挖泥船泥泵推力轴承现场修理技术

马培良 刘军明

摘 要：本文结合“芭坦安耐”轮舱内泥泵推力轴承的故障损坏情况，围绕挖泥船泥泵现场修理技术进行探讨。阐述了常见泥泵轴承损坏的成因，分析其故障原因，最终确立现场临时修理的应急方案，通过拆换轴承、轴承箱体磨损部位的应急处理等方法，“芭坦安耐”最终正常施工，并取得良好的经济收益。

关键词：船舶 泥泵 推力轴承

挖泥施工船舶配备的水下泥泵和舱内泥泵系统是挖泥船的关键设备，船舶的施工效率主要取决于泥泵的配置和状态。泥泵的泵壳、泵叶等都是悬臂式安装，支撑受力点全在推力轴承及其座上，推力轴承不但要承受泵叶的重量，还要承受泥泵运转时的施工负荷 ，尤其是大型挖泥船舶，泥泵功率很大，运转中因泥沙、石头等土质工况的变化，经常性地导致泥泵负荷突变，所以泥泵推力轴承的受力复杂多变，经常导致轴承损坏，本文所述泥泵功率2600kW，泵壳自重7.5t，泵叶自重2.5t，在一次泥泵轴承的非正常磨损损坏时，采用非常规的应急现场修理技术获得成功，为以后的同类型故障的快速处理提供了宝贵的经验，对相关行业和个人有实际的借鉴意义。

1.故障现象与问题

1.1故障情况

“芭坦安耐”2012年正在巴基斯坦卡拉奇港赶节点突击施工时，带动舱内泥泵的柴油机忽然超负荷报警，推力轴承箱输出端高温冒烟，泥泵及推力轴承箱整体剧烈振动，值班轮机员立即电话通知挖泥长应急脱开泥泵离合器，随后观察分析泥泵轴承情况，初步判断故障为：泥泵推力轴承箱输出端调心滚子轴承（型号：23152MC3）损坏，为了进一步确认整个推力轴承箱的损坏情况，拆卸输入端盘车飞轮，拆开/退出推力轴承箱后端盖，检查输入端调心滚子轴承（型号：23048M）完好，结合初始故障时的温度检测，判断推力轴承箱中间的推力轴承也是完好的；拆卸取出泥泵轴封压盖和叶轮紧固三爪卡码，拆卸/退出推力轴承箱前端盖，检查发现前端调心滚子轴承滚柱支架破损，部分滚柱损坏、破损/变形堆积在一起，轴承箱体与轴承外圈接触部分发蓝变色，轴承跑外圈严重，用塞尺测量，间隙>0.5mm。

1.2修理方案的拟定

泥泵推力轴承损坏，船舶被迫停工，因当时船舶正在施工节点上，项目现场无可替代的船舶投入使用，如无法履约节点施工要求，则公司将面临巨额罚款和国际声誉损失。如按常规处理方案修理至少耗时20d，必然贻误工期，因此必须探寻现场修理、解决之道。现场修理必须解决2个技术难题：（1）轴承跑外圈后，轴承箱本体磨损部位的间隙如何消除，通过查询说明书和过往的轴承安装经验，前端调心滚子轴承外圈与轴承箱本体的接触是零对零的过盈配合，几乎没有过盈量，现场虽然无法烧焊光车，但可以通过使用锥子在本体与轴承外圈接触的圆周面錾锥孔麻点及填涂轴承胶的方法消除此间隙，最后采用压装装入法后其接触过盈量肯定会大于原装零对零的紧密配合度；（2）现场拆装轴承无法受力拉出，无法加热安装等，但通过一些自制工具等应该可以解决此难题，整个修理期预估3～5d，所以初步论证现场修理是可行的。

1.3修理方案比选

对比表1修理方案，虽然常规送厂修理可以保证修理质量，但耗时太长，而现场临时修理虽然也会承担一定风险，只要能够保证临时使用，保证船舶正常施工一个月完成节点任务就算大功告成，所以通过综合评估，决定采用临时现场修理技术解决工程急需。

2.泥泵推力轴承的现场修理

2.1修理准备工作

（1）拆卸吊出泥泵部件：按泥泵拆卸操作规程拆卸/吊离泥泵吸口人孔门短接管、泥泵前大/小端盖、叶轮锁紧将军帽、专用叶轮工具旋松/吊出叶轮、拆卸/吊出封水腔室整体、移出推力轴承箱前端盖，露出双推力滚柱轴承端面，拉出泥泵轴封套和推力轴承前轴封套；（2）考虑拉出旧轴承需要风/电焊作业，轴承箱连接滑油管路必须拆出，放尽内部残油，用压缩空气吹净轴承箱内部空间油汽。

