Egy bizonyos halászati rendészeti hajó meghajtórendszere két meghajtó dízelmotorból, egy dupla-motoros párhuzamos redukciós sebességváltóból, egy vezérelhető dőlésszögű légcsavarból és tengelyből áll. A főmotor egy négyütemű, közvetlen befecskendezéses, turbófeltöltős és közhűtött, közepes-sebességű tengeri motor, soros konfigurációban. A sebességváltó párhuzamos sebességváltóval rendelkezik, nyomócsapágyakkal és nagy-rugalmas tengelykapcsolókkal. A hajó fő meghajtó szerkezetének vázlatos diagramja az 1. ábrán látható.
1. ábra A hajó fő meghajtórendszerének sematikus diagramja
I. Hibajelenség
A havi karbantartás során a személyzet nagy mennyiségű fémtörmeléket talált a főmotor forgattyúház olajteknőjében. A bejelentést követően úgy döntöttek, hogy haladéktalanul karbantartást végeznek a főmotoron, hogy azonosítsák a fémtörmelék forrását. A hajó legénysége szétszedte és megvizsgálta a dízelmotort, és részletesen ellenőrizte a fontos alkatrészeket, például a hengerfejet, a hengerbetétet, a dugattyús hajtórúd-szerelvényt, a fő csapágyperselyt, a vezérműtengelyt és a főtengelyt. A folyamat során a következő hibatüneteket fedezték fel.
1) Több részen rozsdát találtak.
(1) Vezérműtengely
A "megfigyelő lyuk fedelének" szétszerelése után a 4. és 6. vezérműtengely felületén rozsda keletkezett. A 4. és 6. vezérműtengely rozsdásodási viszonyait a 2. ábra mutatja.
2. ábra: No. 4 és No{2}} vezérműtengelyek rozsdásodási feltételei
(2) Fő csapágyházak.
A fő csapágyhéjak szétszedésekor és ellenőrzésekor azt tapasztaltuk, hogy az egyes hengerekhez tartozó főcsapágyhéjak különböző mértékben rozsdásodtak, és a rozsdásodás fokozatosan mélyült a szabad végtől a kimenőig. A rozsdás részek mind a fő csapágyhéj felső fele voltak.
Az 1. sebességfokozat főcsapágyházának felső felének rozsdásodási állapotát a 3. ábra mutatja.
3. ábra A No{1}} fogaskerék fő csapágyperselyének felső felének rozsda állapota
(3) Főtengely
A dugattyús hajtórúd és a főtengely egyéb tartozékainak, például a csapágypersely eltávolítása után azt észlelték, hogy rozsda van a főtengely felületén, és a No{0}} fogaskerék főcsapja volt a legsúlyosabb. A No. 5 fogaskerék főcsapjának rozsdásodási állapota a 4. ábrán látható.
4. ábra Az 5# fogaskerék tengelycsapjának rozsda állapota
2) A fő csapágypersely és a nyomóalátét kopása.
Szétszerelés után megállapították, hogy a 7-es fokozat fő csapágyperselye és nyomótárcsa erősen elhasználódott, fémszakadás keletkezett. Az előzetes megállapítások szerint ez a fémtörmelék fő forrása. A 7-es fokozat fő csapágyperselyének és nyomóalátétének kopási viszonyait az 5. ábra mutatja.
5. ábra A fő csapágypersely és a nyomóalátét kopási feltételei a(z) . 7
II. Hibafa-elemzési módszer és valódi hajóelemzés
A hibafa elemzés egy általánosan használt módszer az összetett hibarendszerek hatékony megoldására. Deduktív hibaelemzést végez fentről lefelé. Pontosabban, lépésről lépésre elemzi a hibákat okozó különféle tényezőket a teljes rendszertől a fa-elágazó struktúrában lévő összetevőiig. Ez az elemzési módszer képes diagnosztizálni a rendszerhibákat logikai blokkdiagramok felépítésével és lépésről lépésre történő érveléssel a hibák okainak elemzésére.
