5100TEU“天字號(hào)”輪中間軸承更換工藝及程序

倪志鋒

摘要：“天”字系列5 100TEU集裝箱新造船，中間軸承燒毀。跟換過程中，作者通過KMS-750中間軸承與C-725中間軸承的綜合比較，簡(jiǎn)述更換中間軸承的過程、工藝及試驗(yàn)的程序，供同行參考。

關(guān)鍵詞：新造船 中間軸承 更換工藝要求 試驗(yàn)程序 維護(hù)管理

“天字號(hào)”某輪，主機(jī)型號(hào)CMD-MAN B&W 8K98MC，額定功率45760kW，額定轉(zhuǎn)速94 r/min，SANYANG EMS2200主機(jī)遙控系統(tǒng)，軸系安裝南極廠的C-725型中間軸承

1 故障現(xiàn)象

“天”字系列5 100TEU集裝箱新造船，在海試和營(yíng)運(yùn)中，大多數(shù)船陸續(xù)發(fā)生主機(jī)傳動(dòng)軸系中間軸承燒蝕故障，經(jīng)海上自修和靠泊廠修均不能徹底解決問題，需更換全部中間軸承。

2 KMS-750中間軸承與C-725中間軸承的綜合比較

1.日本KEMEL公司生產(chǎn)的KMS-750型中間軸承，采用整塊固定式厚壁下瓦，下瓦軸向長(zhǎng)度為640mm，且軸瓦瓦面為精加工，不需要對(duì)軸瓦進(jìn)行拂刮，見圖1。而南極廠C-725型中間軸承采用的是3塊浮動(dòng)式下瓦，下瓦的軸向長(zhǎng)度為540mm，每塊下瓦裝配時(shí)都需現(xiàn)場(chǎng)拂刮。

圖1 整體固定式厚壁下瓦

圖2 活動(dòng)式擋油板

2. KMS-750型軸承的擋油板及甩油環(huán)都選用鋼質(zhì)材料，且擋油板為前后活動(dòng)式，見圖2。這樣，當(dāng)主機(jī)加減速、換向、環(huán)境溫度變化等因素導(dǎo)致中間軸前后竄動(dòng)時(shí)，擋油板可以跟隨甩油環(huán)運(yùn)動(dòng)，避免了甩油環(huán)與擋油板之間的擦碰。而原先的C-725型中間軸承的擋油板為固定式結(jié)構(gòu)，時(shí)常發(fā)生甩油盤環(huán)前后端面與擋油板擦碰。

3.軸封結(jié)構(gòu)的不同。KMS-750型軸承采用了方形橡膠密封圈外加抱緊彈簧的密封方式，見圖3。前后端面為HALF型法蘭連接，這種設(shè)計(jì)可以在軸承安裝過程中方便地測(cè)量下瓦間隙，及時(shí)調(diào)整軸瓦接觸受力狀態(tài)。南極廠C-725型軸承的軸封為迷宮式。

4.軸承下瓦進(jìn)油方式的不同。KMS-750型中間軸承的上瓦瓦背與上瓦軸承座殼體之間有空腔形的澆鑄通道，可以作為儲(chǔ)油腔（如圖4），滑油通過上下瓦結(jié)合處的設(shè)計(jì)進(jìn)油口和布油槽（如圖5）進(jìn)入下瓦，同時(shí)保留了上瓦的進(jìn)油口，使得少量滑油潤(rùn)滑上瓦。這種設(shè)計(jì)可以有效地避免在主機(jī)快車減速停車過程中，船體慣性帶動(dòng)螺旋槳低速運(yùn)轉(zhuǎn)，甩油環(huán)效果下降時(shí)的斷油，因這時(shí)在澆鑄通道內(nèi)的滑油可以保證下瓦不斷油，能得到持續(xù)潤(rùn)滑。