2.2旧轴承的拆卸

调心滚子轴承与泵轴为过盈配合，安装时是在空旷场地，靠轴承加热或泵轴冷冻法安装到位的，拆卸时也必须加热轴承内圈使其膨胀才能取出，因为旧轴承在损坏过程中变形、高温发热，轴承内圈与泵轴已经紧紧咬合在一起，依靠加热法已无法取出旧轴承，必须采用破坏拆卸法，割除或强力拉出旧轴承，因空间狭小，割除有可能会损坏泵轴和轴承箱本体，而要大力拉出旧轴承却又无受力点，研究现场情况，决定采用加热、割除、自制专用工具强力拉出相结合法：首先用风焊在旧轴承的对称位置一点一点地割除掉2排滚柱，使得拉杆可以深入焊接在轴承内圈的外表面上，在拉杆顶端加装液压千斤顶和不断更换垫块厚度，一点一点地将旧轴承从泵轴上拉出来。

2.3轴承箱与轴承外圈接触面的修理

旧轴承因跑外圈，轴承箱本体接触内圆周面已产生磨损，磨损间隙已超过0.5mm，如果要彻底修复，必须堆焊光车，现场修理则不具备此条件，所以只能依据过往经验，采用锥钉錾孔（俗称打麻点、打奔子）的方法临时修理，利用锥子的冲击力使錾孔四周金属向外扩张变行而凸出升高，从而达到消除间隙，紧密接触配合的目的，利用此方法在轴承箱本体接触内圆周面密密麻麻打上无数锥孔麻点，力求新轴承装上后轴承外圈能够与轴承箱本体过盈紧密配合。

2.4新轴承的安装

检查、清洁泵轴，并用油石修磨泵轴有拉痕或毛刺的地方，利用压缩空气反复吹洗轴承箱内腔室，力求拆卸风/电焊时可能产生的异物完全被吹洗干净，因现场安装空间狭小，轴承也不宜用预加热法安装，所以必须设计制作专用工具，利用2个液压千斤顶和不断更换受力杆长度对称将轴承慢慢强力推入轴承位（见图1）。为了防止新轴承在推入过程中轴承内圈与泵轴摩擦力过大，保证轴承的顺利进入，在安放新轴承前，泵轴表面要薄薄地涂满一层润滑油，同时为了保证新装轴承外圈能够与轴承箱本体接触内圆周面紧密配合，在轴承压入前，需要在轴承箱本体接触内圆錾锥孔麻点的周面均匀薄薄地涂抹一层轴承胶。

3.结果与效益分析

3.1修理后效果

轴承安装完毕后，依序装复轴封套，轴承箱前后压盖，盘车飞轮，润滑油管路等拆卸件，泵油润滑，盘车检验运转顺畅平滑，再按泥泵拆装程序装复好泥泵所有零部件，按施工操作程序备机、启动舱内泥泵试运转，检查泥泵推力轴承状态：运转平顺，点测轴承箱各处表面温度正常，润滑油温正常，滑油泵吸口滤器检查干净无异常，逐渐加大泥泵负荷试验，一切正常后转入驾驶台挖泥长正常挖泥施工，轮机部派专职人员连续监测6h无异常，转入轮机正常值班，至此说明本次泥泵推力轴承损坏的应急现场修理获得成功。

3.2效益分析

本次应急现场修理总共耗时4d，对比常规送岸厂修方案省时16d，直接创造的经济效益448万元，所以本次泥泵推力轴承损坏的应急现场修理技术不但产生了可观的经济效益，还满足了工程需求，维护了公司的良好国际声誉。

4.结束语

“芭坦安耐"轮舱内泥泵从2012年的应急现场修理后，目前泥泵运转已超2×104h，期间只出现过一次轴封渗漏情况，换新端盖密封圈渗漏消除，到目前为止推力轴承箱一直都运转正常，通过本次的泥泵推力轴承损坏应急现场修理技术说明，一线船舶管理人员只要熟悉设备结构和工作原理，开阔思路，勇于担责，依靠自身技术和经验，完全有能力解决现场的一些技术难题。

參考文献：

[1]黄龙发，许正功，韩志刚.圆锥滚子推力轴承结构改进设计及有限元分析[J].机械，2006（12）： 58-61+64.

[2]汪久根，李慧，王爱林，等.调心滚子轴承的摩擦学设计综述[J].轴承，2012（07）： 49-53.3.