根據(jù)船舶推進(jìn)原理,，對(duì)于采用常規(guī)推進(jìn)軸系的船舶,，船舶推進(jìn)的有效功率是通過流體反作用到船體表面和通過軸系反作用到機(jī)體、機(jī)座,、船體而完成的,。

因此，船舶軸系將主機(jī)發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳,，螺旋槳旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的軸向推力通過軸系傳遞給主機(jī)（齒輪箱）的推力軸承,再傳遞給船體,，使船舶前進(jìn)或者后退。

在船舶前進(jìn),、后退,、不同航速、受不同外力的條件下,，整個(gè)軸系會(huì)發(fā)生軸向微量竄動(dòng),，同時(shí)軸系和髙彈聯(lián)軸器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生熱膨脹。

一,、事故概況

某新造船采用單機(jī)單槳推進(jìn)裝置,，配中速柴油機(jī)。

主機(jī)動(dòng)力經(jīng)彈性聯(lián)軸節(jié),、減速齒輪箱,、中間軸和艉軸傳遞給螺旋槳。

船舶在碼頭系泊試驗(yàn)時(shí),，出現(xiàn)推力軸承溫度高（80℃）報(bào)警,并呈直線上升趨勢,。 

立即停車,緩慢盤車并目視檢查該道軸承外觀，未發(fā)現(xiàn)異常;逐一檢查溫度探頭和整個(gè)溫度傳感系統(tǒng),，未發(fā)現(xiàn)異常;再次拆解該道主軸承,，上下軸瓦沒有問題。

但在拆解推力軸承的過程中,，發(fā)現(xiàn)與推力前止推環(huán)（執(zhí)行前進(jìn)工況下的推力）配合的止推片有明顯過度摩擦并伴隨發(fā)亮的痕跡,。

按照軸系動(dòng)力學(xué)原理，初步分析判定：

軸系軸向受力不合理,，導(dǎo)致主機(jī)推力前止推環(huán)與止推片在相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生磨損,，并伴隨發(fā)熱現(xiàn)象,，熱能傳遞給緊鄰的推力軸承并被溫度傳感器檢測到。

二,、故障原因及分析

1,、高彈質(zhì)量。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，首先分析主機(jī)與齒輪箱連接的彈性聯(lián)軸節(jié)的質(zhì)量狀況,，以判斷是否是其質(zhì)量問題導(dǎo)致減振效果不佳，造成推力環(huán)與止推

片的受力異常,。

檢查彈性聯(lián)軸節(jié)的船級(jí)社產(chǎn)品證書,、質(zhì)量證明書、材質(zhì)報(bào)告等,，橡膠的材料質(zhì)量,、承受

載荷時(shí)的耐熱性能、減振性能等均達(dá)到預(yù)定要求,。 

2,、艉傾。

根據(jù)軸系動(dòng)力學(xué),，艉傾產(chǎn)生軸向分力,，引起曲軸輕微向后竄動(dòng)。

若艉傾引起軸向分力過大,，則被磨損的應(yīng)該是推力后止推環(huán)（執(zhí)行后退的推力）或與其配合的止推片,，而此次受損的是前止推片。此外,，核查船舶4面吃水并與裝載手冊比對(duì),艉傾在合理范圍內(nèi),。 

3、柴油機(jī)制造環(huán)節(jié),。

核查柴油機(jī)出廠臺(tái)架試驗(yàn)報(bào)告等資料,，整體裝配合格,前后推力止推環(huán)與其各自的推力片之間都設(shè)置一定的間隙，經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算測試合格,，柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)合格,。 

4、柴油機(jī)裝船后,。

與傳統(tǒng)低速柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的硬連接相比,，本船系統(tǒng)中柴油機(jī)與螺旋槳是通過高彈性聯(lián)軸節(jié)、減速齒輪箱連接的,，所以軸系的軸向相對(duì)位置影響因素較多,，最終體現(xiàn)為止推環(huán)與止推片之間的間隙。

