DZY-30型分油機立軸軸承損壞原因探討
2010-01-21
作者：周衛杰
（江蘇海事職業技術學院輪機工程系）
（江蘇海事職業技術學院輪機工程系）
摘 要：針對分油機出現立軸軸承損壞的故障現象，分析了出現故障的各種原因，提出了改進措施和處理方法，并強調了在平時的運行中應注意的有關事項。只有選配優質的軸承，采用合理的結構，良好的裝配工藝，正確的操作管理方法，做到勤檢查、細觀察，管好，用好，才能延長分油機的使用壽命，確保船舶安全航行。
關鍵詞：分油機；軸承損壞；原因；措施
船用柴油機，普遍以重油或渣油為燃料，這類油中通常含有較多的灰分、水分和機械雜質等。為了保證各日用油柜有足夠數量的干凈燃油，使柴油機能完全燃燒，防止氣缸磨損和腐蝕，在燃油送入柴油機之前，必須用燃油分油機進行分離凈化處理，清除燃油中的這些雜質和水分。
柴油機機座或滑油循環柜中的潤滑油，經過使用一段時間后，也會混入一些水分、金屬磨粒、碳渣及鐵銹等，使滑油性能降低，必須用滑油分油機及時清除滑油中的雜質和水分，以使柴油機保持良好的潤滑狀態，使機器正常運轉。
燃油和滑油的凈化處理，對柴油機的工作可靠性和使用壽命影響極大。因此，在船舶營運中，必須保證燃油和滑油分油機工作正常。
1 故障的現象
我在某輪工作期間，使用國產DZY-30型自動排渣分油機分離凈化滑油。有一次，突然聽到分油機有異常響聲，立即停機并待冷卻后打開齒輪箱檢查，發現分油機立軸產生晃動，帶動立軸轉動的大螺旋齒輪的齒全部磨掉，使齒輪箱內積存大量銅屑，齒輪箱內部的水平軸、各大小傳動齒輪及齒輪定位銷也遭到不同程度的損壞，各運動部件溫度升高，軸承磨損損壞，并使立軸亦嚴重受損。這樣不但增加了維修費用，而且，還會因分油機不能及時工作而影響船舶的安全航行。
2 故障的原因分析和處理
影響軸承損壞的因素很多，現將分油機立軸下端軸承損壞的原因分析歸納如下:
2.1軸承材質不合要求
分油機在工作中，立軸下端軸承既承受分油機分離筒和分離筒內燃料的重量，還承受很大的周向和軸向的作用力。若軸承的材料選擇不當，加工質量不符合要求，強度較低，間隙過大，致使軸承工作很短一段時間內就會喪失工作能力。因此應選用高質量的軸承。
2.2卡環折斷
分油機立軸下端裝有滾珠軸承和推力軸承，他們都安裝在下部軸承套內。結構如圖1所示，滾珠軸承內圈與小螺旋齒輪的鎖緊螺帽緊靠著，而外圈的上面在軸承套上開溝槽，槽內裝有卡環。卡環的作用是使軸承軸向定位，防止軸承向上竄動。分油機在工作中，當船舶搖晃或管理不當時，立軸會受到較大的周向和軸向的作用力，其立軸和分離筒會上下竄動，并且竄動的作用力較大，致使大螺齒輪磨損異常，以及卡環容易斷裂，使立軸處于上下自由滑動狀態，失去限位作用，并且使下部軸承產生撞擊，加速了軸承的磨損，甚至損壞。卡環損壞后，船上一般無備件，一時無法修復，會影響分油機的工作。我在船工作期間，在結構上進行了改進，用45號鋼車制成一個圓形壓蓋，如圖2所示，用壓蓋代替卡環，這樣既增加了強度，又提高了承載能力。在壓蓋凸臺上鉆有4~6個孔，并攻絲，將壓蓋用螺栓固定在軸承套或分油機本體上，這樣便于清潔檢查和修理。經過改用壓蓋后，不但不影響潤滑條件，而且強度大大增加，不會因卡環斷裂而使軸承向上竄動，造成機械損傷，延長了分油機的使用壽命。
