曹豔東

摘　要：本文（wén）簡述了某船在航（háng）行（háng）試驗時，尾管後軸承發生了溫度高（gāo）報警並（bìng）導致（zhì）軸承燒傷的情況，針對其產生的原因進行了分析，並製定了（le）相（xiàng）應的應對措施。經過航行試驗驗證，尾管後軸承（chéng）溫（wēn）度在正常範圍內，改進措施效果明顯。

關鍵詞：尾管後軸承 ；溫度高 ；環保油

1　前言

某船在試航過程中，主機轉速在（zài）80 r/min左右（yòu）時（shí）操滿舵，尾管後軸承發生了溫度高報警，並且溫（wēn）度不（bú）斷上升（shēng），船上立即停車檢查，停車後溫度還在（zài）繼續上升，一度升（shēng）至（zhì）80 ℃左右（yòu）。檢查（chá）尾管後軸（zhóu）承溫度傳感（gǎn）器探頭電（diàn）流信號值正常（cháng），確認溫度傳感器（qì）沒有問題；檢查尾管滑油管路係統，確認整個管路係統通暢沒有問題；采用頂升（shēng）法檢（jiǎn）查尾（wěi）管前軸承負荷，發現尾（wěi）管（guǎn）前軸承幾乎無負（fù）荷，懷疑尾管（guǎn）後軸承負荷偏重；主機盤車檢查，尾管處有輕微異響，進入尾管冷卻水艙檢查，尾管後軸承處異響明顯，聲音為嗒、嗒、嗒，頻率為每秒一次，據此現象初步判定尾管後軸承應該被燒傷了。為了防止損傷進（jìn）一步擴大從而（ér）損傷螺旋槳軸，決（jué）定終止試航，由拖輪拖至船廠進塢檢查。

2　塢內檢查

（1）船舶進塢後，檢查螺旋槳軸下沉量，與之前測量的下沉量數據相比較，確認螺旋槳軸下沉了約0.3 mm，初步確認尾管後軸承已經損壞；

（2）進行尾管滑油油樣分（fèn）析檢查（chá），將油樣化驗報告發給滑油供應（yīng）商道達爾進行（háng）確認（rèn），廠家確認該滑油各項性能（néng）指標滿足要求；

（3）拆卸螺旋（xuán）槳（jiǎng），抽出螺旋槳軸，檢查尾管軸承（chéng）損傷情況，發（fā）現尾管後軸承下部燒（shāo）傷（shāng）嚴重（見圖1），尾管前軸（zhóu）承無損傷；

（4）將尾管後軸承壓出（chū）後，用專用儀器檢查（chá）尾管內孔同心度，發（fā）現尾管後軸承處後部上翹了（le）0.07 mm。經過計算，尾管後軸承壓裝後，後軸承處的實際斜（xié）度變為了0.127×10^-3rad。根據軸係較中計（jì）算書的要求，後軸承的加工斜度（dù）要求為0.2 ×10^-3rad。

3　原因分析

（1）尾管軸承負荷因素：經查看（kàn）該船之前的（de）較中以及（jí）軸係負荷（hé）稱重（chóng）數據（jù），都滿足要求，並且MAN都（dōu）給（gěi）予（yǔ）了認可。雖然後來檢查出尾管（guǎn）前軸承幾乎無負荷，但那是在尾管後軸（zhóu）承燒傷後測（cè）量的數據，軸係狀態發生了變化，沒有參考性。另外，尾管後軸承的比壓一（yī）般都在0.4～0.6 MPa之間，與船級社（shè）規範要求的Z大比壓0.8 MPa相比還有較大的餘量。因此初（chū）步（bù）判斷，軸承的負荷分配應該（gāi）沒有太大問題；

（2）尾管變形（xíng）因素：尾管安裝過程中或船體變形（xíng）等因素導致尾管變形，後軸承（chéng）座（zuò）後部比前部上翹0.07 mm，尾管後軸承壓（yā）裝後，後軸承（chéng）處的實際斜度由0.2 ×10^-3rad變為0.127×10^-3rad，螺旋槳軸和後軸承（chéng）的相對斜度變為了（le）0.405×10^-3rad- 0.127×10^-3rad =0.278 ×10^-3rad，雖在船（chuán）級社要求的（de）0.3×10^-3rad的（de）範圍內，但由於螺旋槳軸和後軸（zhóu）承的（de）相對斜度相對（duì）於原設計值0.405×10^-3rad - 0.2 ×10^-3rad =0.205×10^-3rad變大，可（kě）能會導致尾管後軸承後部邊緣負（fù）荷增大，螺旋槳軸與尾管後軸承之間（jiān）的油（yóu）膜難以形成，軸承非正常磨損，Z終導致尾管後軸承燒壞、溫度高報警，這可能是引起後軸承溫度高的因素之一；

（3）環保油（EAL）因素：根（gēn）據美國環保署VGP（2013）要求，從（cóng）2013年（nián）12月（yuè）19日起，進入美（měi）國（guó）水域船長大於等於79 ft的所有（yǒu）商船，在其（qí）油水界麵均須使用（yòng）環保油。對於尾管密封，若采用油潤滑係統，則尾管滑油必須采用環保油。我們了解到（dào），船舶使用環（huán）保油後，多家船廠都出現了尾管後軸承溫度高的現象，甚至軸承燒傷（shāng）的情況。經過多方資料的收集，我們發現環保油在40 ℃ 以下的粘（zhān）度要比同溫度的礦物油粘度低些，這（zhè）在主機（jī）低速運轉且運行時間（jiān）不長的情況下，油膜難以形成，可能導致螺旋槳軸與軸承潤滑不良從而引起軸承燒（shāo）傷。另外，在同（tóng）等條（tiáo）件下，環保油的油膜（mó）厚度要比礦物油的油膜厚度（dù）小些，運（yùn）轉初期的磨合能力差些，這在一些設計院以（yǐ）及船級社的（de）案例分析中都有提及，這也（yě）可能是引起後（hòu）軸承溫度高的因素之一；

