潜艇鱼雷发射装置前盖润滑系统特性研究

马 亮， 徐泽林

（海军潜艇学院， 山东 青岛， 266199）

潜艇鱼雷发射装置前盖润滑系统特性研究

马 亮， 徐泽林

（海军潜艇学院， 山东 青岛， 266199）

润滑系统是潜艇鱼雷发射装置的重要组成部分。针对前盖开闭过程中存在机械噪声的问题， 文中通过对前盖润滑系统结构组成及工作原理进行分析， 建立“润滑不充分”故障树， 分析影响鱼雷发射装置前盖开闭装置润滑特性的关键因素， 提出改进润滑系统性能的建议， 为全面开展潜艇润滑系统及鱼雷发射装置降噪研究提供新思路。

潜艇鱼雷发射装置； 润滑系统； 故障树； 降噪

0 引言

润滑系统是潜艇保障系统的重要组成部分，与潜艇液压系统共同作用， 为各机械装置定期润滑［1］。潜艇鱼雷发射装置前盖开闭装置相关部位轴承长期处于海水中， 工作环境恶劣， 为防止海水锈蚀、保持运转灵活及运动精度， 降低运动部件的工作噪声， 鱼雷发射装置中设有专用的集中润滑系统， 用来在舱内定期集中向各轴承处注油润滑。某退役潜艇拆解过程中发现， 前盖开闭润滑系统中一根管路内清亮如新， 表明该管路服役期间可能没有润滑油通过， 也就是说， 该润滑点可能长期没有得到有效润滑。实践表明， 前盖开闭装置的润滑部位处于耐压壳体之外， 艇员日常工作中无法检验润滑效果， 设计及使用单位均难以准确评估实际润滑效果， 长期以来， 关于潜艇润滑系统设计及问题分析方面的研究比较少。文中运用故障树分析方法， 针对潜艇鱼雷发射装置前盖润滑系统检查过程中发现的问题， 对其进行专项研究， 分析润滑系统存在的问题， 提出提高润滑效果的相关建议， 为全面开展润滑系统故障分析及可靠性设计提供借鉴。

1 润滑系统组成

鱼雷发射装置前盖开闭装置润滑系统由液压注油器、配油器和管路等组成。液压注油器包括注油筒、液压泵和操纵器。工作时， 艇员通过操纵器， 启动液压泵， 将注油筒内贮存的润滑油压至配油器， 配油器再将润滑油分配至盖体转轴、减阻板、导向筒和传动轴轴承等处润滑点实现润滑， 结构组成如图1所示。

润滑管路内径一般为 6 mm左右， 长度根据润滑点具体位置有所不同， 最长管路长度近7 m。平时， 操纵器控制液压泵关闭。注油时， 扳动操纵器手柄， 压力油进入操纵器和液压泵， 注油筒内的润滑油被吸入前腔。反向扳动手柄， 压力油进入操纵器中腔， 润滑油进入配油器， 根据配油轴的不同位置， 润滑油经配油轴孔到达润滑点。为实现充分润滑， 需反复扳动操纵器手柄10～15次。

为了保证能够在水下任何深度内将润滑油注入减阻板、前盖、导向筒和传动杆等处的轴承， 水下大深度注润滑油时， 要注意观察注油压力， 当润滑管路通畅且压力表读数超过海水静压力时，润滑油才能有效注入。为便于管理， 在满足润滑性能的前提下， 润滑油由艇上统一配备。与海水接触的机械和仪表以及受海水冲刷的摩擦部位采用专用的船用润滑油（脂）［2-4］。

图1 前盖开闭装置润滑系统组成Fig. 1 Structure of lubricating system for front cover opening/closing device

2 潜艇鱼雷发射装置前盖开闭润滑性能

为满足不同润滑点数量的需求， 各型潜艇前盖开闭装置根据整艇系统设计及各润滑点的实际需要， 设置润滑系统配油器数量及配油管路数量。图 2为Γ c-240型潜艇鱼雷发射装置前盖润滑系统［1， 5］。

图2 Γc-240型潜艇鱼雷发射装置前盖润滑系统Fig. 2 Front cover lubricating system of Γс-240 submarine torpedo launcher

该型潜艇6个发射管共设有4个配油器。配油管路设计尽可能采用单点润滑模式。可以看出，配油器采用输出管路为前盖转轴3个轴承、导向筒、前传动轴及填料函处分别设置一条润滑管路，为减少配油器及穿舱管路的数量， 对传动杆中间轴承和后轴承采用“1条管路、2个润滑点”的模式。轴承的材料性能、轴承结构及制造安装精度、海水温度、润滑机理等是影响轴承性能及装置性能的主要因素。显然， 同一管路润滑部位越多， 就越容易出现润滑不充分的问题。

图 3为两型潜艇鱼雷发射装置的配油器手轮指示板示意图。对比分析后发现， 两型配油轴均对应12条润滑管路。图1中的潜艇鱼雷发射装置润滑系统共设有 2个配油器， 每舷设 1个，指示板如图 3中 （a） 图所示， 每个配油器分别为所在舷3个发射管的前盖、传动杆、上制止器和导向筒注油润滑， 其中每4条管路为同一发射管的11个点润滑。图2中的潜艇鱼雷发射装置润滑系统共设有4个配油器， 每舷设2个， 配油器手轮指示板如图3中（b）图所示， 同舷2个配油器共24条润滑管路， 其中每8条管路为一个发射管的10个点润滑。两型鱼雷发射装置配油管路及对应润滑点个数如表1所示。

显然， 当同一润滑管路为 5个点注油， 特别是在温度较低的海水中， 可能存在润滑油量不足、润滑油压力不足、管路堵塞等原因导致的润滑不充分问题， 直接结果是前盖开闭噪声大或相关转轴工作困难。