關鍵詞：分油機；軸承損壞；原因；措施
船用柴油機，普遍以重油或渣油為燃料，這類油中通常含有較多的灰分、水分和機械雜質等。為了保證各日用油柜有足夠數量的干凈燃油，使柴油機能完全燃燒，防止氣缸磨損和腐蝕，在燃油送入柴油機之前，必須用燃油分油機進行分離凈化處理，清除燃油中的這些雜質和水分。
柴油機機座或滑油循環柜中的潤滑油，經過使用一段時間后，也會混入一些水分、金屬磨粒、碳渣及鐵銹等，使滑油性能降低，必須用滑油分油機及時清除滑油中的雜質和水分，以使柴油機保持良好的潤滑狀態，使機器正常運轉。
燃油和滑油的凈化處理，對柴油機的工作可靠性和使用壽命影響極大。因此，在船舶營運中，必須保證燃油和滑油分油機工作正常。
1 故障的現象
我在某輪工作期間，使用國產DZY-30型自動排渣分油機分離凈化滑油。有一次，突然聽到分油機有異常響聲，立即停機并待冷卻后打開齒輪箱檢查，發現分油機立軸產生晃動，帶動立軸轉動的大螺旋齒輪的齒全部磨掉，使齒輪箱內積存大量銅屑，齒輪箱內部的水平軸、各大小傳動齒輪及齒輪定位銷也遭到不同程度的損壞，各運動部件溫度升高，軸承磨損損壞，并使立軸亦嚴重受損。這樣不但增加了維修費用，而且，還會因分油機不能及時工作而影響船舶的安全航行。
2 故障的原因分析和處理
影響軸承損壞的因素很多，現將分油機立軸下端軸承損壞的原因分析歸納如下:
2.1軸承材質不合要求
分油機在工作中，立軸下端軸承既承受分油機分離筒和分離筒內燃料的重量，還承受很大的周向和軸向的作用力。若軸承的材料選擇不當，加工質量不符合要求，強度較低，間隙過大，致使軸承工作很短一段時間內就會喪失工作能力。因此應選用高質量的軸承。
2.2卡環折斷
分油機立軸下端裝有滾珠軸承和推力軸承，他們都安裝在下部軸承套內。結構如圖1所示，滾珠軸承內圈與小螺旋齒輪的鎖緊螺帽緊靠著，而外圈的上面在軸承套上開溝槽，槽內裝有卡環。卡環的作用是使軸承軸向定位，防止軸承向上竄動。分油機在工作中，當船舶搖晃或管理不當時，立軸會受到較大的周向和軸向的作用力，其立軸和分離筒會上下竄動，并且竄動的作用力較大，致使大螺齒輪磨損異常，以及卡環容易斷裂，使立軸處于上下自由滑動狀態，失去限位作用，并且使下部軸承產生撞擊，加速了軸承的磨損，甚至損壞。卡環損壞后，船上一般無備件，一時無法修復，會影響分油機的工作。我在船工作期間，在結構上進行了改進，用45號鋼車制成一個圓形壓蓋，如圖2所示，用壓蓋代替卡環，這樣既增加了強度，又提高了承載能力。在壓蓋凸臺上鉆有4~6個孔，并攻絲，將壓蓋用螺栓固定在軸承套或分油機本體上，這樣便于清潔檢查和修理。經過改用壓蓋后，不但不影響潤滑條件，而且強度大大增加，不會因卡環斷裂而使軸承向上竄動，造成機械損傷，延長了分油機的使用壽命。
2.3裝配不良
在分油機安裝過程中，由于裝配不良，對中不正，拆裝時操作不當，都能導致立軸下部軸承損壞。
2.3.1分油機水平軸線不直
