这冰机滑油压力低,废了!到底是怎么会事?

CARRIER 5F-30型冰机是在船舶上使用较多的型号,长期以来故障率较高,导致大量冰机半瘫痪或致报废。其中导致其报废的一个最直接原因就是因油压过低而造成润滑不良,致使曲轴二端布司及连杆大端布司过度磨损,最严重的时候造成“蹬腿”事故,导致全损。在此结合个人遇到的一例有关冰机低油压故障的解决过程谈谈个人的一些看法。


1.故障发现及确定

JXS轮,新上船的机工长在试用另外一台备用冰机时出现低油压报警并自动停机,机工长立即将这一情况反映给轮机长和二轨。据其反映说:上任交班给他时说冰机已经拆检过,现在可能是机油压力表有问题,无备件换新,所以一直没有使用。另据上次在船的三轨说,上次该压缩机解体过2-3次,好像是机油压力建立不起来,也不知道后来有没有解决掉?从事实看,冰机的机油压力的确是建立不起来,是一定存在问题的,之前的多次拆检根本就没有发现问题所在,不仅是压力表的问题那么简单。


2.故障分析

确定机油压力无法建立,冰机就不能再使用,接下来必须找到原因。一般说来,根据个人经验:油压建立不起来的原因可能有四点:

(1)曲轴二端布司、连杆大端轴瓦过度磨损,造成间隙过大,机油压力不能保持;

(2)油压通过卸载机构被释放,造成油压过低;

(3)安全阀泄漏;

(4)油泵内外齿轮过度磨损;


3.故障查找

要查找到故障点所在,必须要对其各个机油通路有所了解,由于船上缺少该机型的原理图(仅有备件清册),只能拆下整个油泵端盖进行分析。从油泵端盖提供的信息可以分析出大概的滑油系统原理图如下图(自绘):

如上图所示:轴带油泵从油底壳吸入滑油,出口分二路:一路经曲轴布司上的开孔,再经曲轴内部的钻孔润滑连杆大端布司,直至另一端的曲轴布司,最后通到安全阀处。另一路经节流孔板至卸载机构,设置卸载机构的目的是帮助压缩机在启动瞬间降低负载,待油压建立之后,由油压推动卸载机构内的柱塞,通过杠杆机构使得吸气阀片不被卸载机构的顶针顶住。从而吸气阀片可自由运动,产生吸排作用。从上述信息和拆检油泵端盖情况来看,我们从以下几点入手逐一排除和查找故障:

(1)如果稍加分析和观察,基本就可以排除经卸载机构泄漏的因素。原因很简单,通往卸载机构的节流小孔非常小,大概只有针眼大小,这点泄漏还不至于影响到油压。

(2)拆检安全阀后发现安全阀功能状况良好,也可以排除掉。

(3)拆检油泵后目测,油泵内外齿轮状况良好,未见异常磨损。

(4)拆检曲轴布司和连杆大端轴瓦发现有异常和过度磨损痕迹。

从上述4点情况来看,焦点似乎集中在曲轴布司和连杆大端轴瓦上,因此首要情况是更换曲轴布司和连杆大端轴瓦。说到更换曲轴布司,这里有一个插曲。在个人第一次上JXY轮工作时,刚刚交接完班。在船上做保修冰机压缩机(当时也是因为皮带轮损坏,造成布司过度磨损,曲轴损坏)的工人就找到我说,这个压缩机的布司他们搞了一天都没有办法取出来,船上也没有专用工具。这个活他们干不了,害怕越搞越糟,准备不更换布司了。我说,既然来了,就一定要把它做好,损坏的部件必须要更换。后来我下到机舱,想了一个比较巧妙的方法帮助工人取出了布司,具体方法如下图:

此次对曲轴布司及连杆大端布司进行了更换,组装好后试运转发现,油压依然很低,几乎可以说是为0(注意!冰机以及空调压缩机的真实的机油压力是表压力减去低压压力的差值)。由于几乎不存在压差,随后压缩机依然出现低压停车故障报警。

到此,焦点再次指向了轴带油泵。为了判断究竟是油泵问题还是其它因素,决定将二台压缩机油泵端盖进行对调。经对调后,发现正常使用的压缩机端盖装到故障压缩机上后,机油压力就变正常了。由此可以肯定,毛病出在轴带油泵上面,必须要对轴带油泵进行深入的分析和查找病因。


4.轴带油泵故障的查找和解决

上图为冰机轴带油泵原理示意图,要想查找到故障原因所在,就必须要弄清楚原理,包括每个细节。轴带油泵为摆线转子式内齿轮泵,内齿轮泵的内齿轮采用偏心设计。运行中,曲轴经外齿轮传动轴带动外齿轮旋转,外齿轮再带动内齿轮转动,从而产生吸排作用。注意如图中所示,这要求转子和内啮合齿轮的各个啮合面保持一定的配合间隙,而其容积损失也主要来自于齿轮端面与泵盖和定距布司套的轴向间隙及其转子与泵体的径向间隙的泄漏损失,影响机油压力的建立。

通过再次拆检发现,图中的定距布司套和外齿轮的轴向贴合面存在过度磨损现象,这一重要信息是否预示问题就出在这里。仔细观察和研究后,发现定距布司套是可以取出来的(刚开始一直以为和端盖是一个整体),意味着定距布司套和转子间的轴向间隙是可以调节的。至此,大致可以明了,造成机油压力不能建立的原因可能就是外齿轮和定距布司套之间由于过度磨损,造成间隙过大所致。然而在没有备件的情况下,如何解决问题呢?要调整内齿轮与齿圈间的间隙是不可能的,船上唯一可以采取的方法是调整齿轮及其相对固定部件间的轴向间隙。后经取出定距布司套,将转子与端盖及内齿轮和转子与定距布司套的端面进行相对研磨,直至消除磨损痕迹。然后在转子与定距布司套之间装一个薄垫片(可用A4纸或其它手段,总之越薄越好),装复油泵组件。另从曲拐箱侧,用相应规格的钢管,敲打定距布司套(其实很紧),以达到其与转子和油泵端盖的紧配,再拆检油泵,取出垫片,重新装复。经试运转,长期瘫痪的冰机终于可以建立机油压力,恢复正常。。

要特别提醒的是!外齿轮装入端盖后,必须用手能够自由转动,不允许有任何卡阻现象,若有过紧现象,可将其夹在车床上,用细砂纸进行抛光,直至可自由转动。

5.经验小结

大多数船舶冰机故障都较多,其中日常特别要注意机油压力,一旦发现机油油压表显示的压力和低压之间的压差减小过多(正常压差应在3bar以上)。就必须要检查和调整定距套和外齿轮的端面间隙。如果间隙没问题,压差减小至1.5bar以下,可能就预示布司或轴瓦磨损过多。最好不要再用,停下来将布司和轴瓦全部换新。建议运转3年以上的冰机,申请一套布司和油泵做备用。另外在判断问题时,一定要有一个清晰的思路和对策,注意细节。

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中远海运船员广州分公司 高级轮机长 张玉龙 2020.4.7

电话:18680871406(微信同号)

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