2. A fő csapágyház károsodásának hibafa elemzése
A dízelmotorok csapágyházainak rendellenes kopásának számos oka lehet. A hibafa-elemzési módszer szerint a dízelmotor fő csapágyházának sérülését tekintve a legfőbb eseménynek, a hibához vezető okok elemzésére kerül sor. A hibafát listázza és elemzi a megfelelő logikai kapcsolatnak megfelelően. A fő csapágyház sérülésének hibafája a 6. ábrán látható.
6. ábra: A fő csapágyház sérülésének hibafája
A 6. ábrán látható módon a meghibásodás okai a következő hét alapvető eseményre vezethetők vissza: a motorház nem megfelelő beszerelése, a csapágyhéjak nem megfelelő felszerelése, a csapágyházak kavitációja, a csapágyhéjak rossz anyaga, a kenőolaj rossz minősége, az elégtelen kenőolaj és a fő csapágy hosszú távú terhelése által okozott károsodása- a dízelmotorról.
1) A gép felszerelése.
A főmotorok beépítése, mint például a központosítás és a rezgésszigetelés, nem felelt meg a követelményeknek, ami a főmotorok egyenetlen terhelését vagy vibrációját eredményezte, ami a csapágykopáshoz vezetett.
A meghibásodás után megvizsgálták a két főmotor központosítási körülményeit. Az ellenőrzés megállapította, hogy a két főmotor központosítási paraméterei megfeleltek a beépítési követelményeknek, az eltérések a legutóbbi szárazdokk javításához képest az elfogadható tartományon belül vannak. Ezért ez az incidens alapvetően kizárható.
2) Csapágyház beépítése.
A főcsapágy alsó csapágyhéja megtámasztja a főtengelyt, egyenes vonalban tartva a főtengely főcsapjának középvonalát.
A középvonal eltolódása a főtengely elhajlását és a fő csapágy terhelésének növekedését okozza. Ha a forgattyús dobás bal és jobb oldalán lévő két csapágy túl alacsony, a főtengely középvonala lefelé hajlik és ívet alkot.
Amikor a forgattyús dobás az alsó holtpontban van, akkor visszahúzódik; fordítva, amikor a felső holtpontban van, a forgattyús dobás meghosszabbodik.
A forgattyús dobás kinyújtásának és visszahúzásának különbsége arányos a főcsapágy magasságkülönbségével, így ezzel mérhető, hogy a főtengely középre áll-e és ezáltal a csapágyhéj állapota.
A közepes sebességű{0}}dízelmotor tervezési specifikációinak tanulmányozása után azt találtuk, hogy a dízelmotor főtengelye viszonylag nagy merevséggel rendelkezik. A középvonal eltolódását csak a főcsapágyak alsó csapágyhéjain lévő rés okozhatta. Tekintse át a főmotor forgattyústengely-dobáskülönbség adatait az utolsó gyári nagyjavítás után, és mérje meg a főmotor aktuális főtengely-dobási különbségét, és hasonlítsa össze azokat a kézikönyv paraméterkövetelményeivel. Vizsgálat és ellenőrzés után megállapították, hogy a hézagkövetelmények teljesültek, és a csapágyház beépítési hézag hatása alapvetően kizárható.
3) A csapágyhéj kavitációs eróziója.
Amikor a csapágyhéj felülete a kenőolajhoz viszonyítva elmozdul, a gázbuborékok felszakadásából adódó helyi magas hőmérséklet és nagy nyomás a csapágyház felületének kifáradásához és kiválásához vezet, ezáltal hibákat okoz.
A kavitációs jelenség tűszerű{0}}lyukak sűrű méhsejtjeként jelenik meg, és a lyukak külső felülete tiszta, és általában nem fedi korróziós termékek.
Ezen dízelmotor csapágyhéjainak jellemzői alapján megállapítható, hogy kavitációs erózió nem történt, a kavitációs eróziónak a csapágyhéjakra gyakorolt hatása alapvetően kizárható.
