二沖程柴油機主軸承座損傷原因分析及修理工藝

億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 二沖程柴油機主軸承座損傷原因分析及修理工藝 陳阿貴 張凱峰 （ 大連中遠船務(wù)工程有限公司 ） 摘要： 文章探討了船舶主機主軸承座損傷的原因及修理方法，通過實例介紹了同類柴油機在拆裝主軸承中應(yīng)注意的問題和出現(xiàn)損傷問題的修理工藝和經(jīng)驗，供同行借鑒。 關(guān)鍵詞 ： 主軸承座；損傷；分析；修理工藝。 Abstract: In this paper, the reason and workmanship of M/E main bearing seat scratch probed, what should be pay attention when the same kind diesel engine main bearing taking out & fitting back and the experience of repairing are introduced and referenced. Key words: Main bearing seat； damage； Analysis； Repairing technique 前言 修船工作中常常遇到一些疑難的問題 , 剛剛發(fā)現(xiàn)時令人感覺難以處理 , 或者說難度很大 ,無從下手 ,但是從工作原理和設(shè)計規(guī)范要求入手研制輔助修理的工裝工具， 往往會找到解決的辦法 , 最近在某船廠修理的船舶中就遇到了一件這樣的工程 . 主軸承座損傷的基本情況 那是一條八萬噸級的希臘籍散裝船 , 其中主機有船檢項目 :第七道主軸承拆檢 . 這種工程屬于常規(guī)工程 . 但是意外就在這次作業(yè)中發(fā)生 . 其主機機型是 B&W 6L80GBE, 缸徑 800mm, 轉(zhuǎn)速 106rpm,功率18400KW，行程 1950mm. 施工人員按說明書要求分解主軸承 , 1）從主管上拆下滑油管， 2）盤車使曲臂朝向主機排氣側(cè)；在螺栓上安裝億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 定 距環(huán)和液壓拉伸器借助液壓拉伸器，松開主軸承螺栓上的螺母； 3）在機架壁板上安裝帶有鋼絲和吊具的導(dǎo)向滑輪將吊具安裝到軸承蓋上，安裝兩個滑輪，交替使用滑車拆卸軸承蓋和上軸承襯， 4）將軸承蓋吊離螺柱并放到相鄰的螺栓上； 5）在軸承蓋上安裝帶有兩根繩索的吊具，交替地使用滑輪將軸承蓋從主機內(nèi)吊出； 6）將橫梁放在機座內(nèi)，其兩端靠在中間體橫梁上，把液壓千斤頂放在橫梁和曲臂之間； 7）將液壓千斤頂連接到高壓油泵上，泵壓直到曲軸抬高 0.2mm；8）導(dǎo)向輪內(nèi)按鋼絲，拉轉(zhuǎn)下軸承襯直到它轉(zhuǎn)到主軸頸上方； 9）按與拆上軸承襯相同的辦法從機上 拆出下軸承襯。船檢檢驗上下主軸瓦外觀和磨合面合金情況都在正常范圍內(nèi)。重新安裝主軸承時，檢查間隙和放入必須的墊片，然后用液壓工具把緊主軸承蓋，這要分三個步驟：先把緊前兩個螺柱上的螺帽，然后把緊后兩個，最后重新把緊前兩個螺柱的螺帽。注意在下軸襯重新裝入前，不要移開抬升曲軸的工具。按部就班地檢查完上下軸承，之后又重新測量軸承的間隙如下： 主軸間隙 /Main journal Clearance(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 A 0.23 C 0 D 0.48 2 A 0.18 C 0 D 0.53 此間隙不正常，此機型主軸承和主軸承間隙為 0.35-0.45mm, 因此我們又把軸承打開，發(fā)現(xiàn)上面滑油管折斷，定位銷將下軸承表面拉出寬10mm， 深 3-4mm，相距 70mm 的兩道溜子。 . 原因分析 億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 根據(jù)上述情況分析軸承是在沒把緊的時候有人盤車，上下軸承隨著主軸轉(zhuǎn)動造成的。軸承是厚壁瓦，材料為中碳鋼（ 35#）表面澆注錫銻軸承合金（ ZChSnSb11-6），瓦背與瓦座接觸是鋼與鋼接觸，其摩擦系數(shù)為 0.10-0.15；曲軸與軸承接觸為鋼與軸承合金接觸，其摩擦系數(shù)是 0.2。在軸承上蓋沒有把緊的情況下，盤車機帶動曲軸轉(zhuǎn)動時，曲軸與軸承的摩擦力大于軸承與軸承座的摩擦力，同時根據(jù)扭矩公式： M=30P/ n 式中 P-軸功率（ w） n-軸轉(zhuǎn) 速（ r/min） 已知軸功率 P=15000w ， 軸 轉(zhuǎn) 速 n=0.5r/min ， 計 算 得M=286624.2N.m 再根據(jù) F=M/R 式中 F-作用在曲軸外圓的扭力（ N） R-曲軸半徑（ m） 已知曲軸半徑 R=0.4m，計算得 F=716560.5N 再根據(jù) F/ 式中 -定位銷最大直徑 -材料屈服極限 mm 已知 : =480 mm ，計算得 r21.8mm. 