某型船滑油供給分配不均問題解決方案

張鵬鷹 李繼章

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.22.065

摘 要：某型船采用兩臺推進電機進行動力輸出，推進電機由轉子前后兩端的支點軸承支撐固定，在該型船建造后期試驗過程中，出現推進電機的4個支點軸承間存在滑油供給不均、流量調節操作復雜的問題，問題可導致海上停機的嚴重事故，存在很大隱患，通過梳理、對原設計系統原理進行優化改進，徹底解決了滑油供給分配不均問題。簡化了操作流程，提升了系統的安全性與可靠性。

關鍵詞：推進電機 支點軸承 流量 調節 滑油供給泵

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（a）-0065-03

某型船采用的是兩臺推進電機進行動力輸出，推進電機轉子軸系兩端的支點軸承，在推進系統中起著至關重要的作用，承載著電機動力輸出轉子轉動、船舶搖晃時帶來的力矩。兩臺推進電機的4個支點軸承，由互為備用的兩臺滑油泵及管路系統進行滑油供給、潤滑并對軸瓦進行冷卻。支點軸承滑油系統出現問題會造成抱軸、推進電機不能運轉從而失去動力等一系列事故。在該船的系泊及航行試驗過程中，出現了個別支點軸承滑油流量不均衡、不達標和4個軸承滑油分配均衡調整復雜的問題。通過對滑油系統原理進行分析、對操作流程進行梳理，在原滑油系統中加裝一套供油泵組，并對原滑油管路系統進行優化改進，徹底解決了滑油流量不均、不達標、滑油分配均衡調整復雜問題。簡化了操作流程，大幅提升了裝備的安全性與可靠性。

1 問題現象

該型船支點軸承原始設計采用的是一備一用兩臺滑油供給泵為核心的滑油系統，通過滑油管路系統對4個軸瓦進行潤滑和冷卻。圖1為軸承滑油系統原理圖。工作時，兩臺軸承滑油泵一臺開啟一臺備用，兩臺油泵互為備用，滑油由軸承滑油泵自循環滑油艙吸出，經過滑油冷卻器冷卻后供給兩臺推進電機的4個支點軸承，對軸承進行潤滑和冷卻后的滑油重力流回至循環滑油艙。該系統從原理來看并無問題，實船系統也是按原理圖進行的樣船布置和生產施工，但在實際調試的過程中出現了4個支點軸承滑油流量不均衡、個別支點軸承滑油流量不達標問題。問題出現后通過測量發現：1#支點軸承處流量最大，3#支點軸承流量最小且流量不達標，2#支點軸承流量較3#稍高，但流量也不達標；后續在4個軸承進行流量均衡調定時，發現需特別細致和反復的調整1～4號閥件，才能使各個支點軸承流量達到使用標準，操作十分復雜，同時，閥件調定好后其中某一個閥開合度或油溫發生變化，流量又出現不平衡，需重新進行調整。船方提出支點軸承滑油流量均衡調節流程繁瑣，不便于操作和使用，同時實際使用中很容易出現個別支點軸承流量不達標問題，對裝備存在重大的安全隱患。

2 原因分析和流程梳理

對于支點軸承來說，滑油是保證其正常工作的根本，滑油系統供油不足會導致支點軸承潤滑不良、溫度升高及磨損加劇，使推進電機不能正常運轉，嚴重時會出現抱軸、船舶失去動力等事故。所以，必須從根本上解決推進電機支點軸承的滑油系統問題，從而保證裝備的安全性與可靠性。

工作人員首先對滑油系統中的軸承滑油泵進行了排查。該型船軸承滑油潤滑系統中，軸承滑油泵采用的是排量6 m3/h的泵組，單個支點軸承的滑油需求量為5 L/min，換算后為0.3 m3/h，4個支點軸承理論總用量為1.2 m3/h，理論上來計算泵組的供油量遠遠大于4個支點軸承的理論總用量。在對軸承滑油泵的檢查中，發現其電流、揚程、壓力等工作參數正常，運轉并無異常，這就排除了泵組造成滑油流量不達標的原因。

排除了泵組的原因后，工作人員又對支點軸承進行了拆檢。支點軸承內部油槽間隙也是造成滑油供應不暢的一個因素，間隙過小時會阻塞滑油的流通，從而造成供應不足及4個支點軸承滑油不均衡現象。在拆檢過程中對4個支點軸承的油槽間隙進行了測量，4個支點軸承間隙一致，測量數據的誤差在允許范圍內，且內部油槽結構暢通，并無阻塞現場，這就又排除了支點軸承本身的原因。

