水润滑艉轴承损坏原因与修理

    敞开式水润滑艉轴承由于具有无污染以及制造、维修简单等优点，以及随着材料科学的发展，多种耐用、低摩擦系数的新轴承材料被逐步推广应用于水润滑艉轴承，因此仍有广阔的应用前景。但是由于水润滑艉轴承装配间隙较大，且船舶营运时浸在海水中，其受外部因素的影响也随之加大，艉轴承损坏的情况也经常发生。

　　“溧阳”轮于1971年由江南船厂建造，原属上海远洋运输公司所有。设计为中机型，长轴系，包括艉轴、四根中间轴及推力轴。每根中间轴各有一个中间轴承，螺旋桨直径5.32M，主机转速105RPM。艉轴承原为铁犁木材质，采用水润滑，密封填料函为牛油盘根。在某次坞修时，将艉轴抽出后检查发现艉轴承下半部表面大面积损坏，轴承实际间隙超过10mm，艉轴表面磨损状况良好。


　　艉轴承损坏原因除由于长期运转导致的正常磨损外，主要还包括轴系振动、轴系校中不良及轴承设计不合理等
 
　　轴系振动一般可分为轴系扭转振动、纵向振动和回转振动三大类。在船舶建造时，针对不同船型、不同推进轴系，其轴系扭转振动、纵向振动、回旋振动计算书应提交船级社审批。对于主推进轴系，应保证在常用转速范围内没有过大振幅的回旋振动，不应产生危险的共振转速，且在整个转速范围内没有过大振幅的纵向振动。如果轴系振动的振幅或应力或扭矩超过规范规定的持续运转的许用值时，则应设“转速禁区”，在禁区内，机器不应持续运转。由此可见船舶轴系振动对船舶正常航行是一项非常重要的影响因素，异常振动除可能导致机器设备不能工作外，对艉轴承的磨损也有很大影响。

　　轴系校中一般包括直线法（平轴法），轴承允许负荷法和轴承合理负荷法三种，目前船舶轴系校中通常采用轴承合理负荷法。所谓合理负荷校中，主要考虑了主机热态时垫升影响，各轴承的负荷在主机热态时处于最佳合理分布状况，其实质是在遵守规定的轴承负荷、应力、转角等限制条件下，通过校中计算以确定各轴承的合理位置，将轴系安装成规定的曲线状态，以达到使各轴承的负荷分配合理。在船舶建造时，对于采用合理负荷校中法进行船舶轴系校中的，其校中计算书应提交船级社审批。中国船级社《钢质海船入级与建造规范》及《验船师须知》中对轴系校中计算，校中方法及合格标准都有明确规定。
　　由于轴系校中结果直接影响到船舶营运中传动系统的工作状况，影响到各轴承的负荷分布。由此可见，如果轴系校中计算不准确或未进行校中计算就安装轴系，则可能使轴承负荷分配不均，从而引起超负荷轴承的过度磨损。

　　水润滑艉轴承材料通常采用铁犁木、赛龙及其他合成材料等，每种材料根据自身的性能所承受的比压不一样，在船上安装时其长度尺寸要求也不一样。如中国船级社规定对海水润滑的铁犁木、合成橡胶或塑料轴承，其长度应不小于规范所要求的螺旋桨轴计算直径的4倍或实际直径的3倍，取其较大者。只有保证轴承长度，从而保证轴承受力面积才能使轴承承受的比压符合轴承材料性能要求，从而保证轴承使用寿命。如果轴承尺寸达不到规定的要求，将大大加快轴承磨损速度。

　　综合上述轴承损坏原因分析，查阅船上轮机日志，发现该轮一个月前某次航行途中曾发生由于螺旋桨打上浮筒，轴系产生剧烈振动，导致艉轴水封损坏，而在此之前轴系一直处于良好运转状态。因此基本可以断定该轮艉轴承损坏是由于轴系异常振动所致，而轴系异常振动的直接原因则是由于螺旋桨打上浮筒，桨叶失去原有平衡引起的。

　　针对上述分析，可以确定该轮原有的轴系校中及轴承布置是合理的。在维修过程中除了对损坏的螺旋桨按规定的要求进行修复外，针对艉轴承的修理应进行整体换新，可以根据船上原艉轴管衬套尺寸为基准来加工新艉轴承的尺寸。具体修理步骤如下：

　　1．加工一内径与艉管衬套相同的假套；
　　2．在假套上焊接止动板；
　　3．镶嵌新的轴承赛龙板条，根据赛龙使用说明书及服务商的意见，拟定运行间隙为3mm，同时为弥补艉轴下沉所造成的中心偏差，应将艉轴承内圆中心上抬50％x3=1.5mm，使艉轴中心线与艉轴承中心线在运行中处于重合。按设定尺寸加工赛龙板条；（可以采用镗床或车床整体加工，也可以上下半部分开加工）
　　4．将加工好的板条做好标记，按顺序装进船上艉管衬套；
　　5．测量安装后的实际内径；
　　6．艉轴装复，间隙测量，连接中间轴，测量连接法兰的曲折和偏移，测量主机拐挡差并与维修前进行比较；
　　由于找准了造成轴承损坏的具体原因，因此该轮自修理后轴系运转状况良好，未出现轴承再次损坏。