加工質(zhì)量不符合要求，強(qiáng)度較低，間隙過(guò)大，致使軸承工作很短一段時(shí)間內(nèi)就會(huì)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(jī)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(kāi)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(dòng)。分油機(jī)在工作中，當(dāng)船舶搖晃或管理不當(dāng)時(shí)，立軸會(huì)受到較大的周向和軸向的作用力，其立軸和分離筒會(huì)上下竄動(dòng)，并且竄動(dòng)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(dòng)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(wú)備件，一時(shí)無(wú)法修復(fù)，會(huì)影響分油機(jī)的工作。我在船工作期間，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，用45號(hào)鋼車制成一個(gè)圓形壓蓋，如圖2所示，用壓蓋代替卡環(huán)，這樣既增加了強(qiáng)度，又提高了承載能力。在壓蓋凸臺(tái)上鉆有4~6個(gè)孔，并攻絲，將壓蓋用螺栓固定在軸承套或分油機(jī)本體上，這樣便于清潔檢查和修理。經(jīng)過(guò)改用壓蓋后，不但不影響潤(rùn)滑條件，而且強(qiáng)度大大增加，不會(huì)因卡環(huán)斷裂而使軸承向上竄動(dòng)，造成機(jī)械損傷，延長(zhǎng)了分油機(jī)的使用壽命。
　　2.3裝配不良
　　在分油機(jī)安裝過(guò)程中，由于裝配不良，對(duì)中不正，拆裝時(shí)操作不當(dāng)，都能導(dǎo)致立軸下部軸承損壞。
　　2.3.1分油機(jī)水平軸線不直
　　分油機(jī)底座變形，或底板不平，造成摩擦聯(lián)軸節(jié)的錯(cuò)位、偏移，導(dǎo)致起動(dòng)負(fù)荷增大，并引起強(qiáng)列振動(dòng)。因此，分油機(jī)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(jī)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(lái)調(diào)整。
　　2.3.2齒輪箱大、小螺旋齒輪的齒隙裝配不當(dāng)
　　在分油機(jī)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(dāng)，當(dāng)分油機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(yán)重磨損，從而產(chǎn)生銅屑，這些磨下的銅屑就會(huì)掉到滑油中去，其中一部分會(huì)隨滑油帶入立軸下部的軸承套筒內(nèi)，時(shí)間越長(zhǎng)，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(jī)出廠前，分離筒裝復(fù)后，經(jīng)過(guò)精確的動(dòng)平衡校驗(yàn)后，各主要零件都刻有記號(hào)，第二次重新裝配分離筒時(shí)，不許更換零件，并必須對(duì)準(zhǔn)原來(lái)的裝配記號(hào)。另外，分離筒底部的平衡塊亦不得移動(dòng)和修正。頸蓋上的去重或加重也不許更動(dòng)。在同時(shí)安裝幾臺(tái)型號(hào)相同的分油機(jī)時(shí)，更要注意，決不允許將這臺(tái)分離筒的零件裝到另一臺(tái)分油機(jī)上。否則，分離筒的平衡將會(huì)受到破壞，分油機(jī)工作時(shí)將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，軸承容易損壞。
　　2.3.4拆裝時(shí)操縱管理不當(dāng)
　　整個(gè)立軸除承受分離筒的重量外，還通過(guò)立軸上部錐面與分離筒本體內(nèi)錐面的配合來(lái)傳遞扭矩，使分離筒達(dá)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(jī)的振動(dòng)，噪音及各零部件的損傷，在拆裝時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):
　　(1)分油機(jī)拆裝時(shí)，必須使用隨機(jī)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(huì)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(dòng)，使分離筒與機(jī)蓋或配水盤產(chǎn)生碰撞，而使分油機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)和噪音。
　　(3)當(dāng)分離筒拆卸后重新裝配時(shí)，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(rùn)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(jī)油，以利于分離筒的拆卸，減輕拆卸時(shí)對(duì)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(xì)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(duì)中。
　　2.4運(yùn)行管理不當(dāng)
　　分油機(jī)在工作過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)檢查和管理，防止引起分油機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，出現(xiàn)故障。
　　2.4.1轉(zhuǎn)動(dòng)部件的檢查
　　起動(dòng)前，檢查分油機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否被卡阻，制動(dòng)器應(yīng)松脫，止動(dòng)器應(yīng)退出鎖緊，分離筒和聯(lián)軸器無(wú)卡住等現(xiàn)象，起動(dòng)后應(yīng)經(jīng)常檢查分油機(jī)是否有振動(dòng)和噪音。
　　2.4.2齒輪箱的檢查
　　潤(rùn)滑是保證分油機(jī)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，如果滑油牌號(hào)選擇不當(dāng)，滑油油量過(guò)多或不足，滑油油質(zhì)變化等均會(huì)引起潤(rùn)滑條件惡化，致使大螺旋齒輪出現(xiàn)嚴(yán)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(rùn)滑油孔道，特別注意油質(zhì)變化和齒輪箱中有無(wú)銅屑、雜質(zhì)等，一旦發(fā)現(xiàn)，必須擴(kuò)大檢查范圍，對(duì)齒輪箱內(nèi)部各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)檢查，如齒輪與軸是否有磨損，特別是銷子是否松動(dòng)或斷裂，必要時(shí)吊出立軸進(jìn)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(jìn)行加熱，以降低粘度，擴(kuò)大雜質(zhì)、水與油和比重差，提高分離效果，這個(gè)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(hào))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(jī)齒輪箱中，引起滑油乳化變質(zhì)，使齒輪和軸承嚴(yán)重磨損。不同油料的Z佳的加熱溫度見(jiàn)下表。
　　2.4.4排渣間隔時(shí)間確定
　　分油機(jī)連續(xù)工作一段時(shí)間后，必須進(jìn)行分離筒的排渣工作，否則積聚在分離筒內(nèi)壁的污物殘?jiān)鼘@著降低分離效果。排渣的間隔時(shí)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(shuō)明書圖表選定排渣間隔時(shí)間。或根據(jù)下式來(lái)計(jì)算：
　　在實(shí)際操作時(shí)，排渣間隔則短于計(jì)算或查表所得的數(shù)值為宜，一般為二小時(shí)排渣一次。若由于某種原因，分油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過(guò)排渣時(shí)間間隔太多，而在分離筒內(nèi)積聚過(guò)多的污渣時(shí)，切勿進(jìn)行自動(dòng)排渣。因?yàn)橥矁?nèi)污渣可能已結(jié)成硬塊，如進(jìn)行排渣，污塊會(huì)不均勻裂碎，引起分油機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)，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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行人工清洗。清洗時(shí)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(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)。
　　3　結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述分析，為了防止分油機(jī)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(xì)觀察，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)工作，管好和用好分油機(jī)，才能延長(zhǎng)分油機(jī)的使用壽命，能確保船舶安全航行。
　　參考文獻(xiàn): 
　　[1] DZY-30型分油機(jī)操作使用說(shuō)明書。