應用紅外熱像技術診斷某船用齒輪箱輸入軸軸承端蓋過熱故障

楊寶東，王金光，趙 軍

(92493部隊89分隊，遼寧葫蘆島 125000)

應用紅外熱像技術診斷某船用齒輪箱輸入軸軸承端蓋過熱故障

楊寶東，王金光，趙 軍

(92493部隊89分隊，遼寧葫蘆島 125000)

應用紅外熱像診斷技術，發現了某船主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋過熱故障，拆解后，發現該處的填料密封條被擠進齒輪箱輸入軸與軸承蓋之間的縫隙，經維修，成功排除了該故障。

齒輪箱;軸承端蓋;故障;紅外熱像

1 故障現象

1.1 船用齒輪箱

GWH6066齒輪箱是由斜齒圓柱齒輪和多片式摩擦離合器構成的倒順離合減速齒輪箱，沒有輸入級，只有減速級和換向級，齒輪箱的輸入軸和輸出軸呈水平異心布置，有正車、空車和倒車3種工作狀態。

1.2 潤滑與密封

齒輪箱里的全部軸承均采用飛濺潤滑，即依靠斜齒圓柱齒輪的旋轉，將油甩到箱體內壁上，然后經上箱壁和下箱座剖分面上的輸油溝，以及軸承蓋上的導油槽，將油引入軸承。

該齒輪箱輸入端軸承采用填料密封條進行密封，作用是防止潤滑油泄漏以保證潤滑油對軸承的潤滑和冷卻效果［1］，其所使用的密封材料為聚四氟乙烯填料。

1.3 使用的紅外熱像儀

此次監測所使用的紅外儀器為FLUKE Ti 25紅外熱像儀，該熱像儀的主要技術參數如表1所示。

1.4 故障現象描述

當用紅外熱像儀對軸承端蓋 (見圖1)進行測溫時，發現左主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋溫度明顯偏高，且溫度最高點的位置在軸承端蓋的錐面處，在左右主機轉速同為450 r/min、齒輪箱未接排的情況下，左主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋溫度達72.0℃，而此時右齒輪箱同一部位的溫度僅為45.8℃，左比右高出26.2℃，同時左主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋處有潤滑油漏出 (見圖2)。

2 故障原因分析

2.1 軸承溫度高，發熱通過軸傳遞到端蓋

1)潤滑不良，如潤滑不足或過分潤滑，潤滑油質量不符合要求、變質或有雜物。

表1 FLUKE Ti 25紅外熱像儀主要技術參數

2)冷卻不夠，如管路堵塞，冷卻器選用不合適，冷卻效果差。

3)軸承異常，如軸承損壞，軸承裝配工藝差，軸承箱各部間隙調整不符合要求。

4)振動大，如聯軸器找正工藝差不符合要求，基礎剛性差、地腳虛。

2.2 齒輪箱輸入軸與主機輸出軸的不同心

齒輪箱輸入軸與主機輸出軸的不同心會導致偏磨，從而導致發熱，同時，因不同心會造成齒輪箱輸入軸的跳動，使圓跳動度增大［2］，這樣在軸表面和端蓋內孔表面就構成收斂狀的楔形空間，加之軸與端蓋之間有相對運動，這就形成了流體動力潤滑的條件，從而加劇了泄漏。

2.3 填料密封條磨損

軸承端蓋處填料密封槽如圖1所示。

1)由于設計的間隙過大、部件為砂塵所磨損或軸與其軸承不同軸度大，造成填料被擠進軸和壓蓋之間的間隙中。

2)由于填料外徑太小，不能固定而隨軸轉動，造成填料外表面被研磨損傷，潤滑油沿壓蓋外側泄露。

3)填料膨脹或破壞，填料環切得太短或裝配錯誤，造成潤滑油通過接頭泄露。

4)密封填料太緊。

3 安排維修

該船恰好于2012年12月份進廠進行小修，船廠對齒輪箱軸承端蓋進行了拆解，見圖3，拆開后發現該處的填料密封條被擠進軸和壓蓋之間的間隙，導致了摩擦發熱。

圖3 軸承端蓋拆開后的圖像

工人對該處的填料密封條進行了更換，在出廠試航過程中再次對2臺主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋的溫度進行監測，在進四工況下，對比左主機齒輪箱輸入軸軸承端蓋和右主機齒輪箱同一部位紅外圖像可發現。

1)齒輪箱輸入軸軸承端蓋溫度最高的部位發生了轉移，原來溫度最高的部位在端蓋的圓錐面處，經維修后溫度最高的部位轉移到軸和軸承蓋的接合處，正常運轉的軸一般都是該處的溫度最高。

2)最高溫度有所下降，故障情況下，最高溫度可達80℃，維修后下降到了68℃。

3)該處仍然有滑油漏出。

4 維修注意事項

4.1 一般要求

必須把密封條上涂有標記的那一面置于密封槽的底部，否則會損壞封條，使密封失效，如果密封條上無顏色標記，則可以任意裝配，切割封條時，必須用鋒利小刀，切割面與長度方向成直角。

4.2 測量和固定

必須仔細測量密封條，在其裝入密封槽后，尾端對接處應有微量壓縮量，使該處無間隙，以確保密封良好。

4.3 跑合運轉

在初運轉前，密封條的密封面必須潤滑，運轉時為避免變干，須連續保持潤滑，跑合轉速盡可能低［3］。

4.4 密封條的處置

密封條應儲存在涼爽、干燥的庫房中，避免與任何液體接觸。

如果是卷繞的密封條，則必須將繞組起始端遠離密封軸，由密封條側面的刃口可判斷繞組的起始端，見圖4。

圖4 卷繞密封條安裝方法示意圖

如果采用編制的密封條，則可任意裝配。裝配前應在密封條的滑動面上涂潤滑油。用榔頭柄把密封條的潤滑面上涂潤滑油，并在密封條結合處的端頭留裕量1.5～2.0 mm，其余部分切掉。

5 結束語

在以往的監測過程中，用紅外熱像儀發現的電氣設備運行故障較多，對動力設備的監測較少，通過此次故障的發現及處理證明，紅外熱像儀可成功診斷齒輪箱軸承端蓋過熱的故障，只要監測人員責任心強，工作認真細致，紅外熱像診斷技術一定可以在艦船動力設備的故障診斷中發揮更大的作用。

［1］羅運同，楊青松.某型艦船軸承密封裝置防泄漏改進設計研究 ［J］.中國修船，2009，22(6):22－24.

［2］王斌，謝沛霖.海軍艦船密封現狀與泄漏治理 ［J］.艦船科學技術，2005(6):9－12.

［3］林錚.實用密封手冊 ［M］.上海:上海科學技術出版社，2008.

The bearing shell was found overheated of ship＇s main engine gear box import shaft.After openning the bearing shell，we found the sealing strip is pressed into the crack between the import shaft and the bearing shell.By repairing，the fault is eliminated successfully.

gear box;bearing shell;fault;infrared picture

U672

C

1001－8328(2013)05－0031－02

楊寶東 (1981-)，男，河北承德人，工程師，碩士，主要從事艦船設備紅外監測診斷工作。

2013－07－08