關(guān)于GCH 齒輪箱軸承高溫的故障處理

朱紅成 文龍 陳云 黃錦

（廣船國際生產(chǎn)管理中心）

0 前言

GCH 齒輪箱是采用單斜齒的單級(jí)傳動(dòng)減速齒輪箱，輸入輸出為水平異心布置，并且有左、右機(jī)之分，通常左右機(jī)對(duì)稱布局，本文主要闡述了該船在航行期間，左、右舷齒輪箱輸入軸前軸承均出現(xiàn)了高溫報(bào)警，拆檢后發(fā)現(xiàn)軸瓦有拉傷情況。下面分別從現(xiàn)場勘察、原因分析、處理方法等幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)說明。

1 現(xiàn)場描述及拆檢情況

1.1 海試出現(xiàn)的問題

某船在主機(jī)磨合試驗(yàn)進(jìn)行到雙機(jī)進(jìn)三（主機(jī)轉(zhuǎn)速419 轉(zhuǎn)）工況時(shí)，左齒輪箱輸入端前軸承出現(xiàn)高溫報(bào)警（報(bào)警值為75℃），初步懷疑是由于該處密封盤根過緊引起的，于是做了加滑油潤滑處理后繼續(xù)磨合試驗(yàn)，左機(jī)再次工作到進(jìn)三工況時(shí)，未發(fā)現(xiàn)高溫。在主機(jī)磨合試驗(yàn)進(jìn)行到雙機(jī)進(jìn)四（主機(jī)轉(zhuǎn)速470 轉(zhuǎn)）工況時(shí)，右齒輪箱輸入軸前軸承又出現(xiàn)高溫報(bào)警，用點(diǎn)溫計(jì)測量軸承蓋溫度為56 攝氏度左右，而輸入軸前軸承溫度傳感器顯示為38-39 度左右?，F(xiàn)場拆開右齒輪箱輸入軸前軸承端蓋，修磨盤根，隨后進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)溫升未有明顯改善，同時(shí)拆開右舷齒輪箱進(jìn)油管檢查未發(fā)現(xiàn)堵塞情況，但進(jìn)油時(shí)油槽有一定的錯(cuò)位，在右齒輪箱裝復(fù)后重新進(jìn)行主機(jī)磨合試驗(yàn)，當(dāng)主機(jī)磨合到雙機(jī)進(jìn)五（主機(jī)轉(zhuǎn)速520 轉(zhuǎn)）工況時(shí)無報(bào)警，用點(diǎn)溫計(jì)測量右齒輪箱輸入端軸承外殼溫度為54.5°C,左齒輪箱為49.6 °C，未發(fā)現(xiàn)報(bào)警情況，當(dāng)雙機(jī)轉(zhuǎn)速加到530 轉(zhuǎn)（主機(jī)超負(fù)荷工況）磨合10 分鐘左右，右齒輪箱再次出現(xiàn)高溫報(bào)警。

1.2 左、右舷齒輪箱拆檢情況

在錨地對(duì)右舷齒輪箱滑油濾器進(jìn)行了清洗，發(fā)現(xiàn)濾器有金屬屑，并對(duì)左右舷齒輪箱輸入端前軸承溫度傳感器開關(guān)動(dòng)作溫度進(jìn)行測試，測試結(jié)果為右舷齒輪箱溫度傳感器開關(guān)動(dòng)作值為66 °C（碼頭試驗(yàn)動(dòng)作值為75 °C），左齒輪箱溫度傳感器開關(guān)加溫至100 °C 仍無動(dòng)作，懷疑溫度傳感器導(dǎo)熱絲損壞，左右舷齒輪箱輸入端前軸承溫度傳感器校核情況均不滿足75℃開啟的要求。由于紅外線點(diǎn)溫計(jì)只是檢測到端蓋表面的溫度，與內(nèi)部軸承溫度存在一定的差異，因此出現(xiàn)右舷齒輪箱前軸承高溫報(bào)警降速停機(jī)時(shí)，點(diǎn)溫計(jì)檢測的軸承蓋的溫度小于報(bào)警值情況。同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)另外一個(gè)齒輪箱軸承溫度傳感器（每個(gè)齒輪箱有兩個(gè)軸承溫度傳感器，此傳感器檢測溫度數(shù)值只在機(jī)旁顯示，不接入機(jī)艙報(bào)警系統(tǒng)）探頭長度不夠，安裝到位后未能接觸到軸承面，造成檢測數(shù)值非軸承的真實(shí)溫度。拆出右舷齒輪箱輸入端前軸承檢查發(fā)現(xiàn)上下軸瓦擠壓磨損嚴(yán)重，見圖1 所示。同時(shí)拆檢后發(fā)現(xiàn)左齒輪箱輸入端軸承發(fā)生了嚴(yán)重磨損，見圖2 所示，情況與右齒輪箱相類似。

2 齒輪箱軸承高溫的原因分析和解決方法

2.1 產(chǎn)生高溫的原因分析

（1）零部件的質(zhì)量排查：根據(jù)裝配相關(guān)情況，對(duì)齒輪軸、軸承及箱體制造質(zhì)量進(jìn)行排查，對(duì)左、右舷齒輪箱相關(guān)零件的加工記錄進(jìn)行復(fù)查，經(jīng)實(shí)際排查左、右舷齒輪箱的箱體、齒輪軸、軸承尺寸均滿足圖紙要求，沒有發(fā)現(xiàn)引起軸瓦拉傷的原因；

