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第17章 船舶动力装置实用技术 (4)

以柴油机为主机的船舶,燃油在汽缸内燃烧时虽然看不见、摸不着,但船员可通过排气烟度、排气温度、爆炸压力、振动等来判断主机的燃烧情况。

当柴油机排气冒黑烟,排气发出不规则的异响声,船舶航速突然变慢时,当班驾引人员只要稍加注意,就能看出和听到,其原因可能是燃油雾化不良,排气阀与座烧损或排气阀杆咬住,应通知并配合轮机人员分析检查喷油器和喷油泵的工作情况、排气阀与座的接触面、气阀弹簧是否断裂等。排气温度降低、爆炸压力下降、主机转速减少或产生异样振动等,轮机工作人员较容易发现。若船体急剧振动、船上各种物体互相碰撞发声、钢丝绳抖动、绞盘摇动、碗和钵跳动与碰撞等,则大致是主机某一缸或两缸不工作。汽缸内无油燃烧时,应检查不工作缸的喷油器喷孔是否阻塞、针阀是否卡死、喷油泵是否发生了故障、喷油系统是否进入了空气和水等。螺旋桨叶片甩掉或被打掉也会产生以上现象,检查时不可列外。未查明原因之前,不可盲目加大油门,避免其他缸因严重超负荷而引起机损事故。

发生上述故障,不仅使汽缸内燃烧不良,耗油率增加,而且使主机转速下降,航速降低,必须根据当时、当场的具体情况,找出内因或外因及时排除。

第八节 引起尾轴故障的原因及防治

船舶尾轴发生故障,是一个非常麻烦的问题,不但要停航修理,而且拆装困难,费用较大。笔者在船舶修理中,遇到出厂不久的新船和旧船进厂修理的大多数是尾轴有故障的情况。它们不是轴被磨坏有深痕沟槽,就是联轴节孔或螺旋桨毂孔与键槽损坏,还有的是尾轴螺旋桨根处弯曲、折断,这是一个不可忽视的问题。通过实船分析找原因和查阅船上的轮机记录等,总结出引起船舶尾轴常发生故障的三方面原因:一是材料原因;二是原始装配及修理原因;三是管理及使用原因。