圖5 上下瓦間布油槽

5.其他方面的不同。中間軸承的冷卻水進(jìn)回水總管規(guī)格由DN65加粗到DN80，到軸承的冷卻水支管規(guī)格由DN32加粗到DN40。軸承底座固定螺栓橫向間距縮小到1180mm，為便于安裝固定螺栓，在原基座肘板上增開6個(gè)U型工藝槽，同時(shí)加焊肘板提高強(qiáng)度。軸承底座的定位采用了現(xiàn)場(chǎng)鉸制兩只對(duì)角定位銷（老軸承采用緊配螺栓定位）。而上下軸承蓋的定位則采用預(yù)制緊配螺栓（老軸承為定位銷）。軸承底座前立面配有2只冷卻水腔清潔道門，以及一只放油旋塞，后立面配有滑油腔清潔道門。

3 中間軸承更換工序

“天字號(hào)”某輪中間軸系包括三段中間軸，每段中間軸對(duì)應(yīng)一道中間軸承，共有三道中間軸承需要整體換新。原為南極廠的C-725型中間軸承，更換為日本KEMEL公司生產(chǎn)的KMS-750型中間軸承。

1.按照新軸承圖紙，預(yù)先加工新的軸承基座面板、固定墊塊、基座加強(qiáng)肘板等（船舶進(jìn)廠前，船廠已提前加工好）。

2. 在中間軸系增加兩處臨時(shí)支撐，支撐點(diǎn)分別位于NO.1法蘭和NO.2法蘭前部，將中間軸抬高0.5mm左右，整體拆除NO.1和NO.3中間軸承。暫時(shí)保留NO.2中間軸承，以保證軸系位置狀態(tài)。待NO.1、NO.3新軸承定位后再換新NO.2軸承。

3.為防止割換作業(yè)時(shí)有火星飛濺到中間軸徑造成損傷，整根中間軸用三防布包裹。

4.割除原基座面板（新軸承保留使用原軸承基座，只需將基座面板割除換新，這樣就避免了原先計(jì)劃的輕油艙、污油水艙的清艙測(cè)爆，節(jié)省了大量的人力物力，縮短了工程時(shí)間）。

5.安裝新基座面板，面板厚度為30mm，面板與基座焊接時(shí)采用對(duì)稱位置同時(shí)燒焊，這樣可最大限度減少面板因焊接施工引起的變形。

6.吊入新的中間軸承，進(jìn)行定位。因軸承下瓦是用螺栓固定在軸承底座上，與軸承底座一起安裝的，所以吊運(yùn)過程需謹(jǐn)慎小心，防止軸承下瓦與軸頸發(fā)生擦碰。

7.面板定位焊接。盡管焊接時(shí)采取了防變形措施，但30mm厚度的面板經(jīng)過焊接后還是有中間位置凹陷現(xiàn)象，對(duì)新基座面板進(jìn)行拉線平面校正，用液壓千斤頂在面板中間位置起頂，恢復(fù)面板水平。

8.上緊軸承底座的支撐螺栓，使軸承下瓦托住中間軸，拆除兩處臨時(shí)支撐。

9.對(duì)三道中間軸承進(jìn)行負(fù)荷稱重，用軸承底座的支撐螺栓調(diào)節(jié)各軸承負(fù)荷，使每道軸承的負(fù)荷在允許范圍內(nèi)。

10. 測(cè)量各軸承調(diào)整墊塊厚度，每道軸承左右各3塊墊塊。

11. 拂刮調(diào)整墊塊上下接觸面，使其與軸承底座及固定墊片的接觸面達(dá)到75%以上。

12. 上緊軸承底座緊固螺栓，在底座左右對(duì)角位置鉆孔、絞孔配定位銷，因新軸承底座的6只緊固螺栓都不是緊配螺栓，所以軸承底座與基座面板的定位是靠定位銷來完成的。