4) A csapágypersely anyaga.
Ez a csapágypersely vékony{0}}falú kialakítást kapott, és alumíniumötvözet rétegből, bevonatból és nikkelszűrőből áll. A csapágypersely szerkezeti diagramja a 7. ábrán látható.
7. ábra A csapágybetét szerkezeti diagramja
A csapágypersely által alkalmazott horonyszerkezet általában nem kopik át a nikkelszűrőn, és a minősége viszonylag megbízható. Eközben ennek a csapágyperselynek alacsony a kopási aránya. Az eredeti gyártó által végzett tesztek szerint a csapágypersely kopása még akkor is alacsony marad, ha a csapágypersely nagy terhelésnek és vékony olajrétegnek van kitéve. Mindkét csapágypersely ugyanabból a tételből származik, így a csapágypersely anyagának befolyása alapvetően kizárható.
5) A kenőolaj minősége.
A rossz kenőolaj minőség a dízelmotorok fő mozgó párjainak rendellenes kopásához vezethet, mint például a nyomógyűrűk, a fő csapágyhéjak, a hajtórúd-csapágyházak stb. [3].
Különböző helyzetek vannak, amikor a kenőolaj minősége nem megfelelő. Ennek oka lehet az olajba kerülő szennyeződések, vagy az olaj oxidációja és üledékképződés a hosszú távú-használat után, vagy az olaj emulgeálódása és minőségromlása a tengervíz vagy édesvíz keveréke miatt, ami minősíthetetlen olajfilmet eredményez.
Az átvizsgálás során megállapították, hogy a dízelmotor karosszériáján belül a főcsapágyhéjak, főtengely, vezérműtengely stb. felületei különböző mértékben rozsdásodtak, a kenőolaj enyhe emulgeálódási jelenséget mutatott. Ezért nem zárható ki, hogy az ütést a kenőolaj rossz minősége okozta.
6) Nincs elegendő kenőolaj.
Az elégtelen kenőolaj főként az elégtelen kenőolaj mennyiséget vagy az elégtelen kenőolajnyomást jelenti. Az elégtelen kenőolaj mennyiség nem megfelelő kenéshez vezet, és nehéz lesz olajfilmet kialakítani a csapágypersely és a főtengely között. Az elégtelen kenőolajnyomás a csapágypersely elégtelen hűtését eredményezi, magas hőmérsékletet generál, és károsítja a csapágyperselyt. A kenőolaj térfogatának és nyomásának ellenőrzése után kiderült, hogy megfelelnek a dízelmotor kenőolaj térfogatára vonatkozó tervezési követelményeknek, így az elégtelen kenőolaj okozta befolyás alapvetően kizárható.
7) Hosszú távú{1}}működés nagy terhelés mellett.
Ha egy dízelmotor hosszú ideig nagy terhelés mellett működik, a csapágypersely és a főtengely közötti ütközési terhelés megnő, a köztük lévő olajréteg elvékonyodik, és bizonyos esetekben nem tud teljes olajfilmet kialakítani. Ez a helyzet a csapágypersely rendellenes kopásához vezet, és akár a csapágy meghibásodását is okozhatja.
A navigációs napló ellenőrzése után nem volt feljegyzés a nagy terhelés melletti-hosszú távú működésről, így a hosszú-nagy terhelés melletti működés okozta hatás alapvetően kizárható.
III. Hiba helye és megszüntetése
A fő csapágypersely sérülésének hibafa elemzése alapján ennek a motornak a fő csapágypersely károsodásának lehetséges oka a kenőolaj nem megfelelő minősége lehet. Ezért a kenőolaj-rendszer további elemzésére került sor. Ennek az edénynek a kenőolaj-rendszerét tanulmányoztuk, és a kenőolaj-rendszer sematikus diagramja a 8. ábrán látható.
