某型船滑油供给分配不均问题解决方案

张鹏鹰 李继章

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.22.065

摘 要：某型船采用两台推进电机进行动力输出，推进电机由转子前后两端的支点轴承支撑固定，在该型船建造后期试验过程中，出现推进电机的4个支点轴承间存在滑油供给不均、流量调节操作复杂的问题，问题可导致海上停机的严重事故，存在很大隐患，通过梳理、对原设计系统原理进行优化改进，彻底解决了滑油供给分配不均问题。简化了操作流程，提升了系统的安全性与可靠性。

关键词：推进电机 支点轴承 流量 调节 滑油供给泵

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（a）-0065-03

某型船采用的是两台推进电机进行动力输出，推进电机转子轴系两端的支点轴承，在推进系统中起着至关重要的作用，承载着电机动力输出转子转动、船舶摇晃时带来的力矩。两台推进电机的4个支点轴承，由互为备用的两台滑油泵及管路系统进行滑油供给、润滑并对轴瓦进行冷却。支点轴承滑油系统出现问题会造成抱轴、推进电机不能运转从而失去动力等一系列事故。在该船的系泊及航行试验过程中，出现了个别支点轴承滑油流量不均衡、不达标和4个轴承滑油分配均衡调整复杂的问题。通过对滑油系统原理进行分析、对操作流程进行梳理，在原滑油系统中加装一套供油泵组，并对原滑油管路系统进行优化改进，彻底解决了滑油流量不均、不达标、滑油分配均衡调整复杂问题。简化了操作流程，大幅提升了装备的安全性与可靠性。

1 问题现象

该型船支点轴承原始设计采用的是一备一用两台滑油供给泵为核心的滑油系统，通过滑油管路系统对4个轴瓦进行润滑和冷却。图1为轴承滑油系统原理图。工作时，两台轴承滑油泵一台开启一台备用，两台油泵互为备用，滑油由轴承滑油泵自循环滑油舱吸出，经过滑油冷却器冷却后供给两台推进电机的4个支点轴承，对轴承进行润滑和冷却后的滑油重力流回至循环滑油舱。该系统从原理来看并无问题，实船系统也是按原理图进行的样船布置和生产施工，但在实际调试的过程中出现了4个支点轴承滑油流量不均衡、个别支点轴承滑油流量不达标问题。问题出现后通过测量发现：1#支点轴承处流量最大，3#支点轴承流量最小且流量不达标，2#支点轴承流量较3#稍高，但流量也不达标；后续在4个轴承进行流量均衡调定时，发现需特别细致和反复的调整1～4号阀件，才能使各个支点轴承流量达到使用标准，操作十分复杂，同时，阀件调定好后其中某一个阀开合度或油温发生变化，流量又出现不平衡，需重新进行调整。船方提出支点轴承滑油流量均衡调节流程繁琐，不便于操作和使用，同时实际使用中很容易出现个别支点轴承流量不达标问题，对装备存在重大的安全隐患。

2 原因分析和流程梳理

对于支点轴承来说，滑油是保证其正常工作的根本，滑油系统供油不足会导致支点轴承润滑不良、温度升高及磨损加剧，使推进电机不能正常运转，严重时会出现抱轴、船舶失去动力等事故。所以，必须从根本上解决推进电机支点轴承的滑油系统问题，从而保证装备的安全性与可靠性。

工作人员首先对滑油系统中的轴承滑油泵进行了排查。该型船轴承滑油润滑系统中，轴承滑油泵采用的是排量6 m3/h的泵组，单个支点轴承的滑油需求量为5 L/min，换算后为0.3 m3/h，4个支点轴承理论总用量为1.2 m3/h，理论上来计算泵组的供油量远远大于4个支点轴承的理论总用量。在对轴承滑油泵的检查中，发现其电流、扬程、压力等工作参数正常，运转并无异常，这就排除了泵组造成滑油流量不达标的原因。

排除了泵组的原因后，工作人员又对支点轴承进行了拆检。支点轴承内部油槽间隙也是造成滑油供应不畅的一个因素，间隙过小时会阻塞滑油的流通，从而造成供应不足及4个支点轴承滑油不均衡现象。在拆检过程中对4个支点轴承的油槽间隙进行了测量，4个支点轴承间隙一致，测量数据的误差在允许范围内，且内部油槽结构畅通，并无阻塞现场，这就又排除了支点轴承本身的原因。