其截面積 S=1492.8 mm 大于兩只 10的定位銷和 222的滑油管 的截面積 222.9 mm ，當盤車機帶動主軸轉(zhuǎn)動時，上下軸承隨著主軸轉(zhuǎn)動折斷定位銷和滑油管，折斷的定位銷將主軸承座表面拉出了溜子。 億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 主軸承座損傷的修理工藝方法 現(xiàn)在問題明確了，即主軸承座表面拉痕損傷的處理。主軸軸徑 730，主軸承座孔 815mm，那麼就是要在直徑 815mm， 42.5mm寬的弧面中來現(xiàn)場作加工和刮磨的工作。這種情況比較少見，找不到現(xiàn)成的方法修理，我們便試著自己研制工具進行加工修理。主軸瓦寬度 420mm，拉痕寬度 70mm，將拉痕處理后使用面積是總面積的 83.3%大于標準的 75%，那麼這個拉痕 是可以修理的。 首先，為了確定拉痕凸起的高度，加工了外徑為 42.50mm，42.25mm, 42mm, 41.75mm, 41.50mm, 41.25mm 長度200mm 的尼龍?zhí)坠?,用細尼龍繩分別從中間串起 ,把尼龍?zhí)坠軓拇蟮叫∫来畏旁谙峦咦颓S之間 ,從第七道軸承兩側(cè)拉細尼龍繩使尼龍?zhí)坠芡ㄟ^ ,測得 41.50mm 剛好通過，而 41.75mm 不能通過，則凸起在 0.75-1.00mm 之間。通常機座材料為 30#優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ,其化學(xué)成分和機械性能如下 : 化學(xué)成分 (%) C Si Mn P S 0.27-0.35 0.17-0.37 0.5-0.8 0.04 0.04 機械性能 屈 服 強 度(MPa) 抗拉強度(MPa) 伸長率 (%) 斷面收縮率(%) 沖擊功 (J/cm2) 硬度 (HB) 294 490 21 50 80 179 根據(jù)實際情況設(shè)計如圖車刀夾具： 億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 加工程序是先用圖中 1 所示刀槽，選擇高速鋼刀具 W18Cr4V 尺寸為：8mm8mm80mm，其化學(xué)成分和機械性能： 化學(xué)成分（ %） C W Cr V P S 0.7-0.8 17.5-19.5 3.8-4.6 1-1.4 0.03 0.03 機械性能 硬度（ HRC） 抗彎強度（ GPA） 沖擊韌性 MJ/M2 63-66 2.94-3.33 0.176-0.314 把刀條點焊到刀槽上，使刀露出刀架 3mm，將刀架用螺栓把緊到主軸上，這樣刀口剛好距主軸表面 1mm, 盤車一圈，然后每一次在主軸和刀架之間加 0.05mm 銅墊用來進刀 ,這樣反復(fù)操作直到刀口距瓦座表面 0.20mm 停止 .此時考慮到主軸和軸承座孔的中心相對位置相差 0.20mm,且為了不碰到軸承座本體 ,此時換用浮式刮刀 ,即取下圖1 中使用的刀條 ,使用圖 2 中刀槽 ,先在 2 個 7 的 孔中安 2 個彈簧 ,彈億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 簧中徑 5mm,鋼絲直徑 2.5mm,長度 36mm，彈簧剛度 262N/mm,選用80#彈簧鋼絲；再將刀架把緊到主軸上，安上刀條，反復(fù)盤車依靠彈簧的彈力進刀，將剩下的 0.20mm 凸起刮掉，且不傷到本體。浮式刮刀及主軸和軸承座孔的相對位置如圖所示： 按照制造要求主軸承座內(nèi)表面應(yīng)達到表面出粗糙度 Ra=32m，公差等級 IT6, 配合方式 H6/s5。為了達到這個要求我們又制做了哈夫胎，內(nèi)徑 735mm,外徑 815mm,寬 80mm,外面裹一層 150#砂布，用兩個特制的撐桿來回推動放到軸承座上的哈夫胎 ，靠砂布來對軸承座上表面進行拋光。最后用 42.50mm 的尼龍?zhí)坠軝z測，剛好可以通過，接下來安裝軸承，按要求把緊螺栓后，測量主軸承間隙如圖說示： 主軸間隙 /Main journal Clearance(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 A 0.38 C 0.20 D 0.22 2 A 0.40 C 0.23 D 0.22 億牌地板陳晨黃家湖地板烽火地板 紅霞地板江夏地板南湖地板長江子都 達到了使用要求。 結(jié)束語 通過以上實例可以了解到常規(guī)工程中也會隱藏著疑難的問題，我們在做常規(guī)工程中要嚴格按標準程序來進行。同時在我們遇到難題時，只