船舶主推進(jìn)齒輪箱故障判斷研究

船舶主推進(jìn)齒輪箱在長時(shí)間的使用下,其裝置容易出現(xiàn)影響故障,不利于船舶的安全運(yùn)行。因此,相關(guān)部門針對(duì)船舶主推進(jìn)齒輪箱展開有效分析,明確出現(xiàn)故障的具體原因,并對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行有效改進(jìn),避免由于其故障導(dǎo)致船舶失去動(dòng)力,影響其整體的安全,繼而應(yīng)當(dāng)對(duì)主推進(jìn)裝置故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,以此保證船舶運(yùn)行安全。一、船舶主推進(jìn)齒輪箱的基本原理以某船舶為例,該船舶配有兩臺(tái)齒輪箱,分配在船舶的左右,其額定功率為600kW,軸轉(zhuǎn)速在750rpm左右,螺旋槳轉(zhuǎn)速在152rpm左右。并且，該船舶采用液壓式離合器,配置相應(yīng)的發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到150rmp,額定功率為5760kW。同時(shí),齒輪箱的溫度在52攝氏度左右。該船舶在經(jīng)過某一片海域時(shí),工作人員在檢查中發(fā)現(xiàn)船舶左推進(jìn)齒輪箱的潤滑油壓力逐漸降低，達(dá)到了0.35MPa左右,并且下降的速度相對(duì)較快。但是,離合器油壓等均為正常情況。此時(shí),工作人員停車對(duì)齒輪箱進(jìn)行有效的檢查,在檢查過程中,發(fā)現(xiàn)齒輪泵的部分齒局部出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象,并且軸承也出現(xiàn)大范圍的磨損,造成齒輪泵無法正常展開工作,并利用泵繼而代替機(jī)帶泵而使用。然而,在使用過程中,其壓力的波動(dòng)相對(duì)較大,造成離合器難以正常工作。根據(jù)該情況,工作人員對(duì)各項(xiàng)器件進(jìn)行有效檢查,發(fā)現(xiàn)油溫相對(duì)較高,影響整體的應(yīng)用效果,為此針對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行有效分析,以此明確故障的主要原因。二、船舶主推進(jìn)齒輪箱故障的主要分析1、齒輪箱故障現(xiàn)狀根據(jù)船舶出現(xiàn)的具體故障，工作人員展開充分分析，了解船舶的實(shí)際故障,并對(duì)船舶進(jìn)行有效調(diào)查，了解到船舶在施工過程中，主推進(jìn)齒輪箱的溫度已經(jīng)達(dá)到了60攝氏度左右。并且,其軸承的溫度也達(dá)到了65攝氏度,兩者均接近臨界值。在此基礎(chǔ)上,潤滑油的壓力不斷降低,直至低于設(shè)定值以下,在船舶行駛初期,螺旋槳在85%時(shí)均未有任何影響,保持正常值。但此時(shí)油溫出現(xiàn)明顯變化,左右油溫的溫度出現(xiàn)不同值,左邊的油溫比右邊溫度高出8攝氏度左右,齒輪箱也出現(xiàn)溫度不同的現(xiàn)象,左邊比右邊高，其溫差在10攝氏度左右。此時(shí)潤滑油壓力達(dá)到了3.7bar,工作人員為了充分了解油壓與油溫間存在的關(guān)系，利用機(jī)帶泵進(jìn)行有效檢查,采用該設(shè)備對(duì)油底進(jìn)行吸油工作,并將油液排出到相應(yīng)的濾器中,當(dāng)顯示出油壓相對(duì)較低時(shí),則可以采用繼電器對(duì)備用泵進(jìn)行有效控制,促使濾器可達(dá)到閥門的特定值,如,安全閥、油壓閥、減壓閥。其中安全閥的特定值為40bar,當(dāng)油壓超過特定值時(shí),則會(huì)流入到恒溫閥中。油壓閥的特定值在24bar,在特定值以下,則為正常現(xiàn)象,當(dāng)超過特定值后,同樣會(huì)流入到恒溫閥中,并且還有一部分用作驅(qū)氣以及起壓。另外,減壓閥的特定值為21bar,該部分的多余油液會(huì)在恒溫閥下進(jìn)行冷卻,并且背壓閥的作用下可直接流回油箱。繼而充分明確了船舶主推進(jìn)齒輪箱的實(shí)際故障以及其出現(xiàn)故障后的現(xiàn)狀,有利于工作人員針對(duì)具體故障采取有效的解決方法,以此保障船舶的安全。