排除了泵組和支點軸承設備原因后，此系統只剩下了管路部分。在現場檢查管路系統的過程中，工作人員通過測量發現，泵組出口總管距離支點軸承有25 m左右，管路布置在機艙的底部，由于機艙底部空間小，為躲避管路及底部設備基座，布管時有7處采用了彎曲半徑為一倍管徑的成型90°彎頭和機械彎頭，且主管路經過滑油冷卻器后，4個接支點軸承的支管布置走向和長度也不一致。管路長度太長和大量彎頭的使用，會造成管路內部流體阻力的增加，當滑油流經彎曲半徑很小、彎曲角度大的彎頭時，流體能量會大大損失，從而造成個別支點軸承滑油流量不達標的問題，各支管布置走向和長度不一致，導致了各支管的內部阻力不一樣，造成4個支點軸承滑油分配不均衡。

對于個別支點軸承滑油流量不均衡、不達標的情況，工作人員現場通過對1～4#支點軸承的4個滑油進口閥件進行調整，可以達到4個支點軸承的滑油均衡供應，并滿足4個支點軸承的用量，但閥件操作和調整流程繁復。通過現場進行實際操作和對調整流程進行梳理，要將4個支點軸承的流量調整到均衡和流量達標的狀態，需要下面的操作。

（1）將圖1中的1～8號閥全部打開，通過支點軸承底部觀察鏡觀察4個支點軸承的滑油流淌情況，找出流量最小軸承進油閥，據觀察，3號閥件處流量最小，1號閥件處流量最大。

（2）將1、2、4號閥件以閥件手輪旋轉一圈為單位進行關小操作，同時，觀察3號閥件的供油情況，待其供油量稍大于支點軸承用量時，停止操作較3號閥件前期流量稍高的2號閥件。

（3）接著對1號、4號閥件以閥件手輪旋轉半圈為單位進行關小操作，同時，以閥件手輪旋轉1/4圈為單位對2號閥件進行開啟操作，觀察3號、2號閥件的供油情況，待3號、2號閥件的供油量基本一致時，停止4號閥件的操作。

（4）標記1號閥件開啟位置將其關閉，待1號閥件處支點軸承內油液全部流淌回油艙后關閉7號閥件，將1號閥件開啟至關閉前位置，通過底部觀察鏡觀察油液的液面上升情況，同時對1號閥件開啟度進行調整，調整到供油量與軸承用量基本一致的開啟位置，然后，打開7號閥件。

（5）保持1號閥件開啟位置不變，對2號、3號、4號閥件按上面步驟進行重新調整，調整至4個閥件供油量均衡為止。

油量調整到平衡后，因為滑油受熱后粘度會降低，各支管內的滑油阻力減少，各個支點軸承的供油量也會發生變化，需要經常對各個支點軸承的供油量進行觀察和調整。同時，通過對操作流程的梳理可以發現，操作調整過程繁瑣，操作人員需要有一定的操作經驗，且日常需經常進行調整操作，這就對使用造成了很大的不便。

3 解決措施

通過分析發現，造成滑油分配不均衡和流量不達標的原因，主要是由于滑油泵的排量不夠，雖然滑油泵的設計理論用量滿足要求，但沒有充分考慮實船系統管路阻力因素。在對支點軸承供油系統的工作原理、供油均衡分配的操作流程進行分析后，提出了兩套解決方案：（1）換裝大排量滑油泵，加大滑油泵組流量；（2）增加一臺滑油備用泵組，將以前的一臺泵組供4個支點軸承，變為一臺泵組對2個支點軸承供應滑油的供油方式。

對于第一套將現有兩臺滑油泵組換型加大流量的方案，需要更換兩臺新的滑油泵，油泵基座也要割除更換，雖可解決滑油流量不足的問題，但兩臺泵組要滿足一備一用的配置要求，供油方式還是一臺滑油泵組對4個支點軸承進行滑油供給，滑油流量同樣會不均衡，并不能徹底解決滑油分配不均衡的問題。

第二套方案，增加一套滑油備用泵組，優化系統，將原系統一根總管供4個支點軸承的供油方式，優化為一根總管供兩個支點軸承。如圖2所示。

1#、2#軸承滑油泵組分別為1、2#推進電機的兩個支點軸承供應滑油，備用滑油泵作為1#、2#軸承滑油泵的備用泵。此方案只需要增加一臺泵組，并對原管路系統中的滑油冷卻器與泵組之間的管路進行調整即可。在流量加大的同時，也能大大簡化操作流程，當一臺泵組發生故障時，備用泵組也可立即啟動供應支點軸承的滑油。

4 結語

在原滑油供油系統的基礎上，加裝了一套滑油泵組，對原滑油管路系統進行了優化改進，在各種工況下進行試驗，每臺支點軸承前的供油閥件全開即可，無需流量調整，免去了以前繁復的操作流程。經測量，各個支點軸承的供油量完全滿足了支點軸承不小于5 L/min的流量要求。優化改進后的軸承滑油系統工作穩定，設備運行良好，從根本上解決了滑油分配不均、流量調節操作繁瑣的問題，簡化了操作流程，提高了裝備的安全性和可靠性。

參考文獻

[1] 張鳴遠.流體力學[M].高等教育出版，2010.

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