挖泥船泥泵推力軸承現(xiàn)場修理技術(shù)
2020-04-15 馬培良 劉軍明
摘 要：本文結(jié)合“芭坦安耐”輪艙內(nèi)泥泵推力軸承的故障損壞情況，圍繞挖泥船泥泵現(xiàn)場修理技術(shù)進(jìn)行探討。闡述了常見泥泵軸承損壞的成因，分析其故障原因，最終確立現(xiàn)場臨時修理的應(yīng)急方案，通過拆換軸承、軸承箱體磨損部位的應(yīng)急處理等方法，“芭坦安耐”最終正常施工，并取得良好的經(jīng)濟(jì)收益。
關(guān)鍵詞：船舶泥泵 推力軸承
挖泥施工船舶配備的水下泥泵和艙內(nèi)泥泵系統(tǒng)是挖泥船的關(guān)鍵設(shè)備，船舶的施工效率主要取決于泥泵的配置和狀態(tài)。泥泵的泵殼、泵葉等都是懸臂式安裝，支撐受力點全在推力軸承及其座上，推力軸承不但要承受泵葉的重量，還要承受泥泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的施工負(fù)荷，尤其是大型挖泥船舶，泥泵功率很大，運(yùn)轉(zhuǎn)中因泥沙、石頭等土質(zhì)工況的變化，經(jīng)常性地導(dǎo)致泥泵負(fù)荷突變，所以泥泵推力軸承的受力復(fù)雜多變，經(jīng)常導(dǎo)致軸承損壞，本文所述泥泵功率2600kW，泵殼自重7.5t，泵葉自重2.5t，在一次泥泵軸承的非正常磨損損壞時，采用非常規(guī)的應(yīng)急現(xiàn)場修理技術(shù)獲得成功，為以后的同類型故障的快速處理提供了寶貴的經(jīng)驗，對相關(guān)行業(yè)和個人有實際的借鑒意義。
1.故障現(xiàn)象與問題
1.1故障情況
“芭坦安耐”2012年正在巴基斯坦卡拉奇港趕節(jié)點突擊施工時，帶動艙內(nèi)泥泵的柴油機(jī)忽然超負(fù)荷報警，推力軸承箱輸出端高溫冒煙，泥泵及推力軸承箱整體劇烈振動，值班輪機(jī)員立即電話通知挖泥長應(yīng)急脫開泥泵離合器，隨后觀察分析泥泵軸承情況，初步判斷故障為：泥泵推力軸承箱輸出端調(diào)心滾子軸承（型號：23152MC3）損壞，為了進(jìn)一步確認(rèn)整個推力軸承箱的損壞情況，拆卸輸入端盤車飛輪，拆開/退出推力軸承箱后端蓋，檢查輸入端調(diào)心滾子軸承（型號：23048M）完好，結(jié)合初始故障時的溫度檢測，判斷推力軸承箱中間的推力軸承也是完好的；拆卸取出泥泵軸封壓蓋和葉輪緊固三爪卡碼，拆卸/退出推力軸承箱前端蓋，檢查發(fā)現(xiàn)前端調(diào)心滾子軸承滾柱支架破損，部分滾柱損壞、破損/變形堆積在一起，軸承箱體與軸承外圈接觸部分發(fā)藍(lán)變色，軸承跑外圈嚴(yán)重，用塞尺測量，間隙>0.5mm。
1.2修理方案的擬定
泥泵推力軸承損壞，船舶被迫停工，因當(dāng)時船舶正在施工節(jié)點上，項目現(xiàn)場的船舶投入使用，如無法履約節(jié)點施工要求，則公司將面臨巨額罰款和國際聲譽(yù)損失。如按常規(guī)處理方案修理至少耗時20d，必然貽誤工期，因此必須探尋現(xiàn)場修理、解決之道?，F(xiàn)場修理必須解決2個技術(shù)難題：（1）軸承跑外圈后，軸承箱本體磨損部位的間隙如何消除，通過查詢說明書和過往的軸承安裝經(jīng)驗，前端調(diào)心滾子軸承外圈與軸承箱本體的接觸是零對零的過盈配合，幾乎沒有過盈量，現(xiàn)場雖然無法燒焊光車，但可以通過使用錐子在本體與軸承外圈接觸的圓周面鏨錐孔麻點及填涂軸承膠的方法消除此間隙，最后采用壓裝裝入法后其接觸過盈量肯定會大于原裝零對零的緊密配合度；（2）現(xiàn)場拆裝軸承無法受力拉出，無法加熱安裝等，但通過一些自制工具等應(yīng)該可以解決此難題，整個修理期預(yù)估3～5d，所以初步論證現(xiàn)場修理是可行的。
1.3修理方案比選
對比表1修理方案，雖然常規(guī)送廠修理可以保證修理質(zhì)量，但耗時太長，而現(xiàn)場臨時修理雖然也會承擔(dān)一定風(fēng)險，只要能夠保證臨時使用，保證船舶正常施工一個月完成節(jié)點任務(wù)就算大功告成，所以通過綜合評估，決定采用臨時現(xiàn)場修理技術(shù)解決工程急需。
2.泥泵推力軸承的現(xiàn)場修理
2.1修理準(zhǔn)備工作
?。?）拆卸吊出泥泵部件：按泥泵拆卸操作規(guī)程拆卸/吊離泥泵吸口人孔門短接管、泥泵前大/小端蓋、葉輪鎖緊將軍帽、專用葉輪工具旋松/吊出葉輪、拆卸/吊出封水腔室整體、移出推力軸承箱前端蓋，露出雙推力滾柱軸承端面，拉出泥泵軸封套和推力軸承前軸封套；（2）考慮拉出舊軸承需要風(fēng)/電焊作業(yè)，軸承箱連接滑油管路必須拆出，放盡內(nèi)部殘油，用壓縮空氣吹凈軸承箱內(nèi)部空間油汽。
2.2舊軸承的拆卸
