某船主減速齒輪裝置電動備用滑油泵啟停故障分析

黃志遠，徐 巍，韓浩然

(1.91370部隊,福建 福州 350015；2.中國船舶集團有限公司第七○三研究所，黑龍江 哈爾濱 150078)

某船采用燃氣輪機/柴油機交替運行的雙軸雙槳聯合動力裝置。燃氣輪機輸入端在兩調距槳軸內側，齒輪箱的前端。巡航柴油機輸入端在兩調距內側，齒輪箱后端。齒輪箱輸出的功率通過軸系傳到調距槳上，齒輪箱輸出端設有主推力軸承，用來承受螺旋槳推力。

電動備用滑油泵為主減速齒輪裝置上的重要設備，位于滑油進主減速器入口前，齒輪箱運轉時，滑油系統持續工作，電動備用泵為滑油系統的動力源頭，將滑油從油艙室吸入，輸出給齒輪箱箱體。而溢流閥為齒輪箱滑油系統的調節機構，溢流閥調節開度的大小控制著整個滑油系統的壓力值。在船舶啟動之前，啟動電動備用滑油泵給主減速齒輪箱機組提供潤滑油，是齒輪箱滑油系統的重要組成部分，當該船大軸轉速低于85 r/min，或主減速齒輪箱滑油壓力過低時，電動備用滑油泵會自動啟動工作，為齒輪箱總管供給滑油，以保證齒輪箱進口滑油壓力。電動備用泵為立式安裝，電機是用連接架連接在泵體上，經過磨削并硬化處理的螺桿在高質量鋁合金襯套內運轉。由于雙吸結構，減輕了從動螺桿軸向負荷，軸封采用機械密封，高效地給齒輪箱供給滑油。

1 故障現象及勘驗

1.1 故障現象

2019年4月，某船在航行過程中，右舷齒輪箱在輸出槳軸轉速高于85 r/min時，電動備用泵本應停止工作，但當輸出轉速繼續升高時電動泵突然啟動供油，滑油壓力瞬間降低；待電動泵工作1 min后，滑油壓力恢復，電動備用泵停止工作。通過機旁觀察發現，齒輪箱滑油壓力系統并未報警。通過分析，得出以下幾點可能造成該現象的原因，并對各原因進行具體勘驗及核實，得出以下結論。

1)人工誤操作電動備用滑油泵。通過檢查發現，電動備用滑油泵一直處于自動控制狀態，并沒有切換至手動控制模式，因此排除人工誤操作的可能性。

2)電動備用泵開關傳感器出現故障。通過檢查發現電動備用泵自動控制開關傳感器性能正常，因此排除傳感器故障原因。

3)電動備用油泵內溢流閥出現故障。對溢流閥重點檢查，懷疑溢流閥內部先導彈簧性能失效，未能保壓，造成系統總成滑油壓力過低，進而導致電動備用泵自動啟機。溢流閥內部結構示意圖如圖1所示，其中彈簧為懷疑破損件，有待進一步拆檢觀察。

圖1 溢流閥內部結構示意圖

1.2 溢流閥拆檢

通過拆解溢流閥，發現：①溢流閥本體無明顯磨損現象；②溢流閥導閥無彎曲現象，檢查正常；③溢流閥先導彈簧已斷裂、破損。溢流閥先導彈簧斷裂實物圖見圖2。

圖2 溢流閥先導彈簧斷裂實物圖

2 原因分析

該船右舷電動備用泵在槳軸轉速高于85 r/min時自動啟機的原因是溢流閥先導彈簧斷裂，造成右舷齒輪箱進油總管壓力不能保壓，滑油壓力瞬間下降，進而導致齒輪箱滑油總管壓力過低，電動備用泵自動啟動工作，為齒輪箱補給提供滑油。該現象屬于滑油保護的現象，電動備用泵本體沒有故障，溢流閥內的先導彈簧斷裂才是故障的原因。

通過溢流閥先導彈簧斷裂紋路分析可知，彈簧斷裂的根本原因是彈簧材料問題，因彈簧材料強度不足，導致彈簧發生疲勞斷裂。

3 故障排除

3.1 先導彈簧更換

由于該船溢流閥彈簧為進口件，所以更換原廠進口先導彈簧，但在更換彈簧之前，對多個彈簧做了彈簧性能試驗，選出性能最佳的彈簧。經過比較，選擇進口YF-F50-2彈簧作為更換件。

3.2 溢流閥整體清洗

將溢流閥全部拆解，清洗調解手輪、溢流閥門，對溢流閥本體腔室進行修磨，修理拉毛部分，使柱塞桿在溢流閥本體腔室滑動，無卡滯感。

3.3 其它零部件修理

1)溢流閥管口密封膠圈老化嚴重，需更換。

2)溢流閥連接螺栓有銹蝕，進行更換。

3)對溢流閥殼體進行重新油漆。

4)在溢流閥與滑油管路接口處，涂抹平面厭氧膠。

通過以上處理，不僅保證了溢流閥可靠性，而且節約了維修時間、降低了經濟成本。

4 結束語

該船在修理后，分別進行了陸地系泊試驗、海上系泊試驗、海上航行試驗，以及各種工況、海況下的試驗，右舷電動備用泵輸出槳軸轉速大于85 r/min時，再無自動開啟情況，右舷滑油系統壓力正常，溢流閥工作正常。重新分解檢查溢流閥本體，新更換的彈簧狀態良好，通過試驗證明，滿足使用要求。

對該類型同型號的船舶應進行滑油系統的統一檢查，重點檢查溢流閥內部先導彈簧及導閥等零部件，若有損壞及磨損應及時處理，降低事故發生率，防患于未然。本次事故排查的方法為后續船舶使用維修提供了可供借鑒的工程經驗。