某船主减速器油气分离器故障分析

某船主减速器为引进机组，主要功能是传递转矩、匹配转速。油气分离器为主减速器上的重要设备，位于滑油入口前，滑油经过齿轮、轴承润滑回落入油底壳后会产生大量气泡，由于主减速器自带滑油箱容积较小，滑油循环较快，气泡无法自然消除，含有气泡的滑油会降低润滑效率，影响润滑效果。故需要在滑油进入减速器前用油气分离器去除气泡。油气分离器采用离心原理，其剖面图见图1。图1油气分离器剖面图滑油通过进油口进入油气分离器。转子高速转动，滑油与气体在转子的转动下分离。滑油通过出油口进入减速器，气体通过排气口排出。一、故障现象及勘验1、故障现象在清洗该船主减速器油底壳过程中，发现几块长约10mm，宽约1.5mm的金属条。随即通过观察孔盖观察减速器内部，传动齿轮及滚动轴承未见异常，盘车时也未听见异响。通过曲率检测得知，金属物的外圈曲率半径为19.50-20.40mm，内圈曲率半径为18.00～19.00mm，厚度为1.40-1.45mm。综合考虑试件断裂变形与测量误差的影响，判断该金属物原形为外圆直径约40mm的圆环形部件。对金属物进行如下测试和分析：①用磁石吸金属物，未能吸起，因此判断其材质为非磁性材料；②主减速器内最小轴承架厚度与金属物厚度不符，故排除断裂物为轴承保持架的可能；③初步判断故障部位是油气分离器活塞环，活塞环位置示意图见图2。图2油气分离器活塞环位置不意图2、勘验通过拆解油气分离器，发现：①活塞环的一半留在原位，另一半已经缺失；②油气分离器前端支持轴承的滚珠、滚道磨损严重；③油气分离器中挡油环磨损严重；④油气分离器中端盖轻微磨损。端盖、轴承及挡油环位置见图3。图3端盖、轴承、挡油环位置二、原因分析经分析，该船是铝合金焊接船体，强度较钢结构焊接船体低，在航行过程，尤其是复杂恶劣的海况中航行，船体振动大、变形大，滚动轴承受到强大的冲击力，导致滚动体损坏，旋转轴轴向定位能力减弱，产生较大轴向振动冲击；而油气分离器活塞环材质较脆，在受到振动冲击时易发生碎裂，同时端盖与挡油环互相碰撞磨损，产生大量的金属屑附着在滑油过滤器及润滑管路中。活塞环在出气口反复撞击形成碎块经排气口排出，落人到油底壳中。通过上述分析得知，该船的自身结构特点及较恶劣的运行状态使滚动轴承损坏，是导致此次故障的主要原因。三、零件的替换及修理1、滚动轴承替换由于原机使用进口滚动轴承，没有随机资料可以查询该轴承的具体参数。同时国内没有相关备件，若从国外采购，周期至少1年，该船修理工期紧，所以放弃了采购国外原厂轴承的方案。国产轴承的稳定性、可靠性相对较低，很难保证油气分离器的正常工作，故放弃选用国产滚动轴承的方案。经过比较，拟选用进口SKF轴承6205进行替换。计算得知，滚动轴承寿命约为8万h，远大于主减速器的设计寿命1万h，完全满足使用要求，最终决定选用SKF轴承6205。2、活塞环材料替换通过目测的方法，我们推测活塞环的材料为铜合金，该材料较脆易碎，在对以往相同的进口产品进行分解检查测绘过程中，回装活塞环时，发生过活塞环断裂的现象。为了解决此情况，需要更换活塞环材料。通过分析并与其它型号对比，球墨铸铁材料的耐磨性、韧性满足该船的使用要求。3、其它零部件修理1)挡油环磨损严重，已无法继续使用，重新测绘设计并加工新件。2)端盖轻微磨损，处理磨损部位即可。3)重新油漆壳体。4)减速器上的滤器及系统管路需要反复清洗，避免残留金属屑进入减速器导致二次损伤。四、结束语该船经修理后，分别进行了陆地系泊试验，海上系泊试验，海上航行试验及各种工况、海况下的试验，主减速器各温度传感器、压力传感器、振动传感器、金属屑传感器显示正常。重新分解检查油气分离器状态，发现新更换的滚