調(diào)心滾子軸承與泵軸為過盈配合，安裝時是在空曠場地，靠軸承加熱或泵軸冷凍法安裝到位的，拆卸時也必須加熱軸承內(nèi)圈使其膨脹才能取出，因為舊軸承在損壞過程中變形、高溫發(fā)熱，軸承內(nèi)圈與泵軸已經(jīng)緊緊咬合在一起，依靠加熱法已無法取出舊軸承，必須采用破壞拆卸法，割除或強(qiáng)力拉出舊軸承，因空間狹小，割除有可能會損壞泵軸和軸承箱本體，而要大力拉出舊軸承卻又無受力點，研究現(xiàn)場情況，決定采用加熱、割除、自制專用工具強(qiáng)力拉出相結(jié)合法：首先用風(fēng)焊在舊軸承的對稱位置一點一點地割除掉2排滾柱，使得拉桿可以深入焊接在軸承內(nèi)圈的外表面上，在拉桿頂端加裝液壓千斤頂和不斷更換墊塊厚度，一點一點地將舊軸承從泵軸上拉出來。
2.3軸承箱與軸承外圈接觸面的修理
舊軸承因跑外圈，軸承箱本體接觸內(nèi)圓周面已產(chǎn)生磨損，磨損間隙已超過0.5mm，如果要修復(fù)，必須堆焊光車，現(xiàn)場修理則不具備此條件，所以只能依據(jù)過往經(jīng)驗，采用錐釘鏨孔（俗稱打麻點、打奔子）的方法臨時修理，利用錐子的沖擊力使鏨孔四周金屬向外擴(kuò)張變行而凸出升高，從而達(dá)到消除間隙，緊密接觸配合的目的，利用此方法在軸承箱本體接觸內(nèi)圓周面密密麻麻打上無數(shù)錐孔麻點，力求新軸承裝上后軸承外圈能夠與軸承箱本體過盈緊密配合。
2.4新軸承的安裝
檢查、清潔泵軸，并用油石修磨泵軸有拉痕或毛刺的地方，利用壓縮空氣反復(fù)吹洗軸承箱內(nèi)腔室，力求拆卸風(fēng)/電焊時可能產(chǎn)生的異物被吹洗干凈，因現(xiàn)場安裝空間狹小，軸承也不宜用預(yù)加熱法安裝，所以必須設(shè)計制作專用工具，利用2個液壓千斤頂和不斷更換受力桿長度對稱將軸承慢慢強(qiáng)力推入軸承位（見圖1）。為了防止新軸承在推入過程中軸承內(nèi)圈與泵軸摩擦力過大，保證軸承的順利進(jìn)入，在安放新軸承前，泵軸表面要薄薄地涂滿一層潤滑油，同時為了保證新裝軸承外圈能夠與軸承箱本體接觸內(nèi)圓周面緊密配合，在軸承壓入前，需要在軸承箱本體接觸內(nèi)圓鏨錐孔麻點的周面均勻薄薄地涂抹一層軸承膠。
3.結(jié)果與效益分析
3.1修理后效果
軸承安裝完畢后，依序裝復(fù)軸封套，軸承箱前后壓蓋，盤車飛輪，潤滑油管路等拆卸件，泵油潤滑，盤車檢驗運(yùn)轉(zhuǎn)順暢平滑，再按泥泵拆裝程序裝復(fù)好泥泵所有零部件，按施工操作程序備機(jī)、啟動艙內(nèi)泥泵試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查泥泵推力軸承狀態(tài)：運(yùn)轉(zhuǎn)平順，點測軸承箱各處表面溫度正常，潤滑油溫正常，滑油泵吸口濾器檢查干凈無異常，逐漸加大泥泵負(fù)荷試驗，一切正常后轉(zhuǎn)入駕駛臺挖泥長正常挖泥施工，輪機(jī)部派專職人員連續(xù)監(jiān)測6h無異常，轉(zhuǎn)入輪機(jī)正常值班，至此說明本次泥泵推力軸承損壞的應(yīng)急現(xiàn)場修理獲得成功。
3.2效益分析
本次應(yīng)急現(xiàn)場修理總共耗時4d，對比常規(guī)送岸廠修方案省時16d，直接創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益448萬元，所以本次泥泵推力軸承損壞的應(yīng)急現(xiàn)場修理技術(shù)不但產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還滿足了工程需求，維護(hù)了公司的良好國際聲譽(yù)。
4.結(jié)束語
“芭坦安耐"輪艙內(nèi)泥泵從2012年的應(yīng)急現(xiàn)場修理后，目前泥泵運(yùn)轉(zhuǎn)已超2×104h，期間只出現(xiàn)過一次軸封滲漏情況，換新端蓋密封圈滲漏消除，到目前為止推力軸承箱一直都運(yùn)轉(zhuǎn)正常，通過本次的泥泵推力軸承損壞應(yīng)急現(xiàn)場修理技術(shù)說明，一線船舶管理人員只要熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，開闊思路，勇于擔(dān)責(zé)，依靠自身技術(shù)和經(jīng)驗，有能力解決現(xiàn)場的一些技術(shù)難題。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃龍發(fā)，許正功，韓志剛.圓錐滾子推力軸承結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計及有限元分析[J].機(jī)械，2006（12）：58-61+64.
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來源：《珠江水運(yùn)》2019年15期
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