2、油溫較高的原因（1）軸承發(fā)熱較差在船舶主推進(jìn)齒輪箱的故障分析中,當(dāng)齒輪箱出現(xiàn)故障時(shí),則油溫會(huì)逐漸升高,繼而影響其整體的運(yùn)行,容易為船舶帶來較大的危險(xiǎn),其中軸承發(fā)熱較差就是油溫較高的原因之一。在正常工作下,齒輪箱的前軸承與后軸承均不好發(fā)熱,從而造成油溫逐漸升高,對(duì)船舶運(yùn)行形成較大的影響。（2）冷卻效果不好當(dāng)油溫過高時(shí),還有可能是冷卻效果未能達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn),冷卻器在應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題,由于冷卻器自身的故障,如,電線短路、短路等,均能造成潤滑油冷卻不足的現(xiàn)象。并且在冷卻器中可能對(duì)出現(xiàn)較多的灰塵,繼而造成冷卻器無法正常工作,致使油溫不斷升高。（3）油泵內(nèi)泄較大當(dāng)油泵內(nèi)泄過大時(shí),也會(huì)促使油溫上升,當(dāng)冷卻器中的潤滑油量不斷減少時(shí),通過備用泵的應(yīng)用,油溫則會(huì)繼續(xù)下降,從而可得出油泵內(nèi)泄過大的結(jié)論。正常情況下,油泵自身會(huì)有相應(yīng)的富余量,當(dāng)油溫不斷升高時(shí),則油量泄漏也會(huì)逐漸增多，繼而需要依靠背壓閥可對(duì)潤滑油壓力進(jìn)行有效控制。但是當(dāng)油溫升高時(shí),造成潤滑油的壓力下降，以此出現(xiàn)排量不足的現(xiàn)象。同時(shí),油泵泄漏較大也有可能與軸承的磨損程度有關(guān),當(dāng)齒輪箱的磨損程度過大時(shí),則容易造成齒斷裂的現(xiàn)象發(fā)生,對(duì)油泵形成較大的損壞,促使油泵內(nèi)泄過大,出現(xiàn)油溫升高的情況。因此,在船舶主推進(jìn)齒輪箱的故障中，工作人員應(yīng)當(dāng)從多方面考慮，并對(duì)其進(jìn)行檢查,以此了解真正故障的原因,以此達(dá)到良好的處理效果。（4）恒溫閥異常恒溫閥工作異常也是油溫升高的原因之一，通過對(duì)恒溫閥的應(yīng)用,并根據(jù)冷卻器的實(shí)際情況,可有效對(duì)潤滑油進(jìn)行有效調(diào)整。但是,在調(diào)整過程中,還需參照冷卻器冷卻油量的多少繼而能夠發(fā)揮其自身的作用。然而,當(dāng)冷卻器未能展現(xiàn)其自身的優(yōu)勢，以此恒溫閥也會(huì)受到相應(yīng)的影響,繼而促使在相同負(fù)荷下,油溫出現(xiàn)升高的現(xiàn)象。3、氣控系統(tǒng)故障在船舶運(yùn)行過程中,主推進(jìn)齒輪箱在長期應(yīng)用下會(huì)發(fā)生相應(yīng)的故障,造成船舶難以正常運(yùn)行,由于氣控系統(tǒng)容易出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象。為此,促使齒輪箱的零件出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象。并且,在部分零件中存在表面生銹的情況,該問題是由于在氣控系統(tǒng)中存在相應(yīng)的水汽,造成各零件在潮濕環(huán)境下,其表面出現(xiàn)生銹的狀況,繼而導(dǎo)致船舶無法順利行駛。此外,在主推進(jìn)裝置中,還會(huì)存在噪聲、泄漏、變形、螺孔滑扣、齒輪箱接排等故障,促使齒輪箱造成不同程度的破壞,出現(xiàn)問題時(shí)由于設(shè)備系統(tǒng)在長時(shí)間的應(yīng)用下,會(huì)形成較大的損耗。同時(shí),工作人員在船舶操作的過程中,存在不正當(dāng)?shù)牟僮?繼而均會(huì)使船舶主推進(jìn)齒輪箱產(chǎn)生相應(yīng)的故障,對(duì)船舶形成較大的影響。4、齒輪箱振動(dòng)故障在船舶運(yùn)行過程中,主推進(jìn)齒輪箱由于受到強(qiáng)烈的振動(dòng),繼而產(chǎn)生相應(yīng)的故障。為此,工作人員需根據(jù)實(shí)際情況,分析可能出現(xiàn)故障的原因,在設(shè)備的詳細(xì)檢查下,對(duì)扭振計(jì)算進(jìn)行詳細(xì)的核對(duì)，明確PTO軸系的計(jì)算要求。