設(shè)置間隙主要為解決軸系正常的熱膨脹和高彈聯(lián)軸器的熱膨脹,，不合適的軸向間隙會(huì)引起部件軸向力異常,。

因此,需要打開殼體,，對(duì)齒輪箱止推環(huán)與止推片之間的安裝后軸向間隙，以及主機(jī)止推環(huán)與止推片之間安裝后的軸向間隙進(jìn)行測量,。

根據(jù)GWC78.88齒輪箱資料,，止推片與止推環(huán)間的軸向間隙建議值是0.50-0.80 mm。

經(jīng)過測量,，齒輪箱推力盤與推力塊之間前后間隙均約為0.35 mm,合適,。

根據(jù)8G32A主機(jī)資料，止推片與止推環(huán)間的軸向間隙建議值均為0.35-0.60mm,。

打開道門和止推環(huán)殼體,，用塞尺測量前止推環(huán)與止推片之間的間隙，塞尺難以插入,，間隙接近0,；測量后止推環(huán)與止推片之間的間隙約0.60 mm,明顯過大,。 

由此判斷,，主機(jī)曲軸軸向位置不合理導(dǎo)致單邊止推環(huán)與止推片磨損。 

在正常情況下,止推環(huán)與止推片這一對(duì)摩擦副會(huì)得到潤滑油的有效潤滑,，并伴隨二者的相對(duì)運(yùn)動(dòng),，彼此之間會(huì)形成潤滑油膜。

圖1 曲軸及其相關(guān)構(gòu)件示意

主機(jī)曲軸上布滿油孔（見圖1）,，通過飛濺或泵注的方式,，滑油從注油孔注入并從布油孔流出，填充到各個(gè)摩擦副的位置,，使機(jī)械設(shè)備各部件得到有效潤滑,。

但是摩擦副（例如上述止推環(huán)與止推片）之間的間隙過大或過小，均無法形成油膜,，特別是間隙過小無法形成油膜則會(huì)導(dǎo)致二者之間干磨,，進(jìn)而發(fā)生高溫，即本故障的根本原因,。

三,、故障排除

在主機(jī)安裝期間，決定曲軸軸向位置的因素主要是軸系合理校中環(huán)節(jié)和主機(jī)與齒輪箱之間的距離等2個(gè)因素,。

①軸系合理校中環(huán)節(jié),。

軸系校中是否合理對(duì)軸系軸向相對(duì)位置和曲軸拐擋值影響很大。 

對(duì)合理校中工藝,、程序及數(shù)據(jù)逐一核查,工藝程序合理,各校中位置開口值和偏移值均符合計(jì)算書要求,。 

利用負(fù)荷法測量軸系中各軸承的負(fù)荷，與計(jì)算書要求吻合,，同時(shí)主機(jī)各曲軸拐擋值均在廠家規(guī)定范圍內(nèi),。

②主機(jī)與齒輪箱之間的距離,。

主機(jī)與齒輪箱之間設(shè)有高彈，且高彈是標(biāo)準(zhǔn)件,。

為滿足不同尺度船舶的需要,，高彈與齒輪箱之間往往需要設(shè)置一定厚度的調(diào)整墊片來調(diào)整軸系、主機(jī)的軸向位置,，以滿足軸系合理校中,、船舶最佳縱傾等需要。

圖2 調(diào)整墊片的位置

根據(jù)軸系布置圖,，本船高彈末端與齒輪箱前端法蘭之間設(shè)有調(diào)整墊片(見圖2),。

這個(gè)位置就是軸系動(dòng)力學(xué)意義上軸向力的補(bǔ)償位置。

相比軸系校中值,，高彈墊片厚度調(diào)節(jié)幅度較大,，對(duì)軸系軸向位置影響更大。

經(jīng)測量,，此時(shí)調(diào)整墊片厚度為18.6 mm,；經(jīng)計(jì)算并考慮高彈的熱膨脹特性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在目前基礎(chǔ)上減薄1.6 mm,；多次盤車使軸系處于自由狀態(tài),，重新安裝后，緩慢盤車并測量前后止推環(huán)與止推片之間的間隙,，靠近飛輪端間隙仍然只有0.20mm,。

