某舰艉轴管轴承烧损原因分析及修理措施

赵秀忠，王 亮，赵刚栋

(1.4808工厂威海修船厂, 山东 威海 264200；2.海军青岛地区装备修理监修室, 山东 青岛 266000)

某舰艉轴管轴承烧损原因分析及修理措施

赵秀忠1，王 亮2，赵刚栋1

(1.4808工厂威海修船厂, 山东 威海 264200；2.海军青岛地区装备修理监修室, 山东 青岛 266000)

某舰修前存在尾部振动大、艉轴密封漏水等严重故障。上排检查发现艉轴管前、后轴承均烧损严重。通过现场勘验、查阅资料，分析了艉轴管轴承烧损的原因，制定了轴承修理方案，并实施改进措施，有效防止艉轴管轴承再次烧损。修后轴系运转平稳，故障现象消失，达到了预期的修理效果，使用情况良好。

艉轴轴承；烧损；原因分析；修理措施

某舰为双艉轴、双定距桨、双悬挂舵、通长甲板型舰，以柴油机为主动力。该舰在修前试航时发现舰体尾部振动严重，修理中拆卸艉轴发现两轴系艉轴管轴承烧损严重，艉轴下沉。烧损的艉轴管轴承为高分子轴承，该舰原设计轴承为金属板条橡胶轴承，在之前的一次修理中均改为高分子轴承。

1 轴系布置

该舰轴系布置见图1，每一轴系由主推力轴、主推力轴承、3根中间轴、3个中间轴承、辅推力轴、辅推力轴承、艉轴管前后轴承、艉轴架轴承、艉轴及螺旋桨组成。艉轴用可拆卸联轴节与中间轴连接，其他均采用不可拆法兰连接。

2 故障情况

该舰在修前航行试验时，发现舰尾部振动明显、艉轴密封漏水严重，艉轴舱内每半小时就需要排水1次。

船体上排后，发现两艉轴管出口处缠绕大量渔网，部分渔网已熔化凝固在艉轴上，并进入艉轴管后轴承的水槽及轴承与艉轴的缝隙，阻塞了艉轴管内冷却水的流出通道。铲去渔网发现艉轴管后轴承严重烧损，并出现高分子材料熔化重凝现象，轴承水槽也被熔化的高分子轴承材料堵塞。

图1 轴系布置图

抽出艉轴，检查发现艉轴管前、后高分子轴承严重烧损，艉轴架轴承完好。艉轴管前、后轴承和艉轴架轴承照片见图2。艉轴管前轴承水槽几乎已经完全烧损，艉轴管后轴承局部有水槽的残留，而艉轴架轴承几乎没有磨损。

在发现艉轴管轴承严重烧损后，即现场分解检查中间轴承，发现左、右轴系最后一道中间轴承下轴瓦均伤损严重。下轴瓦合金表面存在严重的烧熔现象，无法继续使用，上轴瓦合金表面无烧损现象。检查其它中间轴承，状态良好。

图2 艉轴管前后轴承、艉轴架轴承修前照片

3 原因分析

3.1 冷却水不足

根据烧损的情况，并参考相关资料，分析认为冷却水不足导致轴承烧损的可能性较大。冷却水不足将影响轴承水润滑膜的形成，使艉轴与轴承发生干摩擦。冷却水不足还使得轴承产生的热量不能被及时带走，致使轴承升温，最终造成艉轴管轴承烧损。

该舰艉轴管前后轴承装在同一根艉轴管内，艉轴管轴承及中间轴承共用一路海水冷却和润滑。海水由主机冷却海水泵供给，供给压力0.1～0.3 MPa，对艉轴管轴承进行强制冷却。其冷却水系统原理见图3。

该冷却水系统是按原橡胶轴承设计，能满足高分子轴承使用要求。通过分析冷却水系统及故障情况，造成该舰艉轴管轴承缺少冷却水的原因有以下3种可能。

1)主机海水泵损坏。机旁监控人员通过主机冷却水压力监测装置能够发现供给冷却水是否中断，并且修理时拆检主机海水泵没有发现海水泵损坏现象。

2)艉轴管后部出口被渔网堵塞。该舰艉轴管后部与海水相通，冷却水进入艉轴管后依次流经前轴承、后轴承，流入海水中，因该舰艉轴管后部缠绕渔网，导致冷却水出口堵塞或流量减小，该种情况发生的可能性较大，为轴承烧损的主要原因。

3)管路堵塞。拆卸检查该舰冷却水管路，发现连接艉轴管处冷却水出口管堵满黄油脂，根据故障情况分析艉轴填料处漏水严重，而填料压盖压紧时故障，该压盖为4个小齿轮带动大齿轮同步压进型，1个小齿轮损坏或卡死都将导致压盖无法再压紧，此时舰员只能通过大量挤压黄油脂来进行密封。过量的黄油脂通过填料缝隙进入分水环，逐步进入冷却水管，黄油脂堵塞冷却水管路。