（4）操作因素：該船（chuán）軸（zhóu）承溫度高發生在操大舵角的時候，即在軸係磨合初期打滿舵時，特（tè）別是在（zài）主機轉速禁區（qū）附近時打滿舵，可能會影響（xiǎng）螺旋槳軸與後軸承油（yóu）膜的形成，從而加快後軸承磨損，這也可（kě）能是引起（qǐ）後軸承溫度高的因素之一。

4　預防措施

雖然導致（zhì）尾管後軸承溫度高的原因複雜（zá），目前很難找（zhǎo）到Z根本的原因，但我們可（kě）以從以下幾個方麵進行預防和應對：

（1）嚴格按照軸係（xì）較中計算書（shū）進行軸係較中，完善施工工藝，確保?工精度，軸係頂升階（jiē）段盡量使中間軸承、尾管前（qián）軸承的負（fù）荷向理論值靠近；

（2）測量尾管前後軸承位的同心度，根據測量結（jié）果，再確定是否（fǒu）對尾管後軸承的斜度進行加（jiā）工補（bǔ）償。根（gēn）據該船尾管後軸承處0.07 mm的上翹，通過加工後軸（zhóu）承外圓對軸承內孔的斜度進行補償，使尾管後（hòu）軸承的實際斜度變為0.28 ×10^-3rad，這樣螺旋槳軸和後軸承的相對斜度變為了（le）0.405×10^-3rad - 0.28×10^-3rad =0.125 ×10^-3rad，比之前的相對斜度0.278 ×10^-3rad要小些；

（3）尾管滑油（yóu）在係泊試驗和航行試驗初期的磨合（hé）階段（duàn），先用（yòng）礦物油進行螺（luó）旋槳軸和軸承的磨合，正式的航行試驗階段再更換為環保油。雖然這種做法（fǎ）還沒有很好的理論依據，但其他一些船廠都采用了這樣的做法，並且采用這種方案後尾管後軸承溫（wēn）度（dù）高的情（qíng）況顯著（zhe）減少；

（4）在航行試驗初期的磨合階段，盡量（liàng）避免操大舵角，特別（bié）是主機轉速在通過轉速禁區時盡量不要操滿舵。

以上措施在該船（chuán）的第二次航行試驗驗證中是有（yǒu）效的，尾管後軸承（chéng）溫度在整個航（háng）行試驗期間都在正常的範圍內，航行試驗取得了圓滿成功，並且根據該船交付後（hòu）運（yùn）營中的反饋，軸承溫（wēn）度都在正常範圍（wéi）內。

5　其他應對措施

（1）尾管密（mì）封選用空氣密（mì）封。空氣密封在正常（cháng）運行時不存在油水界麵，理（lǐ）論上可以繼續使用普通礦物（wù）油而不需要使用環保油，並且一些船級社（shè）都認可了使用空氣密封可以使（shǐ）用普通礦（kuàng）物油。當然，這會增加船廠的成本，在新造船（chuán）中若船東願（yuàn）意分攤該部分增（zēng）加的成本，可以采（cǎi）用空氣密封，對船東而言也可以省去購買昂貴的環保油的成本；

（2）優（yōu）化軸係較（jiào）中計算。針對使用環保（bǎo）油後頻（pín）繁出現的軸承溫度高的問題，建議提醒主（zhǔ）機廠在軸係較中計算中不僅要滿足船級（jí）社要求，更要對軸係較中計算結果進行優化，盡量降低尾管後（hòu）軸承上的負荷和相對斜度；

（3）提高螺旋（xuán）槳軸和尾管後（hòu）軸承的加工工（gōng）藝。現在螺旋槳（jiǎng）軸（zhóu）表麵粗糙度一般選取為1.6，建議提高（gāo）至0.8。尾管後軸承的表麵粗糙（cāo）度要求，也建議廠家提高；

（4）改善環保油油品特性，如：油膜形成速（sù）率、耐壓等級、運動粘度等級等；根據模擬軸承的實船負荷（hé）狀態，對軸承是否適（shì）合用環保油進行專門的試驗（yàn），雖然試驗（yàn）比較困難，但模（mó）擬（nǐ）試驗可能是找出問題根源和解決方案的Z佳途徑，這需要軸承（chéng）廠家和環保油廠家聯合考（kǎo）慮。

6　結（jié）束語

本文分析了可能造（zào）成尾管後軸承溫度高的原因，並且針對（duì）各種可能的（de）原因采（cǎi）取了相應的預防措施，並在實船驗證中取（qǔ）得（dé）了良好（hǎo）效果，為後續（xù）同型船的建造積累了經（jīng）驗。同時，也探討了一些其他的應對措施（shī），希望對同類型船的建造、設計提供一定的幫助，不足之處請批評指正（zhèng）。

參考文獻（xiàn）

[1] 中國船級社.美國環保署環保（bǎo）油要求及實施建議[S].2014.

[2] ClassNK.Shaft Alignment.2015.

來源（yuán）：《廣東造船》2016年3期