（2）試驗(yàn)情況排查：通過查詢左、右機(jī)齒輪箱出廠臺(tái)架試驗(yàn)，沒有發(fā)現(xiàn)可能引起軸承拉傷的原因；對(duì)中數(shù)據(jù)排查，經(jīng)查詢主機(jī)與齒輪箱對(duì)中數(shù)據(jù)，均滿足技術(shù)要求，沒有發(fā)現(xiàn)引起軸瓦拉傷的原因；

（3）安裝質(zhì)量排查：查詢左、右機(jī)齒輪箱裝配檢驗(yàn)記錄，按照圖3 齒輪箱的安裝形式進(jìn)行全面檢查，結(jié)果右舷齒輪箱裝配質(zhì)量復(fù)查情況如表1 所示，左舷齒輪箱裝配質(zhì)量復(fù)查情況如表2 所示。經(jīng)過排查左、右舷齒輪箱裝配檢驗(yàn)記錄表，沒有發(fā)現(xiàn)可能引起輸入軸承拉傷的原因；

2.1.4 形位誤差累計(jì)：裝配時(shí)在自然狀態(tài)下檢查軸承與軸的配合部位尺寸，根據(jù)實(shí)際尺寸計(jì)算軸與軸瓦之間的間隙，滿足技術(shù)要求。但實(shí)際裝配過程中，由于軸瓦、軸及軸承座之間的形位誤差累計(jì)，可能造成軸承的游隙減小，在高速工況時(shí)，軸瓦油膜建立不穩(wěn)定，導(dǎo)致軸瓦拉傷；

圖1 右舷齒輪箱輸入前軸承損壞照片

圖2 左舷齒輪箱輸入前軸承損壞照片

圖3 齒輪箱軸系安裝圖

2.1.5 軸承間隙的影響：通過現(xiàn)場處理問題發(fā)現(xiàn)，軸承修刮后間隙加大，再次試驗(yàn)時(shí)軸承的溫度有明顯的下降，表明齒輪箱輸入端軸承對(duì)間隙的要求比較敏感，加大間隙可使軸承的溫度下降，產(chǎn)品裝配后雖然間隙滿足設(shè)計(jì)要求，但靠近下限，軸承間隙偏小可能也是引起拉傷的原因之一；

2.1.6 油壓影響：在試驗(yàn)過程中，齒輪箱輸入端后軸承在溫度偏高的時(shí)候通過開啟備用泵增大滑油壓力，軸承蓋的溫度明顯下降，說明該滑動(dòng)軸承對(duì)滑油壓力比較敏感，通過排查齒輪箱的滑油壓力，齒輪箱進(jìn)油壓力在進(jìn)五工況時(shí)為0.30 MPa(右舷)和0.33 MPa(左舷)，雖然滿足技術(shù)要求，但略偏低，通過調(diào)整齒輪箱滑油系統(tǒng)的溢流閥后，使齒輪箱的進(jìn)油壓力達(dá)到0.39MPa(右舷)和 0.40MPa(左舷)，溫度有明顯下降，因此滑油壓力偏低可能也是引起軸承拉傷的原因之一。

表1 右舷齒輪箱裝配檢驗(yàn)記錄表

表2 左舷齒輪箱裝配檢驗(yàn)記錄表

經(jīng)過上述分析初步認(rèn)為，零件加工累計(jì)誤差、輸入端前軸承間隙偏小、齒輪箱滑油壓力偏低等綜合因素是引起左右舷齒輪箱輸入軸前滑動(dòng)軸承拉傷的原因。

2.2 解決和處理的方案

（1）對(duì)輸入軸前后軸承溫度傳感器進(jìn)行重新設(shè)定，滿足75℃開啟的條件后裝回。

（2）以實(shí)際裝配的軸瓦徑向間隙為基礎(chǔ)，采取修刮拉傷的軸瓦，并進(jìn)行接觸斑點(diǎn)檢查，使軸瓦的間隙增大（滿足工藝的0.2～0.5mm 要求），軸瓦接觸斑點(diǎn)滿足長度方向上100%接觸的要求。同時(shí)改進(jìn)優(yōu)化潤滑狀態(tài)，調(diào)高滑油壓力值，使軸瓦潤滑更加充分。

（3）海試過程中臨時(shí)使用水銀溫度計(jì)代替原機(jī)旁軸瓦傳感器直接觀察軸瓦溫度，并在試驗(yàn)期間安排專人用點(diǎn)溫計(jì)實(shí)時(shí)檢測軸瓦罩殼處溫度，海試后更換滿足長度要求的機(jī)旁軸瓦溫度傳感器。

3 結(jié)論

隨著造船事業(yè)的不斷發(fā)展，造船數(shù)量的不斷增加，出現(xiàn)類似情況也將是很普通很正常的事情。本文僅對(duì)齒輪箱軸承出現(xiàn)高溫情況的處理過程進(jìn)行了簡單闡述。通過試驗(yàn)證明此方案是正確的，能保證該船在航行中滿足各個(gè)工況的設(shè)計(jì)要求，讓船東滿意。同時(shí)希望本文能對(duì)大家在以后工作中遇到的同樣問題提供一些幫助。