13. 重新對(duì)三道中間軸承進(jìn)行負(fù)荷稱重，防止因拂磨墊塊過程中產(chǎn)生的誤差使軸承負(fù)荷發(fā)生變化。

4 KMS-750中間軸承在更換安裝過程中的工藝要求

4.1 中間軸承負(fù)荷測(cè)量

為及時(shí)測(cè)取中間軸承負(fù)荷，在船靠妥碼頭后，及時(shí)調(diào)整船舶吃水，盡可能使螺旋槳處于半浸狀態(tài)，艏艉吃水差控制在2.0m以內(nèi)，無橫傾。主機(jī)完車后停止附屬設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，自然冷卻到環(huán)境溫度，測(cè)量主機(jī)曲軸的拐擋差，然后將主機(jī)第8缸（最后一只缸）的曲柄臂盤到排氣側(cè)，脫開盤車機(jī)。測(cè)量時(shí)盡可能減輕震動(dòng)，如果不停發(fā)電機(jī)，最好選用1號(hào)發(fā)電機(jī)。分別測(cè)量主機(jī)飛輪處、NO.1/2/3中間軸承、艉軸管前軸承的負(fù)荷。中間軸承負(fù)荷測(cè)量時(shí)的JACK POSITION（頂起位置）為軸瓦中心線往后800mm，即從軸承上蓋后端部往船艉275mm的點(diǎn)（換新后的KMS-750軸承為294mm）。艉軸承的JACK POSITION為艉軸法蘭連接面往后862mm?！癟XH”輪中間軸承換新前后軸承負(fù)荷測(cè)量的數(shù)據(jù)參閱表2：endprint

4.2 KMS-750型新軸承吊裝到中間軸后的定位要求

新軸承的軸瓦中心線必須與老軸承的中心線一致，這樣新軸承的承受負(fù)荷才能滿足軸系計(jì)算書要求。根據(jù)新軸承的圖紙尺寸，可以通過測(cè)量軸承前后端蓋與中間軸BEARING段過渡R角處的距離進(jìn)行定位，前部距離為124mm，后部距離為24mm。中間軸承定位后，可以初步測(cè)量出調(diào)整墊片的厚度（調(diào)整墊片的原始厚度60mm，實(shí)際使用中不小于25mm），厚度滿足要求后進(jìn)行新基座面板的定位焊接，否則新面板在車間預(yù)制開孔的6只螺栓孔無法與軸承座螺栓孔保證同心度，調(diào)整墊片厚度可能不滿足要求。

4.3 新基座面板焊接后的變形控制。

因新面板的四周角焊連接，以及面板背面加焊了十字加強(qiáng)筋（如圖6）和肘板，造成面板變形。通過拉線檢查面板的平直度，并采用液壓頂撐進(jìn)行校正。同樣預(yù)焊接在面板上的軸承固定墊片也會(huì)變形，需用標(biāo)準(zhǔn)樣板藍(lán)油檢查后拂刮到75%接觸面積以上，同時(shí)保證與調(diào)整墊片1：100配合斜度。

圖6 新面板背面的十字加強(qiáng)筋

4.4 調(diào)整墊片厚度測(cè)量調(diào)整及接觸面藍(lán)油檢查

拆除臨時(shí)支撐，通過調(diào)節(jié)中間軸承底座自帶的4只M30的安裝調(diào)整螺栓，使得下瓦緊貼中間軸頸，同時(shí)測(cè)量下瓦前后左、中、右6點(diǎn)的間隙，保證軸承中心線與中間軸軸線相一致，必要時(shí)作相應(yīng)調(diào)整?！疤熳痔?hào)”某輪三道中間軸承下瓦間隙測(cè)量數(shù)據(jù)如表三（括號(hào)內(nèi)為調(diào)整前）：