排除了泵组和支点轴承设备原因后，此系统只剩下了管路部分。在现场检查管路系统的过程中，工作人员通过测量发现，泵组出口总管距离支点轴承有25 m左右，管路布置在机舱的底部，由于机舱底部空间小，为躲避管路及底部设备基座，布管时有7处采用了弯曲半径为一倍管径的成型90°弯头和机械弯头，且主管路经过滑油冷却器后，4个接支点轴承的支管布置走向和长度也不一致。管路长度太长和大量弯头的使用，会造成管路内部流体阻力的增加，当滑油流经弯曲半径很小、弯曲角度大的弯头时，流体能量会大大损失，从而造成个别支点轴承滑油流量不达标的问题，各支管布置走向和长度不一致，导致了各支管的内部阻力不一样，造成4个支点轴承滑油分配不均衡。

对于个别支点轴承滑油流量不均衡、不达标的情况，工作人员现场通过对1～4#支点轴承的4个滑油进口阀件进行调整，可以达到4个支点轴承的滑油均衡供应，并满足4个支点轴承的用量，但阀件操作和调整流程繁复。通过现场进行实际操作和对调整流程进行梳理，要将4个支点轴承的流量调整到均衡和流量达标的状态，需要下面的操作。

（1）将图1中的1～8号阀全部打开，通过支点轴承底部观察镜观察4个支点轴承的滑油流淌情况，找出流量最小轴承进油阀，据观察，3号阀件处流量最小，1号阀件处流量最大。

（2）将1、2、4号阀件以阀件手轮旋转一圈为单位进行关小操作，同时，观察3号阀件的供油情况，待其供油量稍大于支点轴承用量时，停止操作较3号阀件前期流量稍高的2号阀件。

（3）接着对1号、4号阀件以阀件手轮旋转半圈为单位进行关小操作，同时，以阀件手轮旋转1/4圈为单位对2号阀件进行开启操作，观察3号、2号阀件的供油情况，待3号、2号阀件的供油量基本一致时，停止4号阀件的操作。

（4）标记1号阀件开启位置将其关闭，待1号阀件处支点轴承内油液全部流淌回油舱后关闭7号阀件，将1号阀件开启至关闭前位置，通过底部观察镜观察油液的液面上升情况，同时对1号阀件开启度进行调整，调整到供油量与轴承用量基本一致的开启位置，然后，打开7号阀件。

（5）保持1号阀件开启位置不变，对2号、3号、4号阀件按上面步骤进行重新调整，调整至4个阀件供油量均衡为止。

油量调整到平衡后，因为滑油受热后粘度会降低，各支管内的滑油阻力减少，各个支点轴承的供油量也会发生变化，需要经常对各个支点轴承的供油量进行观察和调整。同时，通过对操作流程的梳理可以发现，操作调整过程繁琐，操作人员需要有一定的操作经验，且日常需经常进行调整操作，这就对使用造成了很大的不便。

3 解决措施

通过分析发现，造成滑油分配不均衡和流量不达标的原因，主要是由于滑油泵的排量不够，虽然滑油泵的设计理论用量满足要求，但没有充分考虑实船系统管路阻力因素。在对支点轴承供油系统的工作原理、供油均衡分配的操作流程进行分析后，提出了两套解决方案：（1）换装大排量滑油泵，加大滑油泵组流量；（2）增加一台滑油备用泵组，将以前的一台泵组供4个支点轴承，变为一台泵组对2个支点轴承供应滑油的供油方式。

对于第一套将现有两台滑油泵组换型加大流量的方案，需要更换两台新的滑油泵，油泵基座也要割除更换，虽可解决滑油流量不足的问题，但两台泵组要满足一备一用的配置要求，供油方式还是一台滑油泵组对4个支点轴承进行滑油供给，滑油流量同样会不均衡，并不能彻底解决滑油分配不均衡的问题。

第二套方案，增加一套滑油备用泵组，优化系统，将原系统一根总管供4个支点轴承的供油方式，优化为一根总管供两个支点轴承。如图2所示。

1#、2#轴承滑油泵组分别为1、2#推进电机的两个支点轴承供应滑油，备用滑油泵作为1#、2#轴承滑油泵的备用泵。此方案只需要增加一台泵组，并对原管路系统中的滑油冷却器与泵组之间的管路进行调整即可。在流量加大的同时，也能大大简化操作流程，当一台泵组发生故障时，备用泵组也可立即启动供应支点轴承的滑油。

4 结语

在原滑油供油系统的基础上，加装了一套滑油泵组，对原滑油管路系统进行了优化改进，在各种工况下进行试验，每台支点轴承前的供油阀件全开即可，无需流量调整，免去了以前繁复的操作流程。经测量，各个支点轴承的供油量完全满足了支点轴承不小于5 L/min的流量要求。优化改进后的轴承滑油系统工作稳定，设备运行良好，从根本上解决了滑油分配不均、流量调节操作繁琐的问题，简化了操作流程，提高了装备的安全性和可靠性。

参考文献

[1] 张鸣远.流体力学[M].高等教育出版，2010.

[2] 董爱国.船舶管舾装设计工艺实用手册[M].国防工业出版社，2009.