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(jìn)電機(jī)進(jìn)行動力輸出，推進(jìn)電機(jī)由轉(zhuǎn)子前后兩端的支點(diǎn)軸承支撐固定，在該型船建造后期試驗過程中，出現(xiàn)推進(jìn)電機(jī)的4個支點(diǎn)軸承間存在滑油供給不均、流量調(diào)節(jié)操作復(fù)雜的問題，問題可導(dǎo)致海上停機(jī)的嚴(yán)重事故，存在很大隱患，通過梳理、對原設(shè)計系統(tǒng)原理進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，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(tǒng)的安全性與可靠性。

關(guān)鍵詞：推進(jìn)電機(jī) 支點(diǎn)軸承 流量 調(diào)節(jié) 滑油供給泵

中圖分類號：U664 文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)電機(jī)進(jìn)行動力輸出，推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸系兩端的支點(diǎn)軸承，在推進(jìn)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，承載著電機(jī)動力輸出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動、船舶搖晃時帶來的力矩。兩臺推進(jìn)電機(jī)的4個支點(diǎn)軸承，由互為備用的兩臺滑油泵及管路系統(tǒng)進(jìn)行滑油供給、潤滑并對軸瓦進(jìn)行冷卻。支點(diǎn)軸承滑油系統(tǒng)出現(xiàn)問題會造成抱軸、推進(jìn)電機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)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(xiàn)了個別支點(diǎn)軸承滑油流量不均衡、不達(dá)標(biāo)和4個軸承滑油分配均衡調(diào)整復(fù)雜的問題。通過對滑油系統(tǒng)原理進(jìn)行分析、對操作流程進(jìn)行梳理，在原滑油系統(tǒng)中加裝一套供油泵組，并對原滑油管路系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，徹底解決了滑油流量不均、不達(dá)標(biāo)、滑油分配均衡調(diào)整復(fù)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(xiàn)象

該型船支點(diǎn)軸承原始設(shè)計采用的是一備一用兩臺滑油供給泵為核心的滑油系統(tǒng)，通過滑油管路系統(tǒng)對4個軸瓦進(jìn)行潤滑和冷卻。圖1為軸承滑油系統(tǒng)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(huán)滑油艙吸出，經(jīng)過滑油冷卻器冷卻后供給兩臺推進(jìn)電機(jī)的4個支點(diǎn)軸承，對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻后的滑油重力流回至循環(huán)滑油艙。該系統(tǒng)從原理來看并無問題，實船系統(tǒng)也是按原理圖進(jìn)行的樣船布置和生產(chǎn)施工，但在實際調(diào)試的過程中出現(xiàn)了4個支點(diǎn)軸承滑油流量不均衡、個別支點(diǎn)軸承滑油流量不達(dá)標(biāo)問題。問題出現(xiàn)后通過測量發(fā)現(xiàn)：1#支點(diǎn)軸承處流量最大，3#支點(diǎn)軸承流量最小且流量不達(dá)標(biāo)，2#支點(diǎn)軸承流量較3#稍高，但流量也不達(dá)標(biāo)；后續(xù)在4個軸承進(jìn)行流量均衡調(diào)定時，發(fā)現(xiàn)需特別細(xì)致和反復(fù)的調(diào)整1～4號閥件，才能使各個支點(diǎn)軸承流量達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，操作十分復(fù)雜，同時，閥件調(diào)定好后其中某一個閥開合度或油溫發(fā)生變化，流量又出現(xiàn)不平衡，需重新進(jìn)行調(diào)整。船方提出支點(diǎn)軸承滑油流量均衡調(diào)節(jié)流程繁瑣，不便于操作和使用，同時實際使用中很容易出現(xiàn)個別支點(diǎn)軸承流量不達(dá)標(biāo)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(diǎn)軸承來說，滑油是保證其正常工作的根本，滑油系統(tǒng)供油不足會導(dǎo)致支點(diǎn)軸承潤滑不良、溫度升高及磨損加劇，使推進(jìn)電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時會出現(xiàn)抱軸、船舶失去動力等事故。所以，必須從根本上解決推進(jìn)電機(jī)支點(diǎn)軸承的滑油系統(tǒng)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(tǒng)中的軸承滑油泵進(jìn)行了排查。該型船軸承滑油潤滑系統(tǒng)中，軸承滑油泵采用的是排量6 m3/h的泵組，單個支點(diǎn)軸承的滑油需求量為5 L/min，換算后為0.3 m3/h，4個支點(diǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于4個支點(diǎn)軸承的理論總用量。在對軸承滑油泵的檢查中，發(fā)現(xiàn)其電流、揚(yáng)程、壓力等工作參數(shù)正常，運(yùn)轉(zhuǎn)并無異常，這就排除了泵組造成滑油流量不達(dá)標(biāo)的原因。

排除了泵組的原因后，工作人員又對支點(diǎn)軸承進(jìn)行了拆檢。支點(diǎn)軸承內(nèi)部油槽間隙也是造成滑油供應(yīng)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(yīng)不足及4個支點(diǎn)軸承滑油不均衡現(xiàn)象。在拆檢過程中對4個支點(diǎn)軸承的油槽間隙進(jìn)行了測量，4個支點(diǎn)軸承間隙一致，測量數(shù)據(jù)的誤差在允許范圍內(nèi)，且內(nèi)部油槽結(jié)構(gòu)暢通，并無阻塞現(xiàn)場，這就又排除了支點(diǎn)軸承本身的原因。

