傅利（lì）強

（中交上航局航道建設有限公司）

某船舶在調遣至烏（wū）拉圭途中，左推進齒輪箱機帶泵損壞，在（zài）無機帶泵備件的情況下，選擇備用泵替代使（shǐ）用（yòng），該齒輪箱先期已有滑油溫度高，潤滑壓力下降的征兆。
本文主要分（fèn）析了齒輪箱油泵損（sǔn）壞及滑油溫度高的原因（yīn），並針對該齒輪箱提出改進方案。
01　齒輪（lún）箱（xiāng）參數
本船配有左右兩台推進減速齒輪箱，型號：ACG950/ PF800-1，生（shēng）產商：SCANA。
左（zuǒ）右旋向相反，額定輸入功率 6000KW，輸入軸轉速 750rpm，底（dǐ）部輸出軸輸（shū）出至可（kě）調螺旋槳， 螺旋槳轉速 152rpm，使用（yòng）摩擦（cā）式（shì）液壓離（lí）合器，上部輸出軸輸出至軸（zhóu）帶發電機，發電機轉速1500rpm，額定功率 5760KW， 齒輪箱（xiāng）滑（huá）油（yóu）溫度 50℃。
傳動形式如圖（tú）1所示。

02　故障經過
船舶在調遣至烏拉圭的途中，機艙值班巡回檢查（chá）時發現（xiàn）左推進（jìn）齒輪（lún）箱潤（rùn）滑油壓（yā）力下降至 0.35MPa，下降（jiàng）趨勢明顯，其他壓力正常（離合器油壓（yā）、伺服油（yóu）壓）。
停車拆檢機帶泵，發現機帶齒輪泵的從動齒輪 6 個齒（chǐ）局部損壞，齒輪軸及軸承磨損嚴重。
如圖 2 所示。