繼續(xù)將墊片厚度加工至16.6 mm。

再次重復(fù)上述工序,，前止推環(huán)與止推片之間的間隙約為0. 40 mm,后止推環(huán)與止推片之間的間隙約為0.20 mm,且曲軸拐擋值正常,。

考慮到高彈的彈性較大,靠近其的間隙較大是合理的。

在不同工況下進(jìn)行主機(jī)系泊試驗(yàn),，主機(jī)狀況良好;船舶航行試驗(yàn),主機(jī)狀況良好,。 

綜合分析，止推環(huán)與止推片之間的間隙不當(dāng),，但曲軸拐擋差合理,，且由于高彈的設(shè)置，軸系校中對(duì)主機(jī)的影響很小,。

由此逐一排除并通過外提排查判定,，調(diào)整墊片厚度過大是本次曲軸軸向位置不合適的根本原因。 

四,、管理建議

(1) 船舶曲軸軸向位置發(fā)生位移是必然的,，在船舶推進(jìn)系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的軸系布置形式，預(yù)先考慮所有可能發(fā)生的情況和存在的隱患,，做到防患于未然,。

(2) 不同型號(hào)主機(jī)允許的曲軸軸向位移不同，在安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照說明書推薦值計(jì)算曲軸位置,，切不可盲目憑經(jīng)驗(yàn);齒輪箱亦然,。

(3) 此類型船舶軸系，應(yīng)考慮主機(jī)推力軸承前后的間隙,，也應(yīng)考慮齒輪箱推力軸承前后的間隙,。

同時(shí),考慮到主機(jī)、齒輪箱,、高彈質(zhì)量均很大,移動(dòng)難度大,，因此調(diào)整墊片可以很好地解決這一問題。

(4) 在確定調(diào)整墊片厚度且進(jìn)行測量時(shí),，應(yīng)使兩端軸處于前后合理位置,，并考慮由于高彈的彈性下垂引起的測量誤差，這時(shí)應(yīng)把高彈的輸出端吊高,，使法蘭在上下左右位置偏移為0,。應(yīng)設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)，然后取其平均值,。

(5) 調(diào)整環(huán)可能要經(jīng)過幾次加工才能達(dá)到要

求,，每次整修加工宜少不宜多,，以免厚度不夠而報(bào)廢,。

調(diào)整環(huán)每次加工后預(yù)連接兩端軸，將曲軸置于前極限位置,，測量曲軸前止推環(huán)間隙乙(如用塞尺測量/比較麻煩,，要拆除輸出端軸封罩)，以檢驗(yàn)安裝調(diào)整是否達(dá)到要求,。

(6) 設(shè)備磨合期,，應(yīng)密切關(guān)注并測量各項(xiàng)參數(shù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，讓無法避免的損失降低到最低程度,。

(7) 要正確安裝溫度探測和報(bào)警裝置,，避免顯示誤差或無報(bào)警。 

五,、結(jié)束語

曲軸的軸向位置對(duì)主機(jī)的正常運(yùn)行至關(guān)重要,對(duì)于間接傳動(dòng)的軸系,，在柴油機(jī)與螺旋槳之間增加減速齒輪箱(或倒順離合器減速齒輪箱)、高彈性聯(lián)軸節(jié),，因此影響曲軸軸向位置的因素增加,。

在軸系安裝過程中,應(yīng)預(yù)先查詢設(shè)備資料、船舶圖紙,，做到未雨綢繆;安裝后,，應(yīng)仔細(xì)檢查,，確保主機(jī)、齒輪箱處于最佳狀態(tài),。

END