某船主减速齿轮装置电动备用滑油泵启停故障分析

黄志远，徐 巍，韩浩然

(1.91370部队,福建 福州 350015；2.中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078)

某船采用燃气轮机/柴油机交替运行的双轴双桨联合动力装置。燃气轮机输入端在两调距桨轴内侧，齿轮箱的前端。巡航柴油机输入端在两调距内侧，齿轮箱后端。齿轮箱输出的功率通过轴系传到调距桨上，齿轮箱输出端设有主推力轴承，用来承受螺旋桨推力。

电动备用滑油泵为主减速齿轮装置上的重要设备，位于滑油进主减速器入口前，齿轮箱运转时，滑油系统持续工作，电动备用泵为滑油系统的动力源头，将滑油从油舱室吸入，输出给齿轮箱箱体。而溢流阀为齿轮箱滑油系统的调节机构，溢流阀调节开度的大小控制着整个滑油系统的压力值。在船舶启动之前，启动电动备用滑油泵给主减速齿轮箱机组提供润滑油，是齿轮箱滑油系统的重要组成部分，当该船大轴转速低于85 r/min，或主减速齿轮箱滑油压力过低时，电动备用滑油泵会自动启动工作，为齿轮箱总管供给滑油，以保证齿轮箱进口滑油压力。电动备用泵为立式安装，电机是用连接架连接在泵体上，经过磨削并硬化处理的螺杆在高质量铝合金衬套内运转。由于双吸结构，减轻了从动螺杆轴向负荷，轴封采用机械密封，高效地给齿轮箱供给滑油。

1 故障现象及勘验

1.1 故障现象

2019年4月，某船在航行过程中，右舷齿轮箱在输出桨轴转速高于85 r/min时，电动备用泵本应停止工作，但当输出转速继续升高时电动泵突然启动供油，滑油压力瞬间降低；待电动泵工作1 min后，滑油压力恢复，电动备用泵停止工作。通过机旁观察发现，齿轮箱滑油压力系统并未报警。通过分析，得出以下几点可能造成该现象的原因，并对各原因进行具体勘验及核实，得出以下结论。

1)人工误操作电动备用滑油泵。通过检查发现，电动备用滑油泵一直处于自动控制状态，并没有切换至手动控制模式，因此排除人工误操作的可能性。

2)电动备用泵开关传感器出现故障。通过检查发现电动备用泵自动控制开关传感器性能正常，因此排除传感器故障原因。

3)电动备用油泵内溢流阀出现故障。对溢流阀重点检查，怀疑溢流阀内部先导弹簧性能失效，未能保压，造成系统总成滑油压力过低，进而导致电动备用泵自动启机。溢流阀内部结构示意图如图1所示，其中弹簧为怀疑破损件，有待进一步拆检观察。

图1 溢流阀内部结构示意图

1.2 溢流阀拆检

通过拆解溢流阀，发现：①溢流阀本体无明显磨损现象；②溢流阀导阀无弯曲现象，检查正常；③溢流阀先导弹簧已断裂、破损。溢流阀先导弹簧断裂实物图见图2。

图2 溢流阀先导弹簧断裂实物图

2 原因分析

该船右舷电动备用泵在桨轴转速高于85 r/min时自动启机的原因是溢流阀先导弹簧断裂，造成右舷齿轮箱进油总管压力不能保压，滑油压力瞬间下降，进而导致齿轮箱滑油总管压力过低，电动备用泵自动启动工作，为齿轮箱补给提供滑油。该现象属于滑油保护的现象，电动备用泵本体没有故障，溢流阀内的先导弹簧断裂才是故障的原因。

通过溢流阀先导弹簧断裂纹路分析可知，弹簧断裂的根本原因是弹簧材料问题，因弹簧材料强度不足，导致弹簧发生疲劳断裂。

3 故障排除

3.1 先导弹簧更换

由于该船溢流阀弹簧为进口件，所以更换原厂进口先导弹簧，但在更换弹簧之前，对多个弹簧做了弹簧性能试验，选出性能最佳的弹簧。经过比较，选择进口YF-F50-2弹簧作为更换件。

3.2 溢流阀整体清洗

将溢流阀全部拆解，清洗调解手轮、溢流阀门，对溢流阀本体腔室进行修磨，修理拉毛部分，使柱塞杆在溢流阀本体腔室滑动，无卡滞感。

3.3 其它零部件修理

1)溢流阀管口密封胶圈老化严重，需更换。

2)溢流阀连接螺栓有锈蚀，进行更换。

3)对溢流阀壳体进行重新油漆。

4)在溢流阀与滑油管路接口处，涂抹平面厌氧胶。

通过以上处理，不仅保证了溢流阀可靠性，而且节约了维修时间、降低了经济成本。

4 结束语

该船在修理后，分别进行了陆地系泊试验、海上系泊试验、海上航行试验，以及各种工况、海况下的试验，右舷电动备用泵输出桨轴转速大于85 r/min时，再无自动开启情况，右舷滑油系统压力正常，溢流阀工作正常。重新分解检查溢流阀本体，新更换的弹簧状态良好，通过试验证明，满足使用要求。

对该类型同型号的船舶应进行滑油系统的统一检查，重点检查溢流阀内部先导弹簧及导阀等零部件，若有损坏及磨损应及时处理，降低事故发生率，防患于未然。本次事故排查的方法为后续船舶使用维修提供了可供借鉴的工程经验。