1、    某39000dwt散貨船尾管后軸承損壞原因分析和預防措施    周俊雄摘    要：本文通過某39 000 dwt散貨船在試航過程中尾管后軸承損壞及修復的案例，探討采用環保生物潤滑油軸承損壞的原因，提出預防措施，并在后續同系列船型中進行驗證，為相似類型的船舶軸系安裝調試和試航提供參考。關鍵詞：尾管;后軸承 ;環保滑油;預防對策：u664.21                         

2、0;  ：aabstract： in this paper， through a case study of the damage and repair of the aft stern tube bearing of a certain 39000 dwt bulk carrier during the sea trial， the reasons for damage of the aft bearing using eal （environmentally acceptable lubricants） are analyzed and discussed， and the pr

3、eventive measures are put forward， which are verified in the subsequent ship types of the same series to provide reference for the installation， debugging and sea trial of similar types of ship shafts.key words： stern tube; aft bearing; eal; preventive measures1    前言某39 000 dwt散貨船尾管軸承采用油潤

4、滑。基于美國環保署2013vgp第2部分2.2.9項的新增要求：所有船舶在油水界面上必須使用環保潤滑油，除非技術上不可行。某39 000 dwt散貨船尾管也使用環保潤滑油，但在試航階段出現尾管后軸承損壞現象，給船廠造成經濟和名譽損失，引起了多方關注。因此，使用環保潤滑油時，如何預防尾管軸承高溫或損壞意義重大。本文通過該型船試航尾管后軸承損壞問題的案例，分析使用環保潤滑油后軸承損壞的原因，制定預防措施，并在后續同船型中進行驗證，為其它同類型船舶的軸系技術改進提供依據。2    事件經過該輪于2015年5月進行航行試驗，慢速回轉過程中發現尾管后軸承溫度一直上升，之后進行半速前行

5、打滿舵，出現后軸承溫度高報警（報警值設置為60）。十分鐘后后軸承溫度升至84，于是停車檢查：（1）塢內及碼頭安裝軸系對中數據、稱重數據、軸承間隙數據等均正常;（2）更換備用溫度探頭，溫度顯示與主探頭一致，在接線盒直接讀取輸出電壓也均正常，排除了溫度探頭故障誤報警的可能;（3）重力油柜、前后密封油柜油位正常，開啟密封油及潤滑油泄放/取樣閥均有滑油流出，觀察船尾海面無油料泄漏痕跡，可判斷尾管后密封完好;（4）重新加滿油后，排空尾管冷卻水艙，進入艙內、盤車，后軸承處有異響反轉時聲音更大;（5）全面稱重，尾管前軸承偏小。由此判斷尾管后軸承已經損壞。3    塢內檢查測量進塢后進行檢

6、查測量：（1）檢查尾軸下沉量，確認尾軸下沉了0.3 mm;（2）尾軸拉出后對尾管后軸承進行檢查，發現軸承下部有長約800 mm左右的嚴重損傷，軸承內部有大量巴氏合金粉末（見圖1）;（3）前軸承正常;（4）尾軸檢查發現在后軸承位置表面粘有許多巴氏合金，后進行拋光處理;（5）尾管內未見明顯異物，附件安裝正常無松動;（6）尾管滑油送外化驗結果：水分含量0.139%;（7）尾管前后密封檢查正常;（8）后軸承壓出后，用激光幾何儀檢查尾管內孔同心度，發現后軸承處后部上翹0.10 mm，次日重新測量，后軸承處后部上翹0.04 mm;（9）對尾管后軸承座、尾軸的軸承位進行磁粉探傷，結果合格。4  

7、 修復措施及實施驗證（1）修復措施 更換后尾管軸承; 尾管滑油在系泊試驗和調試磨合期間用礦物潤滑油，航行試驗正式報驗階段更換為環保潤滑油; 尾管后軸承斜度數據由0.208改為0.13，以補償尾管內孔同心度偏差，并取得主機廠家認可; 軸系重新進行對中稱重，稱重時將尾管前軸承負荷往上限靠攏，調整至1819 kn，以減輕后軸承負荷; 為保險起見，尾管后密封換新; 尾管滑油系統重新清潔和串洗; 進行尾管同心度測量以作對比。（2）修復措施驗證 對尾管后軸承加工尺寸測量，重點是斜度測量確認，加工數據符合圖紙要求; 尾管后軸承壓裝，壓裝前后用激光幾何測量儀測量同心度，均在控制范圍內; 尾管內銅管密

8、性報驗/滑油管系串油檢驗，均符合要求; 尾管清潔檢查、穿尾軸前對尾軸表面最后檢查、穿尾軸及尾軸間隙測量，后軸承間隙為上0.60、下0.13，均在控制范圍內; 壓裝螺旋槳、吊裝中間軸、尾管滑油管系清潔裝復、加油前的尾管重力油柜清潔，報驗均合格; 首尾密封的定位安裝、下沉量測量、將軍帽安裝，報驗過程順利，下沉量數據為上73.8、下73.75 ，符合要求; 新的環保生物潤滑油取樣化驗，水含量及其它指標符合要求; 壓油檢查首尾密封的密性、防繩罩的安裝定位及焊后報驗，均合格; 出塢后調整壓載狀態，進行軸系對中稱重工作，數據發給man公司，確認合格; 新加工的軸系連接螺栓尺寸報驗、轉鋼印及磁粉探傷、螺栓安