分油機底座變形，或底板不平，造成摩擦聯軸節的錯位、偏移，導致起動負荷增大，并引起強列振動。因此，分油機安裝后必須保證摩擦聯軸節的摩擦筒(水平軸軸心線)與摩擦片座的中心線(電機軸軸心線)偏移不大于0.08毫米，端面偏斜不大于0.15毫米，如不符合要求，則可以加減墊片來調整。
2.3.2齒輪箱大、小螺旋齒輪的齒隙裝配不當
在分油機齒輪箱中，大螺旋齒輪的材料是黃銅，而小螺旋齒輪的材料為不銹鋼。如果大小螺旋齒輪的位置安裝不正，齒隙裝配不當，當分油機高速旋轉時，因螺旋齒間的齒隙很大，或齒隙變化較大，使螺旋齒輪間生產較大的撞擊力，并出現嚴重磨損，從而產生銅屑，這些磨下的銅屑就會掉到滑油中去，其中一部分會隨滑油帶入立軸下部的軸承套筒內，時間越長，銅屑積聚越多，使軸承加速磨損，并導致軸承損壞。
2.3.3分離筒未裝到原位
分油機出廠前，分離筒裝復后，經過精確的動平衡校驗后，各主要零件都刻有記號，第二次重新裝配分離筒時，不許更換零件，并必須對準原來的裝配記號。另外，分離筒底部的平衡塊亦不得移動和修正。頸蓋上的去重或加重也不許更動。在同時安裝幾臺型號相同的分油機時，更要注意，決不允許將這臺分離筒的零件裝到另一臺分油機上。否則，分離筒的平衡將會受到破壞，分油機工作時將會產生強烈振動，軸承容易損壞。
2.3.4拆裝時操縱管理不當
整個立軸除承受分離筒的重量外，還通過立軸上部錐面與分離筒本體內錐面的配合來傳遞扭矩，使分離筒達到一定的旋轉速度。因此，立軸部分的好壞將直接影響分離筒的平衡，整機的振動，噪音及各零部件的損傷，在拆裝時應注意如下幾點:
(1)分油機拆裝時，必須使用隨機提供的一套拆裝專用工具，按照拆裝步驟解體，決不允許硬打、硬撬;使用起重工具應放置于正中位置，不能偏斜，否則，會使立軸損傷或彎曲變形。
(2)分離筒裝配位置不正確，部分緊固件松動，使分離筒與機蓋或配水盤產生碰撞，而使分油機出現異常振動和噪音。
(3)當分離筒拆卸后重新裝配時，在主鎖緊環與分離筒本體螺紋處和分離筒蓋配合處涂以二硫化鉬潤滑劑，在分離筒本體錐孔表面與立軸錐面均應涂以薄層機油，以利于分離筒的拆卸，減輕拆卸時對立軸的影響。
(4)立軸上錐面應特別注意，保證其錐面與分離筒錐孔表面貼合良好，錐面上輕微的傷痕用細油石修理。
(5)立軸上部六只減振彈簧發現有斷裂應換新。必須注意，此彈簧應成組換新，否則影響立軸的對中。
2.4運行管理不當
分油機在工作過程中，應加強檢查和管理，防止引起分油機產生振動和噪音，出現故障。
2.4.1轉動部件的檢查
起動前，檢查分油機各轉動部件是否被卡阻，制動器應松脫，止動器應退出鎖緊，分離筒和聯軸器無卡住等現象，起動后應經常檢查分油機是否有振動和噪音。
2.4.2齒輪箱的檢查
潤滑是保證分油機正常運行的重要環節，如果滑油牌號選擇不當，滑油油量過多或不足，滑油油質變化等均會引起潤滑條件惡化，致使大螺旋齒輪出現嚴重磨損。因此，應經常注意檢查，清潔齒輪箱內部，清通下軸承套上的潤滑油孔道，特別注意油質變化和齒輪箱中有無銅屑、雜質等，一旦發現，必須擴大檢查范圍，對齒輪箱內部各傳動機構進行仔細檢查，如齒輪與軸是否有磨損，特別是銷子是否松動或斷裂，必要時吊出立軸進行檢查。