一、材料原因

(1)所用材料不对口。材料牌号太高,螺旋桨易被漂木、礁石碰击使轴断裂;牌号太低则常致使尾轴变形、弯曲。

(2)尾轴过长,选取的直径又太小,引起尾轴变形弯曲。

(3)尾轴零配件调置不对,使用时损伤了尾轴或增加了轴的磨损。

(4)使用的尾轴材料是多次修理后的旧轴,致使尾轴变形或断裂。

二、原始装配及修理原因

1.原始装配原因

(1)在车间加工或装配的尾轴质量太差,不同轴度的误差太大,轴在运转时造成单边摩擦,轴承孔磨大后轴在孔内产生弹动,引起轴变形,造成船舶航行振动。

(2)联轴节孔与轴的接触面太少,配合性能太差,承受不了轴旋转时的冲击力,造成键与槽损坏,扩大。

(3)联轴节或螺旋桨未固紧或止退件松退,船舶后退时联轴节等被拉松,造成轴与孔接触不良,致使键与槽损坏,而倒车后再前进时就发出撞击声。

(4)螺旋桨紧帽配合太松,间隙太大,易引起丝牙损坏,久而久之失去锁紧作用,造成螺旋桨脱落。

(5)尾轴管前后轴承(轴套)与轴的配合间隙太大,轴旋转时产生跳动,降低了密封件的密封性,致使水和泥沙进入尾轴管内,加速了轴与轴承磨耗。

(6)尾轴管前轴承与轴的配合间隙太小,轴运转时发热,润滑油被烧掉耗尽,无润滑作用,使轴被卡死。

(7)轴承材料质量太差,加速了轴的磨损、拉毛。

2.修理原因

(1)修理质量太差。各种配合间隙不符合技术要求,联轴节孔与轴刮合不好,配合时产生余隙,受力后使键与槽损坏。

(2)所用修理材料不符合要求,降低了轴的运转寿命。

(3)故障部分修理不当或未修理,轴运转后旧病复发。

(4)修理后轴系校中偏差太大,引起使用时变位,造成船舶航行振动。

三、管理及使用原因

1.管理原因

(1)轴承无油干摩擦,致使温度升高烧坏密封件,引起漏油、漏水。

(2)水封漏水未及时处理和解决,轴转动时,水和泥沙进入尾轴管内,加速了轴与轴承磨损。

(3)尾轴密封件卡得太死,使轴拉毛形成沟槽,造成密封不良而漏水、漏油。

(4)润滑油质量太差,杂质过多,加速了轴与轴承的磨损。

(5)止退片松退未及时加以制止,用顺车后倒车时扭坏键与槽。

2.使用原因

(1)驾引员不谨慎操作,船过浅滩、窄槽或有漂木杂草的航道时损伤螺旋桨,引起尾轴损坏变形。

(2)起航时或停车后,经常用车加速过急,造成尾轴超负荷运转,引起早期变形或损坏零配件。

(3)装运或装配尾轴时,重搬、重放、重击,引起尾轴局部变形。

(4)尾轴运转时不恰当调整,引起扭转变形或损坏零件。

四、尾轴故障的防治

对船舶尾轴故障的防治工作应分五步进行。

(1)严格选用材料。尾轴材料必须符合国家标准(GB),其材料抗拉强度不得小于4.3×108Pa,最小直径应在国家船检局钢船建造规范所允许的范围内。尾轴过长要适当增加直径。凡使用旧轴、旧配件的必须严格检查、试验,不要勉强使用,更不要使用带有缺陷的材料。

(2)尾轴在车间加工及组合装配时必须保证质量,特别是联轴节孔与轴的刮合、螺纹配合等要严格检查。轴与轴孔的配合间隙应根据安装精度来定,一般为轴直径的3‰~5‰。修理的尾轴和零配件必须符合新装配要求,不能再用的零配件必须换新。修理与装配质量应经厂方和机务管理部门严格检查,不可马虎了事,要符合技术要求后才能上船安装。

(3)要保证安装质量。搬运及安装尾轴时必须轻抬轻放,克服野蛮装运与安装,以免尾轴变形。轴线校中工作应仔细进行,各轴的校中偏差应小于0.05mm。各种连接螺栓、锁紧螺帽、止退件等都必须固紧。每完成一项修理和安装工作都应与厂方和船方互相检查。这样既能保证安装及修理质量,又可预防零件漏装。

(4)严格遵守操作规程。用车既要缓,又要准,不可加速过急。过滩、槽和有漂木杂草的航道必须注意安全,防止打损车舵,轴运转时不可调整轴系各种间隙或抱箍。

(5)加强尾轴保养。勤加油,勤检查,勤清洁,发现漏水、漏油及止退件松动等应及时处理,不要忽视与拖延。

第九节 小型船舶尾轴简易检修法

小型船舶尾轴易损的三个主要部位:一是轴承和水封处易引起磨损;二是尾轴锥体和键槽;三是尾轴前后端螺纹。尾轴在水下部分的故障是看不见,摸不着的,但可凭感觉和经验检查。以下根据实践经验介绍一些检查和修理小型船尾轴的方法。

一、尾轴工作轴颈的检修方法

小型船的尾轴前后轴承大多数是采用铜轴承,一旦泥沙、杂质进入轴承内会引起尾轴颈磨损,造成漏水、漏油,轴与轴承间隙增大。磨损间隙太大,船在航行时尾轴发生颤动,同时发出均匀而有节奏的"嗒嗒"声,船航行至浅水区域或船首抵岸擂车时尤其严重。尾轴前后工作轴颈磨损超过极限时,第一次可采用热套轴光车,加大原轴承内孔与轴颈配合。若技术条件差无法热套,可采用堆焊光车,但此法较费焊条,并易引起尾轴变形。较简便的还是用内径合适的厚实无缝钢管,按工作轴颈长度将无缝钢管纵向割成三等分,留足焊口,直接焊合在工作轴颈上进行光车,然后加大原铜轴承内孔配合之。这种方法既节约焊条及工时,又不会使尾轴变形。光车后的轴套最小厚度t可按下式求得:

t>0.05d

式中:d--轴套处的工作轴颈直径,mm。

若要为下次修理轴颈做好准备,就要测量好铜轴承的各部尺寸,并做好记录。铸造新铜轴承时,内径要比原始轴承小。下次修理工作轴颈时应当车去轴套或焊套部分,以配合新轴承,而此次换下的旧轴承则可留给再下次热套或焊套工作轴颈时使用。

二、尾轴锥体部分的检修方法

尾轴前端有联轴节锥体,后端有螺旋桨锥体,这两个锥体的原始配合质量差或紧帽松退,都会引起锥体损坏,严重者发生滚键,甚至从锥体处断裂。若用车时锥体部分发出撞击声或撞碰声,如果不是齿轮箱和主机飞轮壳端的响声,则是尾轴锥体部分的故障,此时应先检查尾轴前端的锥体处。联轴节大端处留有一圈活动的锈蚀痕迹,若痕迹环带很窄,则是锥体键槽扩大、锥体配合不好的缘故。若是前端无问题,则毛病发生在后端锥体,应吊起船尾,卸下螺旋桨,对锥体和键槽进行仔细检查。锥体配合不良,不必拆卸尾轴,可就地进行刮合,其刮合的接触面不少于65%,然后配合键与槽。刮合的接触面达不到要求时,在装配时可对锥体和键槽涂以环氧树脂并拧紧螺帽。对尾轴前端锥体部分的修复,此法同样适用。