9、裝，檢驗合格;11 中間軸承下瓦拂配、活動墊片拂配、頂部間隙測量等，均報驗合格。（3）系泊及試航驗證主機進行系泊試驗，運轉4個半小時，觀察尾管軸承溫度均在33 左右;6月下旬該輪進行第二次試航，主機磨合摸底階段采用礦物潤滑油，報驗階段更換為環保潤滑油，試航順利。在主機高負荷運轉過程中，尾管后軸承的溫度一直保持在46 左右，符合要求，軸系運轉很平穩，說明以上的修復處理措施是合理有效的。5    故障原因分析對于引起該問題的原因，相關技術人員進行了分析，產生的原因可能是：（1）軸系校中問題該船型為系列船，之前已建造交付同船型10艘以上，并沒有出現過軸系校中問題，查該船的軸系校中

10、、軸承負荷數據也與之前的數據接近，都在軸系校中計算范圍內，主機曲軸臂距差和撓度等也都在主機廠規范內。所以該船軸系設計和安裝工藝應該是可靠的，所以軸系校中問題應該不是主要原因。（2）環保滑油問題根據相關資料，環保滑油在40 下的粘度要比同溫度下的礦物滑油粘度低，在主機轉速低且磨合時間不長的情況下，尾軸與軸承間的油膜難以形成，導致尾軸與后軸承潤滑不良，再加上突然轉向和變速行駛，引起軸承從左右兩邊開始燒傷進而導致整個下部損壞。同期其它船廠也有因使用環保滑油而出現尾管軸承高溫或損壞的相似案例，故推斷認為當軸承溫度升高后，環保滑油可能不利于軸承的潤滑，（3）尾管變形問題將損壞的軸承壓出后，經測量尾管內孔

11、的同心度，發現后軸承座后部比前部上翹（0.10+0.04）/2 = 0.07 mm（兩次測量的平均值），后軸承處斜度變化了0.07/960 = 0.073x10-3rad。分析可能是在尾管的加工過程中同心度偏差上翹，由于當時加工后沒有再用激光儀進行同心度的測量，在加工軸承過程中也沒有對偏差進行補償，所以尾管后軸承壓裝后后軸承處的實際斜度由0.2x10-3rad（軸承廠家加工圖紙）變為0.2x10-3rad - 0.073x10-3rad = 0.127x10-3rad（軸承本身斜度并沒有變化）。試航時，尾軸和后軸承的轉角變為0.405x10-3rad（螺旋槳100%吃水，熱態條件下的理論值）-

12、 0.127x10-3rad = 0.278 x10-3rad。此值雖在船級社要求的0.3x10-3rad的范圍內，但由于尾軸和后軸承的轉角相對于原設計值（0.205x10-3rad）變大，可能會導致尾管后軸承后部局部比壓增大，尾軸與尾管后軸承之間的油膜難以形成，使軸承非正常磨損，最終導致尾管后軸承燒壞。（4）操車打舵不當問題根據當日出海情況，船慢速出港時只有小角度打舵，到錨地后進行羅經消差時船一直在慢速回轉，此過程中已發現后軸承溫度一直上升，可能是因為尾軸與軸承未磨合好，油膜沒有完全形成引起軸承溫度升高，但未引起高度注意。問題出現在船半速（68 r/min）前行時，在此過程中曾打過滿舵并出現

13、過6次臨界轉速報警，十分鐘后后軸承溫度迅速升至84 ，此時后軸承已經燒傷損壞。在磨合時間不長、油膜難以完全形成的時候打滿舵，在臨界轉速下沒有快速越過該轉速區，導致軸系震動激烈，特別是在使用環保滑油的情況下，短時間內就會加快后軸承磨損，這可能也是此事件的原因之一。6    預防對策經過以上的分析和對該問題的處理結果，特別是針對尾管使用環保滑油的情況下，提出以下的預防措施，并在后續船舶的實踐中進行驗證。（1）尾管滑油在系泊試驗和航行試驗主機調試階段使用礦物滑油，以便尾軸與軸承有足夠時間進行磨合;航行試驗正式報驗階段更換為環保滑油，這樣可以使油溫不致于很高，尾軸與軸承間的油膜更容

14、易建立，有利于尾軸與后軸承的潤滑。在更換環保滑油過程中，必須嚴格按照技術部門下發的更換程序進行。更換前，取新環保滑油的油樣和使用后的礦物滑油油樣，試航完畢后再取試驗后的環保滑油油樣，三種油樣留底，必要時再作化驗對比;（2）從后續船開始，尾管機加工完后，用激光幾何測量儀測量前后軸承位同心度，利用同心度定尾管安裝的上下方向。根據尾管同心度測量情況，再確定尾管后軸承的加工斜度。尾管在船塢定位對中完總體澆注環氧后（該尾管安裝形式為環氧澆注型），再一次復測前后軸承位同心度，為船舶下水軸系校中時提供參考;（3）反饋設計部門使后續船改進軸系校中計算，相對提高尾管前軸承負荷，盡量降低后軸承負荷，以減輕后軸承的比壓;（4）操車時注意主機轉速和航速狀態，盡量快速通過危險轉速區，在此過程中盡量不要打滿舵，也要避免打舵時變速。在尾軸與軸承未完全磨合時盡量用小舵角操舵;（5）進一步搜集環保滑油的相關廠家和同行使用信息等，熟悉其使用特性，在應用上要有足夠的理解，確保產品質量。7