2.4.3選擇合適的加熱溫度
油料在分離前，要經加熱器進行加熱，以降低粘度，擴大雜質、水與油和比重差，提高分離效果，這個加熱溫度必須保證將燃油粘度降至6恩氏粘度(180秒雷氏一號)以下。但油溫不能太高(一般為98℃)以免水分蒸發混入凈油和滲入分油機齒輪箱中，引起滑油乳化變質，使齒輪和軸承嚴重磨損。不同油料的Z佳的加熱溫度見下表。
在分油機安裝過程中，由于裝配不良，對中不正，拆裝時操作不當，都能導致立軸下部軸承損壞。
2.3.1分油機水平軸線不直
分油機底座變形，或底板不平，造成摩擦聯軸節的錯位、偏移，導致起動負荷增大，并引起強列振動。因此，分油機安裝后必須保證摩擦聯軸節的摩擦筒(水平軸軸心線)與摩擦片座的中心線(電機軸軸心線)偏移不大于0.08毫米，端面偏斜不大于0.15毫米，如不符合要求，則可以加減墊片來調整。
2.3.2齒輪箱大、小螺旋齒輪的齒隙裝配不當
在分油機齒輪箱中，大螺旋齒輪的材料是黃銅，而小螺旋齒輪的材料為不銹鋼。如果大小螺旋齒輪的位置安裝不正，齒隙裝配不當，當分油機高速旋轉時，因螺旋齒間的齒隙很大，或齒隙變化較大，使螺旋齒輪間生產較大的撞擊力，并出現嚴重磨損，從而產生銅屑，這些磨下的銅屑就會掉到滑油中去，其中一部分會隨滑油帶入立軸下部的軸承套筒內，時間越長，銅屑積聚越多，使軸承加速磨損，并導致軸承損壞。
2.3.3分離筒未裝到原位
分油機出廠前，分離筒裝復后，經過精確的動平衡校驗后，各主要零件都刻有記號，第二次重新裝配分離筒時，不許更換零件，并必須對準原來的裝配記號。另外，分離筒底部的平衡塊亦不得移動和修正。頸蓋上的去重或加重也不許更動。在同時安裝幾臺型號相同的分油機時，更要注意，決不允許將這臺分離筒的零件裝到另一臺分油機上。否則，分離筒的平衡將會受到破壞，分油機工作時將會產生強烈振動，軸承容易損壞。
2.3.4拆裝時操縱管理不當
整個立軸除承受分離筒的重量外，還通過立軸上部錐面與分離筒本體內錐面的配合來傳遞扭矩，使分離筒達到一定的旋轉速度。因此，立軸部分的好壞將直接影響分離筒的平衡，整機的振動，噪音及各零部件的損傷，在拆裝時應注意如下幾點:
(1)分油機拆裝時，必須使用隨機提供的一套拆裝專用工具，按照拆裝步驟解體，決不允許硬打、硬撬;使用起重工具應放置于正中位置，不能偏斜，否則，會使立軸損傷或彎曲變形。
(2)分離筒裝配位置不正確，部分緊固件松動，使分離筒與機蓋或配水盤產生碰撞，而使分油機出現異常振動和噪音。
(3)當分離筒拆卸后重新裝配時，在主鎖緊環與分離筒本體螺紋處和分離筒蓋配合處涂以二硫化鉬潤滑劑，在分離筒本體錐孔表面與立軸錐面均應涂以薄層機油，以利于分離筒的拆卸，減輕拆卸時對立軸的影響。
(4)立軸上錐面應特別注意，保證其錐面與分離筒錐孔表面貼合良好，錐面上輕微的傷痕用細油石修理。
(5)立軸上部六只減振彈簧發現有斷裂應換新。必須注意，此彈簧應成組換新，否則影響立軸的對中。
2.4運行管理不當
