应用红外热像技术诊断某船用齿轮箱输入轴轴承端盖过热故障

杨宝东，王金光，赵 军

(92493部队89分队，辽宁葫芦岛 125000)

应用红外热像技术诊断某船用齿轮箱输入轴轴承端盖过热故障

杨宝东，王金光，赵 军

(92493部队89分队，辽宁葫芦岛 125000)

应用红外热像诊断技术，发现了某船主机齿轮箱输入轴轴承端盖过热故障，拆解后，发现该处的填料密封条被挤进齿轮箱输入轴与轴承盖之间的缝隙，经维修，成功排除了该故障。

齿轮箱;轴承端盖;故障;红外热像

1 故障现象

1.1 船用齿轮箱

GWH6066齿轮箱是由斜齿圆柱齿轮和多片式摩擦离合器构成的倒顺离合减速齿轮箱，没有输入级，只有减速级和换向级，齿轮箱的输入轴和输出轴呈水平异心布置，有正车、空车和倒车3种工作状态。

1.2 润滑与密封

齿轮箱里的全部轴承均采用飞溅润滑，即依靠斜齿圆柱齿轮的旋转，将油甩到箱体内壁上，然后经上箱壁和下箱座剖分面上的输油沟，以及轴承盖上的导油槽，将油引入轴承。

该齿轮箱输入端轴承采用填料密封条进行密封，作用是防止润滑油泄漏以保证润滑油对轴承的润滑和冷却效果［1］，其所使用的密封材料为聚四氟乙烯填料。

1.3 使用的红外热像仪

此次监测所使用的红外仪器为FLUKE Ti 25红外热像仪，该热像仪的主要技术参数如表1所示。

1.4 故障现象描述

当用红外热像仪对轴承端盖 (见图1)进行测温时，发现左主机齿轮箱输入轴轴承端盖温度明显偏高，且温度最高点的位置在轴承端盖的锥面处，在左右主机转速同为450 r/min、齿轮箱未接排的情况下，左主机齿轮箱输入轴轴承端盖温度达72.0℃，而此时右齿轮箱同一部位的温度仅为45.8℃，左比右高出26.2℃，同时左主机齿轮箱输入轴轴承端盖处有润滑油漏出 (见图2)。

2 故障原因分析

2.1 轴承温度高，发热通过轴传递到端盖

1)润滑不良，如润滑不足或过分润滑，润滑油质量不符合要求、变质或有杂物。

表1 FLUKE Ti 25红外热像仪主要技术参数

2)冷却不够，如管路堵塞，冷却器选用不合适，冷却效果差。

3)轴承异常，如轴承损坏，轴承装配工艺差，轴承箱各部间隙调整不符合要求。

4)振动大，如联轴器找正工艺差不符合要求，基础刚性差、地脚虚。

2.2 齿轮箱输入轴与主机输出轴的不同心

齿轮箱输入轴与主机输出轴的不同心会导致偏磨，从而导致发热，同时，因不同心会造成齿轮箱输入轴的跳动，使圆跳动度增大［2］，这样在轴表面和端盖内孔表面就构成收敛状的楔形空间，加之轴与端盖之间有相对运动，这就形成了流体动力润滑的条件，从而加剧了泄漏。

2.3 填料密封条磨损

轴承端盖处填料密封槽如图1所示。

1)由于设计的间隙过大、部件为砂尘所磨损或轴与其轴承不同轴度大，造成填料被挤进轴和压盖之间的间隙中。

2)由于填料外径太小，不能固定而随轴转动，造成填料外表面被研磨损伤，润滑油沿压盖外侧泄露。

3)填料膨胀或破坏，填料环切得太短或装配错误，造成润滑油通过接头泄露。

4)密封填料太紧。

3 安排维修

该船恰好于2012年12月份进厂进行小修，船厂对齿轮箱轴承端盖进行了拆解，见图3，拆开后发现该处的填料密封条被挤进轴和压盖之间的间隙，导致了摩擦发热。

图3 轴承端盖拆开后的图像

工人对该处的填料密封条进行了更换，在出厂试航过程中再次对2台主机齿轮箱输入轴轴承端盖的温度进行监测，在进四工况下，对比左主机齿轮箱输入轴轴承端盖和右主机齿轮箱同一部位红外图像可发现。

1)齿轮箱输入轴轴承端盖温度最高的部位发生了转移，原来温度最高的部位在端盖的圆锥面处，经维修后温度最高的部位转移到轴和轴承盖的接合处，正常运转的轴一般都是该处的温度最高。

2)最高温度有所下降，故障情况下，最高温度可达80℃，维修后下降到了68℃。

3)该处仍然有滑油漏出。

4 维修注意事项

4.1 一般要求

必须把密封条上涂有标记的那一面置于密封槽的底部，否则会损坏封条，使密封失效，如果密封条上无颜色标记，则可以任意装配，切割封条时，必须用锋利小刀，切割面与长度方向成直角。

4.2 测量和固定

必须仔细测量密封条，在其装入密封槽后，尾端对接处应有微量压缩量，使该处无间隙，以确保密封良好。

4.3 跑合运转

在初运转前，密封条的密封面必须润滑，运转时为避免变干，须连续保持润滑，跑合转速尽可能低［3］。

4.4 密封条的处置

密封条应储存在凉爽、干燥的库房中，避免与任何液体接触。

如果是卷绕的密封条，则必须将绕组起始端远离密封轴，由密封条侧面的刃口可判断绕组的起始端，见图4。

图4 卷绕密封条安装方法示意图

如果采用编制的密封条，则可任意装配。装配前应在密封条的滑动面上涂润滑油。用榔头柄把密封条的润滑面上涂润滑油，并在密封条结合处的端头留裕量1.5～2.0 mm，其余部分切掉。

5 结束语

在以往的监测过程中，用红外热像仪发现的电气设备运行故障较多，对动力设备的监测较少，通过此次故障的发现及处理证明，红外热像仪可成功诊断齿轮箱轴承端盖过热的故障，只要监测人员责任心强，工作认真细致，红外热像诊断技术一定可以在舰船动力设备的故障诊断中发挥更大的作用。

［1］罗运同，杨青松.某型舰船轴承密封装置防泄漏改进设计研究 ［J］.中国修船，2009，22(6):22－24.

［2］王斌，谢沛霖.海军舰船密封现状与泄漏治理 ［J］.舰船科学技术，2005(6):9－12.

［3］林铮.实用密封手册 ［M］.上海:上海科学技术出版社，2008.

The bearing shell was found overheated of ship＇s main engine gear box import shaft.After openning the bearing shell，we found the sealing strip is pressed into the crack between the import shaft and the bearing shell.By repairing，the fault is eliminated successfully.

gear box;bearing shell;fault;infrared picture

U672

C

1001－8328(2013)05－0031－02

杨宝东 (1981-)，男，河北承德人，工程师，硕士，主要从事舰船设备红外监测诊断工作。

2013－07－08