分析认为，渔网堵塞艉轴管后部，使冷却水无法正常流出，导致轴承烧损，又因冷却水压力升高造成艉轴填料漏水严重，舰员通过加注大量黄油脂达到减小填料漏水的目的。

3.2 轴承材料

在艉轴管轴承烧损后，核对该舰所使用的高分子轴承各项参数，均满足轴系使用要求，更换时的各种证明材料齐全，且艉轴托架轴承目前使用状况良好，未发生烧损，该轴承存在问题的可能性很小。

图3 艉轴管轴承冷却水系统原理图

3.3 轴系对中

为验证将橡胶轴承更换为高分子轴承时轴系找线的正确性，检查上次修理时轴承更换的轴系找线记录，记录数据清晰、完整，因船体上排变形及温度等影响，虽略有偏差，但不会引起轴承严重烧损，轴系对中不是造成轴承烧损的主要因素。

3.4 中间轴承

检查全部中间轴承，发现仅最后一道中间轴承烧损。测量该中间轴承间隙为0.65 mm，该舰修理标准修换值为0.75 mm，消减原安装间隙0.4 mm，轴系下沉量为0.25 mm，小于中间轴承修换标准值，故中间轴承烧损引起轴系下沉量对艉轴管轴承影响很小，不会造成艉轴管轴承烧损。分析认为艉轴管前、后轴承烧损后，无法起到支撑艉轴、分担轴系负荷的作用，最后一道中间轴承所承担的负荷超出了轴承本身所能承担的负荷，致使该中间轴承烧损。

4 修理措施

针对艉轴管轴承烧损的原因分析，逐项检查、排除故障、提出改进措施，保证本次轴系修理质量，对检查中发现故障的轴系部件分别进行以下修理与改进。

1)艉轴管轴承冷却水系统作为修理重点。拆卸全部冷却水管路进行冲洗、疏通，对损坏及腐蚀严重的管路进行更换。管路回装时严格按工艺施工，进行必要的密性与畅通性检验，确保维修后冷却水管路通畅。在近艉轴管端冷却水管路上安装一只冷却水流量监测装置，连接至机舱安装的警铃上，用于监测艉轴管冷却水流量情况，如出现冷却水流通不畅，冷却水流量下降至一定值，警铃报警，提醒舰员尽快查找故障原因，防止艉轴长时间运转引起艉轴管轴承和中间轴承损伤。

2)艉轴填料压盖修复。对艉轴填料压盖出舱分解修理，更换损坏的小齿轮，确保压盖工作灵活；按标准规格更换高水基填料，依据安装顺序装配到位并压紧；制定日常加注黄油脂管理要求，并对舰员进行指导培训。

3)轴系拉线。根据舰船水上、排上所表现的不同状态，制定轴系拉线方案，对轴系实际拉线状态进行充分优化，设定出轴系理论中心线，根据轴系中心线测量艉轴管前、后轴承座的偏差值，确定轴承加工时的偏心量。

4)更换轴承材料。在原因分析中基本排除了因轴承质量问题导致轴承烧损，但为提升轴承质量，在做了深入的市场调研和对比了几种常用高分子材料轴承后，选取质量更好、军船应用更广的某高分子材料轴承替代原轴承，按前期轴系测量数据确定实际安装尺寸，并根据实际偏心量按轴承加工工艺进行加工，通过冷装的方式安装到位，安装后间隙测量等数据符合设计要求。更换后的艉轴管轴承见图4。

图4 更换后的左、右艉轴管后轴承照片

5)中间轴承修理。将烧损的最后一道中间轴承进行分解，拆出下轴瓦后熔掉原巴氏合金，将2个下轴瓦组在一起重新浇铸了巴氏合金。粗加工下轴瓦后刮研瓦背，使其与瓦座接触面积达到要求。按轴系对中测量数据及中间轴下垂量计算出下轴瓦实际安装厚度，按计算的厚度精加工下轴瓦。下轴瓦装船后现场研配瓦面，达到下轴瓦底部60°～90°范围内与轴颈接触面积符合要求。

5 修后试验及使用情况

轴系修理、安装完善后，该舰进行了3次海上航行试验，每次试航主机在380 r/min(验收转速)运行时间均在3 h以上，艉轴和中间轴承无振动、响声等异常情况，测量艉轴高速运转时艉轴轴承和中间轴承的最高温度均未超过50 ℃，符合标准要求。艉轴填料密封符合该舰修理技术标准中静态无泄漏、动态允许滴漏的要求。轴系各项指标均符合修理标准，顺利交付使用。该舰现已出厂使用一年多，轴系一直工作正常。

Some faults existed on the warship including severe vibration at the stern and seal leakage at stern tube.Serious burnt-loss was found at front and rear stern tube by checking on slider.Through site inquest and document consultation,the cause for stern tube burnt-loss was analyzed,maintaining plan was made and improving measures were carried out,which prevented a second burnt-loss of stern tube bearing.After maintainance,the axial system is operated steadily and faults are removed with good effects.

stern bearing;burnt-loss;cause analysis;maintaining measures

赵秀忠(1982-)，男，山东聊城人，工程师，大学本科，主要从事舰船装备修理与舰船建造工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.04.006

2017-02-09