分油機在工作過程中，應加強檢查和管理，防止引起分油機產生振動和噪音，出現故障。
2.4.1轉動部件的檢查
起動前，檢查分油機各轉動部件是否被卡阻，制動器應松脫，止動器應退出鎖緊，分離筒和聯軸器無卡住等現象，起動后應經常檢查分油機是否有振動和噪音。
2.4.2齒輪箱的檢查
潤滑是保證分油機正常運行的重要環節，如果滑油牌號選擇不當，滑油油量過多或不足，滑油油質變化等均會引起潤滑條件惡化，致使大螺旋齒輪出現嚴重磨損。因此，應經常注意檢查，清潔齒輪箱內部，清通下軸承套上的潤滑油孔道，特別注意油質變化和齒輪箱中有無銅屑、雜質等，一旦發現，必須擴大檢查范圍，對齒輪箱內部各傳動機構進行仔細檢查，如齒輪與軸是否有磨損，特別是銷子是否松動或斷裂，必要時吊出立軸進行檢查。
2.4.3選擇合適的加熱溫度
油料在分離前，要經加熱器進行加熱，以降低粘度，擴大雜質、水與油和比重差，提高分離效果，這個加熱溫度必須保證將燃油粘度降至6恩氏粘度(180秒雷氏一號)以下。但油溫不能太高(一般為98℃)以免水分蒸發混入凈油和滲入分油機齒輪箱中，引起滑油乳化變質，使齒輪和軸承嚴重磨損。不同油料的Z佳的加熱溫度見下表。
2.4.4排渣間隔時間確定
分油機連續工作一段時間后，必須進行分離筒的排渣工作，否則積聚在分離筒內壁的污物殘渣將顯著降低分離效果。排渣的間隔時間取決于油料中的雜質含量和分油量。若已知燃油中的雜質百分比和分油量，則可根據說明書圖表選定排渣間隔時間。或根據下式來計算：
分油機連續工作一段時間后，必須進行分離筒的排渣工作，否則積聚在分離筒內壁的污物殘渣將顯著降低分離效果。排渣的間隔時間取決于油料中的雜質含量和分油量。若已知燃油中的雜質百分比和分油量，則可根據說明書圖表選定排渣間隔時間。或根據下式來計算：
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在實際操作時，排渣間隔則短于計算或查表所得的數值為宜，一般為二小時排渣一次。若由于某種原因，分油機運轉時間超過排渣時間間隔太多，而在分離筒內積聚過多的污渣時，切勿進行自動排渣。因為筒內污渣可能已結成硬塊，如進行排渣，污塊會不均勻裂碎，引起分油機強烈振動，甚至損壞有關部件，如軸承、分離筒等。在這種情況下，應停止分油機運轉，進行人工清洗。清洗時應注意，分離筒內污物要徹底清除，可防污物分布不均勻，分油機出現異常振動。
3 結語
綜上所述分析，為了防止分油機出現故障，導致立軸軸承損壞，只有選配優質的軸承，采用合理的結構，良好的裝配工藝，正確的操作管理方法，做到勤檢查、細觀察，加強維護保養工作，管好和用好分油機，才能延長分油機的使用壽命，能確保船舶安全航行。
參考文獻:
[1] DZY-30型分油機操作使用說明書。
3 結語
綜上所述分析，為了防止分油機出現故障，導致立軸軸承損壞，只有選配優質的軸承，采用合理的結構，良好的裝配工藝，正確的操作管理方法，做到勤檢查、細觀察，加強維護保養工作，管好和用好分油機，才能延長分油機的使用壽命，能確保船舶安全航行。
參考文獻:
[1] DZY-30型分油機操作使用說明書。