同時(shí),在原因分析過程中,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的測試,以確保原因的分析準(zhǔn)確。在齒輪箱的各個(gè)端口等設(shè)備大約16個(gè)觀測點(diǎn),其中可選擇4個(gè)進(jìn)行有效測試,通過具體測試可充分掌握振動(dòng)的頻率，在齒輪箱輸出端的振動(dòng)數(shù)值相對(duì)較大,其頻率達(dá)到了121dB。針對(duì)PTO軸系的振動(dòng)分析中,其振動(dòng)頻率的范圍在150Hz左右,并且在運(yùn)行過程中,會(huì)發(fā)生橫向振動(dòng)。通過對(duì)齒輪箱進(jìn)行一系列的測試，可了解PTO軸系的實(shí)際模態(tài)頻率,對(duì)船舶主推進(jìn)齒輪箱的工作造成嚴(yán)重的干擾,不利于船舶的正常運(yùn)行。三、船舶主推進(jìn)齒輪箱故障的改進(jìn)措施工作人員針對(duì)船舶主推進(jìn)齒輪箱的故障分析后,明確其具體故障的原因,繼而需采取相應(yīng)的措施,以解決齒輪箱的故障。首先,工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)船舶的實(shí)際情況,選擇相適宜的油泵,對(duì)于出現(xiàn)損壞的軸承以及齒輪進(jìn)行定期更換。并且,選擇較為柔軟的齒輪泵,避免在船舶運(yùn)行過程中,對(duì)軸承造成較大的磨損,相應(yīng)齒輪箱的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次,在備用泵安裝過程中,工作人員應(yīng)當(dāng)加以注意,選擇合理的位置,可使其距離齒輪箱較近的位置,通過齒輪箱較強(qiáng)的吸入力,可確保備用泵的壓力趨于穩(wěn)定。必要時(shí),還可采用蓄能器穩(wěn)定備用泵的壓力。同時(shí),在安裝備用泵時(shí),應(yīng)當(dāng)接近齒輪箱的吸入濾器,并在安裝時(shí),減少彎頭,避免對(duì)其產(chǎn)生影響,造成主推進(jìn)齒輪箱出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。然后,工作人員應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)關(guān)注軸承的溫度變化,當(dāng)其溫度出現(xiàn)異常情況時(shí),則會(huì)及時(shí)進(jìn)行檢查,并做出相應(yīng)的調(diào)整。最后,可采用兩臺(tái)機(jī)帶泵,將其結(jié)合使用,繼而可有效提高油泵的使用壽命,保證船舶運(yùn)行的安全。此外,在主推進(jìn)裝置出現(xiàn)問題時(shí),工作人員應(yīng)當(dāng)加大對(duì)設(shè)備的檢查力度,明確具體出現(xiàn)的故障,根據(jù)實(shí)際故障,采取相對(duì)應(yīng)的解決措施,可有效降低故障的發(fā)生率。同時(shí),根據(jù)主推進(jìn)裝置換向狀態(tài)，明確換向延時(shí)要求，以此為氣控系統(tǒng)提供良好的緩沖時(shí)間,避免船舶在運(yùn)行過程中出現(xiàn)停機(jī)的現(xiàn)象。并且,還要求工作人員在實(shí)際操作過程中,應(yīng)當(dāng)按照具體的方法以及規(guī)定的流程進(jìn)行操作,避免出現(xiàn)相應(yīng)的失誤對(duì)船舶主推進(jìn)裝置造成較大的損壞,影響船舶的行進(jìn)效率。針對(duì)齒輪箱振動(dòng)故障的原因,可提出相對(duì)應(yīng)的解決方案,通過改變PTO系統(tǒng)的頻率,有利于解決振動(dòng)問題。為此,工作人員應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾虞S徑的配重,并調(diào)節(jié)PTO軸的頻率,使其增加到300Hz,防止出現(xiàn)頻率耦合的情況,以此可有效避免出現(xiàn)齒輪箱振動(dòng)的現(xiàn)象,促使船舶能夠正常運(yùn)行。同時(shí),在主軸系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,容易對(duì)調(diào)速器系統(tǒng)造成較大的干擾。因此,工作人員還可調(diào)整調(diào)速