三、尾轴前后端的螺纹检修方法

尾轴前后端螺纹用来锁紧联轴节,作用相当重要。尾轴前后端螺纹损坏或拔牙,造成紧帽松退,甚至脱落,用车时尾轴前后端发出一种撞击声,特别是顺车后再立即用倒车时尤其严重。若是紧帽脱掉,随着螺旋桨退脱,会造成船舶故障。

尾轴前端,联轴节的大孔端留有一圈活动锈蚀痕迹,若痕迹环带成线,并有来回的窜动现象,则是尾轴前端螺纹损坏或紧帽在松退,用车时可听到前端的游动声拌有细微的撞击声;若是前端无锈蚀痕迹,而撞击声发自后端,则是尾轴后端螺纹损坏或螺帽不紧而松退。若螺纹严重损坏,也不必拆下尾轴上车床加工螺纹,可用调节刀架,安装适当的螺纹刀,对准尾轴螺纹旋转刀架车制螺纹,同时,将螺母内孔堆焊后退火车制与尾轴端相配合的内螺纹,若是尾轴螺帽报废或脱落,应及时重新配螺母。

以上方法简便易行,特别适合于小型船舶的尾轴检修。

第十节 船用铜轴承的重复利用

一艘船舶要用很多铜轴承,如尾轴管前后轴承、中间(推力)轴承、隔舱轴承、舵轴上下轴承等,大都是用青铜或黄铜合金制造的。由于内河船舶常年在泥沙杂质的江河中航行,尾轴管后轴承和舵下轴承会因泥沙杂质进入而迅速磨损,必须及时更换。由于每换一次轴承都要用去很多铜,既要花一笔加工费,又要花费很多维修时间,因此水运公司近几年来对船用铜轴承采取了重复利用的技术措施。

一、分类

从1989年开始,水运公司就着手把全部船只分为两种类型:第一类为单机74~110kW,转速1500r/min,齿轮箱减速比为3∶1,使用内径小的轴承;第二类为单机135~184kW,转速为750~1000r/min,齿轮箱减速比为2∶1~3∶1,使用内径大的轴承。若是船多,也可分为三类或四类。分类的目的是把所有的尾轴、中间(推力)轴、舵轴的轴承位置尺寸由复杂化变为统一化。这种分类应从设计、维修做起,使易损件的尺寸统一,便于维修与管理。

二、确定尺寸

船只分类后,尾轴、中间(推力)轴、舵轴等,都要按类型确定尺寸,并根据国家《长江水系小型钢船建造规范》进行计算。

1.确定轴的尺寸

分类后,计算各船轴的最小直径时,应选取各类型中较大值(即,第一类110kW、1500r/min;第二类184kW、1000r/min)。照此计算,第一类船的轴直径小,第二类船的轴直径大。两类船舶的轴直径计算确定后,应将轴增加5~8 mm(轴承位置)。这样有两个好处:一是当轴被磨损后不需要堆焊或热套,对轴可直接光车修理;二是便于铜轴承的重复利用。光车修理3~5次时正好符合所计算的轴直径。

2.确定轴承尺寸

轴承长度、厚度等,应按第二类船提供的数据进行计算,除计算的轴承内径两类船有差别外,其余尺寸两类船相同,加工时(除内径不同外)应做到两类船均可互换。

三、重复利用

第一类船上换下来的轴承,加工内径后可用在第二类船上。第二类船上换下来的轴承通过扩孔,如开3~4条纵向和1~2条横向燕尾槽,以无缝钢管作型芯,浇铸铜合金衬套;浇铸的铜合金衬套;

然后车去无缝钢管,加工成所需要的尺寸,也可安装在第一类船上。如此循环重复利用,既节约铜,又减少了加工费,缩短了维修期。

1-横向燕尾槽;2-原轴承;3-铜合金衬套;

4-型芯(无缝钢管);5-纵向燕尾槽

四、效益

多年来,水运公司采取铜轴承重复利用的技术,获益匪浅,仅举两例以说明。

"水运7号"轮为第一类船,1984年4月大修,尾轴磨损,既没有堆焊,又没有热套,直接光车了尾轴颈1.5mm,装上了第二类船换下来的浇铸铜合金衬套轴承。舵上下轴承、中间轴轴承也照此方法处理。这次维修节约铜223kg,节约轴承和轴的加工费2715元,提前9天完成维修任务,各组件运转正常。

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