某輪，1978年10月Niigata Engineering Co. Ltd.建造，主機(jī)型號(hào)6MG40X，雙機(jī)分別通過離合器減速帶動(dòng)雙調(diào)距槳，轉(zhuǎn)速400r/min，單機(jī)(6缸)功率4410KW，航速16 kn。
某日準(zhǔn)備進(jìn)某港，左調(diào)距槳故障，現(xiàn)象是:
•備車前，按要求檢查兩調(diào)距槳，機(jī)旁手動(dòng)控制換向閥正倒車試驗(yàn)均正常。
•備車，雙主機(jī)均正常。結(jié)合離合器，逐漸加至工作轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)到駕駛臺(tái)操縱。
•駕駛臺(tái)，在±5度的小角度試驗(yàn)變螺距，左槳反應(yīng)遲鈍，但尚不影響使用。
•運(yùn)轉(zhuǎn)約十分鐘后，左槳變螺距操作反應(yīng)越來越遲鈍，以至于最后失靈，不能操作。
由于船在航道內(nèi)不允許停車檢修，來不及查明原因，為防故障擴(kuò)大，停左主機(jī)，只靠右主機(jī)進(jìn)港。
1 調(diào)距槳?jiǎng)幼髟?/P>
調(diào)距槳裝置，由帶轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)的調(diào)距槳、調(diào)距裝置、傳動(dòng)軸系、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等組成，通過液壓操縱系統(tǒng)，控制液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)，改變槳葉的螺距角從而改變槳的螺距，實(shí)現(xiàn)換向和變速，機(jī)動(dòng)性、操縱性和經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)航行條件適應(yīng)性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于海洋工程輔助船、救助打撈船、消防船、挖泥船等機(jī)動(dòng)性要求比較高的船舶[1]。
調(diào)距過程為:
①駕駛臺(tái)，通過操縱旋鈕，發(fā)出改變螺距的指令至控制單無。
②控制單無控制液壓系統(tǒng)電磁換向閥向相應(yīng)方向移動(dòng)，動(dòng)力油泵提供的液壓動(dòng)力油經(jīng)換向閥、配油箱通到伺服油缸。
③液壓動(dòng)力油推動(dòng)伺服油缸內(nèi)的動(dòng)力活塞以及與之相連的推拉桿，通過轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)把推拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成槳葉的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，改變槳葉的螺距角從而改變槳的螺距，并通過桿件傳遞到“螺距指示器”顯示。
④反饋機(jī)構(gòu)，從“螺距指示器”采集實(shí)際螺距數(shù)據(jù)并反饋至控制單無；控制單無比較實(shí)際螺距與駕駛臺(tái)指令，繼續(xù)控制液壓系統(tǒng)電磁換向閥向相應(yīng)方向移動(dòng)，直至實(shí)際螺距與駕駛臺(tái)指令一致，電磁換向閥恢復(fù)中位停止液壓油的進(jìn)出，止回閥密封伺服油缸， (液體不可壓縮)穩(wěn)住螺距(即靜態(tài)穩(wěn)距) ，整個(gè)調(diào)距動(dòng)作完成[1]。
2 原因分析
(1)到港后初步檢查
檢查確認(rèn)操縱系統(tǒng)各相關(guān)電氣部件、液壓系統(tǒng)各相關(guān)閥件及各參數(shù)、傳動(dòng)軸及軸承等均正常，且:
•停車狀態(tài)，左槳換向試驗(yàn)，基本正常；
•低轉(zhuǎn)速狀態(tài)，左槳多次便螺距(換向和變速)試驗(yàn)，基本正常。
但正常工作轉(zhuǎn)速，左槳換向和變速操縱失靈，無法改變槳葉的螺距角。懷疑螺旋槳外部障礙，請(qǐng)潛水員下水檢查，發(fā)現(xiàn)有少量漁網(wǎng)，并無其他異常。
(2)臨時(shí)措施
鑒于當(dāng)時(shí)船舶有任務(wù)且臨近塢修期，經(jīng)請(qǐng)示公司，定船回船籍港再檢修。針對(duì)左槳故障，采取臨時(shí)措施:
•機(jī)動(dòng)用車時(shí)，低轉(zhuǎn)速運(yùn)行；
•海上定速航行，螺距調(diào)到適當(dāng)值后再提高轉(zhuǎn)速到正常工作轉(zhuǎn)速；
•當(dāng)值人員密切關(guān)注左槳和左機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)，必要時(shí)先處理再匯報(bào)。
(3)塢修檢查
上塢后，與修方共同檢查，發(fā)現(xiàn):
•軸系，軸、軸承、軸管、人字架軸承等均正常。