当前， 降噪是潜艇建设的重点关注方向［6-8］，需要从潜艇整体系统考虑，显然，保持水下发射隐蔽性， 对提高潜艇生存性至关重要。

水下战机稍纵即逝， 发射武器前， 必须保证顺利打开发射管前盖并确保开闭噪声最低， 因此， 应尽量降低前盖开闭装置各轴承处的摩擦噪声。相对于动力系统， 盖体转动属于低速转动，容易发出异常噪声， 对保持潜艇发射隐蔽性极为不利。

图3 两型鱼雷发射装置配油器手轮指示板Fig. 3 Grease distributor handwheel indicator on two types of torpedo launcher

表1 两型鱼雷发射装置配油管路及对应润滑点个数Table 1 Pipelines of grease distributor and lubricating points on two types of torpedo launcher

3 润滑不充分故障树分析

故障树分析是装备可靠性分析的常用方法［9～10］。润滑系统的基本功能是在给定的工作条件下， 对润滑部位实施充分润滑， 使相关机械装置正常工作。

“润滑不充分”是一个隐蔽功能故障， 根据润滑系统的结构组成、工作原理以及日常统计数据进行分析， 建立“润滑不充分”故障树， 如图4所示。

图4 “润滑不充分”故障树Fig. 4 Fault tree of ‘insufficient lubrication'

由“润滑不充分”故障树， 结合故障模式影响及分析结果可以看出:

1） 润滑不充分， 将导致鱼雷发射装置前盖开闭机械腐蚀、生锈等问题出现， 由此带来传动装置精度下降、盖体开闭噪声提升、上制止器转轴转动困难等问题， 对潜艇发射安全产生致命性影响；

2） 润滑系统是辅助系统， 易受到忽视， 且由于润滑部位在耐压舱外， 艇员难以对其及时观察和检验， 实际润滑效果评估受到限制；

3） 润滑油符合潜艇部署海域环境要求， 是确保润滑系统正常工作的重要保证。如果润滑管路较长或润滑管路内径较小， 润滑油粘度将对润滑效果产生较大影响；

4） 同一条管路为多点润滑时， 相对于单一润滑点， 所需油量增大。如果对不同部位采用相同的注油操作方式， 则可能导致润滑不充分；

5） 配油器、液压泵、注油筒、压力表等正常工作， 是保持润滑系统正常工作的基本条件， 在转动机械中， 应对其进行状态检查， 以减小隐蔽功能故障的发生概率。

4 提高润滑系统性能对策分析

综上所述， 提高系统润滑效果， 需要从设计、建造和使用等装备寿命周期的各个阶段进行优化。

1） 潜艇润滑系统工作可靠性是一种设计特性。要提高润滑效果， 确保发射装置正常工作， 应提高润滑系统可靠性设计水平， 提高润滑可靠性。

2） 润滑系统是潜艇重要保障系统之一， 各部门应从全艇角度出发， 系统检查分析润滑系统工作状况， 为新型潜艇润滑系统的设计制造提供可靠依据。

3） 考虑到潜艇润滑系统可能存在润滑不充分的问题， 应采取措施提高艇员对润滑系统重要性的认识， 对实际润滑效果进行集中研究， 优化润滑系统工作时机和持续时间， 提高润滑效果。

4） 潜艇建造期间， 加大对润滑系统功能试验及效果检验。潜艇服役后， 在潜艇中修或坞修期间， 可组织艇员进入压载水舱或发射管艏部，对具体润滑点进行效果检查、调试。

5） 加大新型潜艇润滑系统研究。潜艇噪声综合治理是一项系统工程， 需要从动力系统、艇体流线型、减振降噪技术等多个方面考虑， 其中，提高润滑系统性能， 也是潜艇降低噪声的因素之一， 应给予充分考虑。

5 结束语

通过以上分析表明， 润滑系统对鱼雷发射装置性能影响很大， 必须重视润滑点的优化设计。润滑系统是确保潜艇鱼雷发射装置正常工作的重要系统。由于在日常装备管理中， 润滑系统本身故障对潜艇没有产生直接致命性影响， 没有受到广泛关注。但“润滑不充分”对保持潜艇发射隐蔽性而言为隐蔽功能故障， 可能导致前盖开闭噪声增大及上制止器无法可靠提起， 直接导致无法发射武器， 这在战时对确保潜艇完成武器发射任务至关重要。因此， 文中旨在针对潜艇设计及使用领域提出此项问题， 以引起相关研究及生产部门重视， 开展润滑系统性能优化设计及试验验证。此外， 润滑系统是潜艇重要辅助系统， 文中提出的问题在其他系统中也一定程度存在， 需要引起相关部门的关注。

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（责任编辑: 许 妍）

Investigation into Property of Lubricating System for Front Cover of Submarine Torpedo Launcher

MA Liang， XU Ze-lin
（Navy Submarine Academy， Qingdao 266199， China）

Aiming at the mechanical noise during opening/closing the front cover of a submarine torpedo launcher， the structure and operating principle of the front cover lubricating system are analyzed. A fault tree of ‘insufficient lubrication' is established， the key factors influencing the property of the lubricating system are analyzed， and suggestions for improving the lubrication are offered. This study may provide an idea for the researches on submarine lubricating system and noise reduction.

submarine torpedo launcher； lubricating system； fault tree； noise reduction

TJ635； TH117.2

A

1673-1948（2016）04-0309-05

10.11993/j.issn.1673-1948.2016.04.0013

2016-06-13；

2016-06-23.

马 亮（1973-）， 女， 教授， 研究方向为潜艇鱼雷发射装置设计使用.