8. ábra A kenőolaj-rendszer sematikus diagramja
Az ilyen típusú dízelmotorok két kenési móddal rendelkezhetnek: nedves és száraz olajteknős. Nedves olajteknő használatakor a motor{1}}hajtású kenőolaj-szivattyú kiszívja a kenőolajat az olajteknőből. A kenőolaj áthalad egy visszacsapó szelepen, nyomásszabályozó szelepen, termosztatikus szelepen, hűtőn, szűrőn, csapágyakon és turbófeltöltőn, mielőtt visszafolyik az olajteknőbe, és egy kenési ciklust alkot. Amikor a kenőolaj eléri az ajánlott üzemidőt, vagy minősége nem megfelelő, a szennyezett olajtartályba kerül cserére. Ha a dízelmotornak külön olajülepítő tartálya van, a kenőolajat az olajteknőből az ülepítőtartályba szívják, az olajleválasztóval tovább választják, majd újra felhasználják.
A vizsgálat után kiderült, hogy a hajó nedves olajteknő rendszerrel üzemelt, és a kenőolaj-tisztítót hosszú ideig nem használták. Ezért felmerül a gyanú, hogy a kenőolaj minőségével lehet probléma, ezért a kenőolajat vizsgálatra küldték. A kenőolaj-vizsgálati jelentés szerint a Na- és Mg-ion-tartalmat abnormálisan magasnak találták, amelyről előzetesen megállapítható, hogy a kenőolaj tengervízzel szennyezett volt.
A tengervízbe jutó kenőolaj forrásának további elemzése és a "kiváltó ok" kiküszöbölése érdekében további elemzést végeztek a főmotor tengervíz-hűtőrendszeréről. A tengervíz hűtőrendszer sematikus diagramja a 9. ábrán látható.
9. ábra A tengervíz hűtőrendszer sematikus diagramja
Miután a tengervíz-szivattyú beszívta a tengervizet, a főmotor léghűtőjén, a főmotor kenőolaj-hűtőjén és a főmotor édesvíz-hűtőjén keresztül hűti őket. Ha víz kerül a kenőolajba, a tengervíz beszivároghat a kenőolajba a kenőolaj-hűtőn keresztül, ami a kenőolaj károsodását okozhatja, és ezt követően rozsdához, valamint a fő csapágyhéjak, csapágyak és vezérműtengelyek stb. károsodásához vezethet.
Összefoglalva, a fő csapágypersely sérülésének részletes hibafa-elemzése után kiderült, hogy a fő csapágypersely károsodásának alapvető oka a tengervíz beszivárgása a kenőolajba a kenőolaj-hűtőnél, ami a kenőolaj károsodásához, majd a főmotor belső alkatrészeinek korróziójához vezetett, ami végső soron a fő busz súlyos kopásához vezetett.
Ezért a következő javítási terveket és napi karbantartási javaslatokat javasoljuk a személyzet számára:
1) Cserélje ki az erősen kopott és rozsdás csapágyházakat és nyomóalátéteket, javítsa ki az enyhén rozsdás csapágyházakat és javítsa meg a rozsdás vezérműtengelyt.
2) Javítsa meg a főtengely főcsapját, és javítás után ellenőrizze mechanikai paramétereit.
3) Öblítse át a kenőolaj-rendszert, cserélje ki az új kenőolajat, és csere után vegyen mintát és ellenőrizze a kenőolaj minőségét.
4) Javasoljuk, hogy a személyzet rendszeresen küldje el a kenőolajat ellenőrzésre, és az ellenőrzéshez szükséges mintákat különböző kenőrendszerekből vegyen.
IV. Következtetés
A főmotor csapágyperselyének rendellenes kopása a dízelmotorok gyakori hibája. Ez a cikk a hibafa elemzési módszert használja a főmotor csapágypersely rendellenes kopásának lehetséges okainak egyenkénti elemzésére, és gyorsan meghatározza a probléma okát. Az utólagos javítást és ellenőrzést követően nem észleltek kóros kopást, ami azt jelzi, hogy az elemzés és a javítás eredményes volt.