從表3可以看出，未做調(diào)整前的NO.1中間軸承的中心線與中間軸軸線不平行，而是存在夾角。這項(xiàng)檢查調(diào)整必須在此工序時(shí)完成，不然一旦后面定位銷鉸孔后再校正就比較困難。下瓦間隙滿足要求后就可以進(jìn)行軸承負(fù)荷測(cè)量調(diào)整，這是一步比較繁瑣的過程，但必須反復(fù)測(cè)量調(diào)整到軸系計(jì)算書要求的范圍內(nèi)（通過底座4只調(diào)整螺栓，均勻?qū)ΨQ的提升或下降軸承高度），同時(shí)比較更換前的測(cè)量數(shù)據(jù)。各道軸承負(fù)荷滿足要求后，復(fù)測(cè)軸承下瓦間隙，并量取18塊（每道6塊）調(diào)整墊片的厚度，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，調(diào)整墊片毛坯進(jìn)車間預(yù)刨后再到船做拂配。新的調(diào)整墊片開有U型工藝槽，接觸面積較小，藍(lán)油拂配比較方便，也大大縮短了更換工期。調(diào)整墊片檢查合格安裝到位后，上緊底腳螺栓，再對(duì)軸承負(fù)荷進(jìn)行復(fù)測(cè)，數(shù)據(jù)合格后，可以現(xiàn)場(chǎng)使用錐型鉸刀（錐度1：50，直徑16mm）鉸制定位銷孔。

4.5 附件安裝的工藝要求

甩油環(huán)在中間軸上的定位：甩油環(huán)與其安裝槽前端間距8mm，這樣后端間距為12mm，此間距必須盤車一圈檢查，防止甩油環(huán)裝偏。前后彈簧固定式方形橡膠軸封的安裝：要求與前后軸封端蓋內(nèi)側(cè)間距7mm，同樣需盤車一圈檢查，保證圓周各點(diǎn)距離一致。安裝上軸承蓋時(shí)注意擋油板的前后位置，防止擋油板前后導(dǎo)向邊緣與甩油環(huán)擠壓損傷，擋油板與甩油環(huán)的間隙控制在1.0mm

4.6 滑油的加注

嚴(yán)格按說明書要求在停車狀態(tài)時(shí)加油到油尺的正常馬克線，因在主機(jī)運(yùn)行中部分滑油儲(chǔ)存在儲(chǔ)油腔內(nèi)，油位下降明顯，此時(shí)再補(bǔ)滑油會(huì)造成軸封處漏油現(xiàn)象。一般停車后10分鐘才能測(cè)量出準(zhǔn)確油位。

4.7 最后在進(jìn)行碼頭試車前，還需測(cè)量主機(jī)拐擋，并與更換中間軸承前的數(shù)據(jù)比較，以判斷軸線狀態(tài)。

5 試航流程

1. 日籍服務(wù)商登輪檢查軸承安裝情況，第一道軸承左右表1 “TXH”輪新的中間軸承試驗(yàn)記錄

1. 日籍服務(wù)商登輪檢查軸承安裝情況，第一道軸承左右偏差0.10mm，當(dāng)場(chǎng)作了調(diào)整，其余情況正常，日籍服務(wù)商對(duì)中間軸承整體安裝工藝情況表示滿意。

2. 碼頭系泊試驗(yàn)：主機(jī)運(yùn)行到36rpm，并進(jìn)行正倒車交替試驗(yàn)，檢查中間軸承供油情況、中間軸竄動(dòng)時(shí)的甩油環(huán)間隙，以及軸承溫升情況。

3. 海上試驗(yàn)：主機(jī)從75rpm開始，分4個(gè)階段進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)記錄參閱表一。并試驗(yàn)主機(jī)負(fù)荷突變時(shí)的中間軸承工況，在80rpm高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主機(jī)急速減車SLOW DOWN，隨后停車，進(jìn)行倒車運(yùn)轉(zhuǎn)。試驗(yàn)過程順利，軸承潤(rùn)滑狀況良好。

6 結(jié)束語

由于新造船中間軸承設(shè)計(jì)上面的誤差，給船舶的營(yíng)運(yùn)安全帶來了極大的隱患，在各方的努力下，完成了中間軸承全部的更換，彌補(bǔ)了設(shè)備的缺陷，保證了船舶的安全。