排除了泵組和支點(diǎn)軸承設(shè)備原因后，此系統(tǒng)只剩下了管路部分。在現(xiàn)場檢查管路系統(tǒng)的過程中，工作人員通過測量發(fā)現(xiàn)，泵組出口總管距離支點(diǎn)軸承有25 m左右，管路布置在機(jī)艙的底部，由于機(jī)艙底部空間小，為躲避管路及底部設(shè)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(jī)械彎頭，且主管路經(jīng)過滑油冷卻器后，4個接支點(diǎn)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(nèi)部流體阻力的增加，當(dāng)滑油流經(jīng)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(diǎn)軸承滑油流量不達(dá)標(biāo)的問題，各支管布置走向和長度不一致，導(dǎo)致了各支管的內(nèi)部阻力不一樣，造成4個支點(diǎn)軸承滑油分配不均衡。

對于個別支點(diǎn)軸承滑油流量不均衡、不達(dá)標(biāo)的情況，工作人員現(xiàn)場通過對1～4#支點(diǎn)軸承的4個滑油進(jìn)口閥件進(jìn)行調(diào)整，可以達(dá)到4個支點(diǎn)軸承的滑油均衡供應(yīng)，并滿足4個支點(diǎn)軸承的用量，但閥件操作和調(diào)整流程繁復(fù)。通過現(xiàn)場進(jìn)行實際操作和對調(diào)整流程進(jìn)行梳理，要將4個支點(diǎn)軸承的流量調(diào)整到均衡和流量達(dá)標(biāo)的狀態(tài)，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(diǎn)軸承底部觀察鏡觀察4個支點(diǎn)軸承的滑油流淌情況，找出流量最小軸承進(jìn)油閥，據(jù)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(zhuǎn)一圈為單位進(jìn)行關(guān)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(diǎn)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(zhuǎn)半圈為單位進(jìn)行關(guān)小操作，同時，以閥件手輪旋轉(zhuǎn)1/4圈為單位對2號閥件進(jìn)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(biāo)記1號閥件開啟位置將其關(guān)閉，待1號閥件處支點(diǎn)軸承內(nèi)油液全部流淌回油艙后關(guān)閉7號閥件，將1號閥件開啟至關(guān)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(jìn)行調(diào)整，調(diào)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(jìn)行重新調(diào)整，調(diào)整至4個閥件供油量均衡為止。

油量調(diào)整到平衡后，因為滑油受熱后粘度會降低，各支管內(nèi)的滑油阻力減少，各個支點(diǎn)軸承的供油量也會發(fā)生變化，需要經(jīng)常對各個支點(diǎn)軸承的供油量進(jìn)行觀察和調(diào)整。同時，通過對操作流程的梳理可以發(fā)現(xiàn)，操作調(diào)整過程繁瑣，操作人員需要有一定的操作經(jīng)驗，且日常需經(jīng)常進(jìn)行調(diào)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(fā)現(xiàn)，造成滑油分配不均衡和流量不達(dá)標(biāo)的原因，主要是由于滑油泵的排量不夠，雖然滑油泵的設(shè)計理論用量滿足要求，但沒有充分考慮實船系統(tǒng)管路阻力因素。在對支點(diǎn)軸承供油系統(tǒng)的工作原理、供油均衡分配的操作流程進(jìn)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(diǎn)軸承，變?yōu)橐慌_泵組對2個支點(diǎn)軸承供應(yīng)滑油的供油方式。

對于第一套將現(xiàn)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(diǎn)軸承進(jìn)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(yōu)化系統(tǒng)，將原系統(tǒng)一根總管供4個支點(diǎn)軸承的供油方式，優(yōu)化為一根總管供兩個支點(diǎn)軸承。如圖2所示。

1#、2#軸承滑油泵組分別為1、2#推進(jìn)電機(jī)的兩個支點(diǎn)軸承供應(yīng)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(tǒng)中的滑油冷卻器與泵組之間的管路進(jìn)行調(diào)整即可。在流量加大的同時，也能大大簡化操作流程，當(dāng)一臺泵組發(fā)生故障時，備用泵組也可立即啟動供應(yīng)支點(diǎn)軸承的滑油。

4 結(jié)語

在原滑油供油系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝了一套滑油泵組，對原滑油管路系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，在各種工況下進(jìn)行試驗，每臺支點(diǎn)軸承前的供油閥件全開即可，無需流量調(diào)整，免去了以前繁復(fù)的操作流程。經(jīng)測量，各個支點(diǎn)軸承的供油量完全滿足了支點(diǎn)軸承不小于5 L/min的流量要求。優(yōu)化改進(jìn)后的軸承滑油系統(tǒng)工作穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行良好，從根本上解決了滑油分配不均、流量調(diào)節(jié)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(xiàn)

[1] 張鳴遠(yuǎn).流體力學(xué)[M].高等教育出版，2010.

[2] 董愛國.船舶管舾裝設(shè)計工藝實用手冊[M].國防工業(yè)出版社，2009.