•調(diào)距機(jī)構(gòu)，配油軸、動(dòng)力油缸、活塞及泊封等均正常。
•解體左槳，發(fā)現(xiàn)槳毅內(nèi)部腔室充滿了海水，潤(rùn)滑脂極少且都已發(fā)黑變質(zhì)槳葉曲柄銷與其軸承表面腐蝕、偏磨明顯。
•槳葉壓蓋和槳葉軸上的。形圈擠壓破損，明顯小于該處的密封環(huán)槽，無密封作用。
由此判斷，故障原因是槳葉壓蓋和槳葉軸上的O形圈失效以致槳毅內(nèi)部腔室充滿海水，以致槳葉曲柄銷磨損摩擦力增大。
為驗(yàn)證上述判斷，測(cè)量槳葉曲柄銷與其軸承，測(cè)量 部位參見圖1和圖2，測(cè)量值見表1。
從表1可知，槳葉曲柄銷與其軸承均有不同程度的磨損，槳葉2、3、4等的間隙均明顯超過極限值
本文所述故障的機(jī)理，是槳葉曲柄銷與其軸承之間，因槳葉壓蓋和槳葉軸上的O形圈失效導(dǎo)致海水進(jìn)入，潤(rùn)滑脂變質(zhì)潤(rùn)滑不良，摩擦力增大，磨損加劇，配合間隙越來越大。摩擦力雖然隨配合間隙越來越大而減少但有限；而潤(rùn)滑條件越來越差，摩擦力增大更多。故:
•低轉(zhuǎn)速時(shí)，槳葉受力較正常工作轉(zhuǎn)速小，驅(qū)動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩也小，故如本節(jié)“(1)到港后初步檢查” 所述，“多次變螺距(換向和變速)試驗(yàn)，基本正常”；
•正常工作轉(zhuǎn)速時(shí)，槳葉受力較低轉(zhuǎn)速運(yùn)行大，驅(qū)動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩也較大以致無法改變槳葉的螺距角，操縱失靈。
3 修理
槳葉曲柄銷，加工恢復(fù)原尺寸，軸承換新，使與其軸承之間的配合間隙達(dá)到規(guī)定要求。
槳葉壓蓋和槳葉軸上的O形密封圈，按照環(huán)槽尺寸換新，并處理槳葉壓蓋和槳葉軸的磨損表面。
組裝完畢，通過加油口對(duì)槳載內(nèi)部腔室作水壓密封試驗(yàn)確保無泄漏后，加注足量潤(rùn)滑脂，操縱試驗(yàn)正常，塢修結(jié)束后使用至今未再發(fā)生同樣故障。
4 防范
4.1 日常運(yùn)行管理
堅(jiān)持日常保養(yǎng)，保持運(yùn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)告，必要時(shí)先處理后報(bào)告。
(1)液壓系統(tǒng)和潤(rùn)滑
•液壓油，按照說明書要求選用。
•濾器，定期清洗，保持油液潔凈。
•管系(含管路、閥件、油箱柜等) ，監(jiān)測(cè)油、水供應(yīng)、漏泄和油位。
•液壓油、潤(rùn)滑油溫度，保持監(jiān)測(cè)，保證冷卻水壓力、溫度等正常，并定期清潔冷卻器，保證有效冷卻。
•舷外支撐軸承(即人字架軸承，通常水潤(rùn)滑) ，保持監(jiān)測(cè)冷卻水壓力，保證水潤(rùn)滑和沖洗表面泥沙[1]。
(2)運(yùn)動(dòng)件，保持運(yùn)行監(jiān)測(cè):
•潤(rùn)滑情況。
•各道軸承跳動(dòng)情況。
•有無異常震動(dòng)和/或異響。
•螺距指示器，傳動(dòng)滑塊磨損情況和潤(rùn)滑脂情況(及時(shí)補(bǔ)充或更換) ，以保證其指示的準(zhǔn)確性。
(3)操縱
•“螺距指示器”，調(diào)距槳使用前后檢查確認(rèn)指針 在“0”位。若否，調(diào)節(jié)手動(dòng)控制換向閥使其至“0”位。
•駕駛臺(tái)，注意瞭望，規(guī)避例如漁網(wǎng)、纜繩纏繞，以及水面漂浮物沖擊槳和軸系。
•駕駛臺(tái)，監(jiān)視螺旋槳附近水面有無油花。
4.2 定時(shí)檢修
設(shè)備和管系(含管路、閥件、油箱柜等) ，均應(yīng)按預(yù)防維修或視情維修的原則，制定包括責(zé)任人、項(xiàng)目、不同周期的不同檢修內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)、相應(yīng)記錄、監(jiān)督等的檢修制度，定期或定時(shí)或視情檢修，以保證設(shè)備正常。
4.3 檢驗(yàn)
螺旋槳和軸系，船級(jí)社規(guī)定需定期塢內(nèi)檢驗(yàn)。
調(diào)距槳結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部零部件多，應(yīng)利用塢修時(shí)機(jī)，全面檢修保養(yǎng)螺旋槳和軸系，消除已發(fā)現(xiàn)的隱患和故障，以保證下一次塢檢前船舶安全營(yíng)運(yùn)[3]。
參考文獻(xiàn)
1 《輪機(jī)管理》[M].張興芝主編.科學(xué)出版杜.
2 CPP SHAFTING OPERATING MANUAL.KAMOME PROPELLER CO. LTD[Z].
3 《中國(guó)船級(jí)社國(guó)內(nèi)航行海船入級(jí)規(guī)則》[Z].人民交通出版.
作者：張為連，馬強(qiáng)