因無機帶泵備件，備用泵替代使用。
但備用泵使用後，油（yóu）泵排出壓力不穩定，波動（dòng）很大，從排出壓力表上可（kě）以看出有10bar 的壓力（lì）波動，導致離合器自動（dòng）脫排（pái）。
針對此情況，外接了蓄能器以使油泵（bèng）油壓穩定；但是油（yóu）溫及推進齒（chǐ）輪箱（xiāng）小齒輪軸前軸承（圖 1 中（zhōng） TS26）溫度和推進齒輪箱小齒輪軸後軸承（圖 1 中 TS25）溫度還（hái）是（shì）高，冷卻（què）器拆檢正常，另（lìng）外加冷卻器加強冷卻，螺旋漿在 85% 負（fù）荷（hé）時油溫在 60℃左右。
到港後，對齒輪箱滑油（yóu）係統再次進行檢查，並調整了恒溫閥，螺旋漿在 85% 負荷時油溫在 57℃左右（yòu），仍舊偏高，然後將備用（yòng）泵換新，拆除了外加的冷卻器，螺旋漿在（zài） 85% 負（fù）荷時油溫在 54℃左右，這樣（yàng），齒輪箱（xiāng）油溫（wēn）基本屬於正常，但還是需要蓄能器來維持油泵出口壓力的穩定（dìng）。
03　故障分析
經了解，之（zhī）前船（chuán）舶在施工時，左推進（jìn）齒輪箱油溫已接近 63℃（報警值），左推進齒（chǐ）輪箱小齒輪軸前軸承（圖 1 中TS26）溫度接近 67℃（報（bào）警值），左推進齒輪箱小齒輪軸後軸承（圖 1 中 TS25）溫度接近 65℃，其餘溫度正常，潤滑油壓已明顯比 4bar 的背壓閥設定值低。在調遣（qiǎn）初期，槳角 85%時都未超報警值，但油（yóu）溫（wēn）已明顯比右邊高 7℃左右（yòu），TS25、TS26 比右邊高 10℃左右，其餘溫度正常，潤滑壓力 3.7bar 左右。
為（wéi）了解各油（yóu）壓以及油溫（wēn）的關係，如圖 3 所示，機帶泵從油底殼吸油，油液排出至雙聯濾器，當油壓低時，通過 PS1 壓力繼（jì）電器來控製備用泵自動（dòng）起動。
油液經（jīng）雙聯（lián）濾器（qì）後（hòu）到達 V1、V2、V3 三個閥，V1 為安全閥，設定（dìng）值為 40bar，正常情況下（xià）不動作，當油壓超出（chū）設定值後開啟溢流至（zhì）恒溫閥 V6；V2 為伺服油（yóu）壓閥，設定為24bar，用（yòng）來保證伺服油壓的穩定，多餘（yú）的油溢流至恒溫閥 V6，極小一部分通過 1mm 的節流孔作為驅氣和起壓用；V3 為減壓閥，設定值為 21bar，把 24bar 的伺服油減壓至 21bar 作為離合器的驅動油（yóu）。
油液經恒溫閥 V6 到冷卻器，冷卻後的滑油在 4bar 的背壓閥 V7 的作（zuò）用下（xià）到達各潤滑點後流回油箱。
引起油溫高的原因有以下幾個方麵：
（1）推（tuī）進齒（chǐ）輪（lún）箱小齒輪軸前軸承（圖 1 中 TS26）和推進齒輪箱小齒輪（lún）軸後（hòu）軸承（圖 1 中 TS25）工況不好發熱。
（2）冷卻器冷卻（què）效果不好。檢查冷卻器後冷卻器正常，排除了該疑點。
（3）恒溫閥工作不正常。通過調整恒溫閥的開度可以改變經過冷卻器的滑油量（liàng）而調整油溫，調整的不一樣，流（liú）經冷卻器的油量也不一樣，所以在相同負荷下齒輪箱油溫高（gāo）或低不能代表齒輪箱發熱（rè）量的高或低，Z真實的是要看冷卻器帶走（zǒu）熱量（liàng）的多少。
（4）油泵內泄大，排量不足流經冷卻器的滑（huá）油量減少。
通過換新備用泵後，取消外加冷（lěng）卻器後相同工況下齒輪箱油溫又下降了 3℃，可以（yǐ）看出以前油泵（bèng）內泄已較大。一般情況下，油泵的設計都（dōu）有一定的富餘量，油溫偏高泄漏加大的話，是靠自動（dòng）關小背壓閥的開度來保證潤滑油（yóu）壓。所以（yǐ）油溫一高潤滑壓力也隨之（zhī）下來，是由於（yú）油泵的排量已不足。
再來看圖 2損壞油泵的情況，齒斷裂和齒輪軸及軸承磨損，可以得出（chū）結論，齒的斷裂（liè）是（shì）由於軸與軸承先磨損後超極限再引起的，也可以解釋油泵損壞前內泄量大冷卻不足的原因（yīn），是因為軸承及軸磨損後間（jiān）隙太（tài）大影響了齒輪泵的端麵間隙而內泄加大。
這一點後在拆檢（jiǎn）右齒輪（lún）箱機帶泵時得到驗證，該泵軸（zhóu）承及（jí）軸已磨損很嚴重，齒輪還好沒損（sǔn）壞。
04　改進方案（àn）
（1）滑油泵的選型。
從圖 2 可以看出，油泵齒輪軸與滾柱軸承的滾柱直（zhí）接（jiē）接觸，且從磨（mó）損程度上看，軸比（bǐ）滾柱（zhù）更易磨損，所以不能靠定期更（gèng）換軸（zhóu）承來延（yán）長油泵的使用時（shí）間（jiān），必須要軸承及齒輪都同時更換才行。
（１）建議（yì）選用質地（dì）較軟的滑動軸承型齒輪（lún）泵；（2）備用泵安裝（zhuāng）位置離齒輪箱的吸入口太遠，以致吸入 性能差引（yǐn）起排（pái）出壓力不穩定，需要蓄能器來穩壓；建議備用泵靠近（jìn）齒輪箱油泵吸入濾器安裝，並盡（jìn）量減少彎頭和管徑突變；（3）密切關注（zhù）齒輪箱小齒輪軸軸承的溫度（dù）變（biàn）化，如有升高（gāo）的趨勢，擇機檢查小（xiǎo）齒（chǐ）輪軸與兩軸承的間隙及軸（zhóu）線情（qíng）況；（4）機帶泵改成兩台，一台高壓低流量用於合排，另（lìng）一台低壓大（dà）流量用於潤滑，達到降低油泵機械負荷，延長使用壽命。
05　總結
從齒輪箱數據（jù）不正常到判斷出機帶泵故障再到故障排除（chú）的過程可以看出，提早發（fā）現故障，可（kě）以有（yǒu）效地保證設備不會造成更嚴重的損壞，保證船舶的安全運營。想要以Z快、Z有效的方法發現（xiàn）、排除故（gù）障，必須對各設（shè）備功能、原理及性能理解透徹（chè），還要加（jiā）強機艙值班巡回檢查，定期比對各參數，判斷（duàn）其變化趨勢，及時地（dì）掌（zhǎng）握各設（shè）備的運行（háng）工況。

來源：《中（zhōng）國水運》 2019年第4期