某轮副机启动空气分配器异常磨损分析和措施

woohan027

某集装箱船柴油副机3台，6缸。出厂不到3年，3台副机先后因启动空气分配器异常磨损导致启动故障，其中No.1副机启动空气分配器换新不到一年又出现了同样故障，给船舶营运带来安全隐患。
1 故障现象
笔者上该轮工作不久，就遇到No.1副机启动空气分配器换新后再次故障一一集控室启动该机，三次启动失败报警；机旁冲车发现，各缸示功考克均有不同程度的压缩空气冲出而曲轴不能转动。
) \3 i) e* ?1 C+ x2 故障原因分析和查找
3 Y3 i2 ]4 s& k6 v5 T" }% v(1)空气分配器工作原理
4 ?1 X- h9 z3 s# c空气分配器的结构图见图1。


+ Y- d2 [' Z+ u
分配器座上有6个孔道(图中未示出)，按发火顺序排列，分别通向各缸缸头气动阀控制其启闭。
2 L w+ B* V3 ^) d* x& x5 a1 `分配盘，有一个配气孔(图中未示出)，并通过十字轴连接随凸轮轴转动。
, f2 e* o/ e; h T" i8 ?, X副机启动时：
6 ^ `5 q4 q. O+ m* W8 Q6 n" @主启动空气管路来的启动控制空气通入分配盘图示左侧空间，将分配盘压紧在分配器座上；
6 M1 a2 G/ H3 w, N6 J随副机凸轮轴转动，启动空气经分配盘上的配气孔和分配器座上的孔道，按发火顺序轮流到达并开启各缸缸头启动阀，启动空气进入气缸驱动副机转动，启动副机。
7 p0 \! }. c8 h0 b: L副机启动完成，分配盘图示左侧空间的启动控制空气泄放大气失去压力，分配盘不再压紧分配器座因而不会与分配器座摩擦。
' m: k! o9 _ O: A" P! @' Q(2)故障原因
- a$ Z* p C V0 l% `5 z分配盘随凸轮轴转动，分配器座不转动。副机启动时，启动控制空气将分配盘压紧分配器座，分配盘和分配器座必然磨损。
; _7 h) K% ?6 r3 C; R. L分配盘的材料是硬度较高的优质合金钢，而分配器座的材料是铸铁，分配器座磨损较大。分配器座密封表面磨损，分配盘轴就会移向凸轮轴方向。而凸轮轴末端与十字轴连接的凹槽底部，间隙只有2 mm。
) Y& |. f0 F) Q; p5 H当分配器座磨损达到2 mm，(分配盘轴推动)十字轴右端就会接触凸轮轴左端凹槽底部，启动时分配盘就不能压紧分配器座，两者之间的间隙导致启动控制空气漏泄而不能打开缸头启动阀，就不能启动副机。
9 i5 D; u) V4 J& G7 m$ U- q拆解空气分配器，见分配器座密封面外缘有约2mm高的唇边，说明其磨损已达到2 mm。证实分配器座磨损达到极限导致副机启动失败。
* X% j0 n c0 E7 Y, Y5 K分配器座异常磨损可能有两方面原因，逐一检查。
(1)润滑不良
检查分配器润滑油供应系统，未见异常。
(2)分配盘一直紧压在分配器座上
分配盘靠启动控制空气紧压在分配器座上。
) x. N, T7 r3 m0 n/ R4 X Y即使不启动，分配盘也一直紧压在分配器座上，说明分配盘背后一直作用着启动控制空气压力，即主启动阀漏气。
6 ?- J4 m$ X4 m; ?6 Y保持主起动阀关闭，打开该副机的启动空气截止阀，松开主起动阀至空气分配器的管路接头，发现有压缩空气漏出，证明主启动阀漏气。
拆检主启动阀，发现橡皮阀头有裂纹并有一缺口，而且几乎所有的密封圈都已老化变硬。
9 _3 Q3 L; C! b1 b' N" V" Y, F6 K) @拆检其他副机主起动阀，发现也都存在类似现象。
这些都证明，故障原因是主起动阀漏气；没能及时发现主启动阀漏气的原因，是检修副机前通常都关闭该机启动空气截止阀。
3 修复故障件
从空气分配器工作原理分析，只要分配盘与分配器座间有良好的密封，就能正常使用。
/ }$ F6 E- i, g8 y. ^故障的空气分配器的修理方法如下：
分配器座，用细锉刀修去密封平面上的毛刺和唇边，在研磨平板上先后用粗、细研磨砂“8”字形研磨；
分配盘，先后用细研磨砂和滑油与分配器座研磨；
3 J( J- n8 E* V! B" |十字轴，右侧，平面车去2 mm，凹槽底部用锉刀修去2mm左右。
4 u/ {( K8 b7 U+ X5 w/ J如此，分配盘与分配器座密封良好，修复的空气分配器装机试用，副机启动正常。
以前换下的3只空气分配器，也按上述方法修复做备用。
主启动阀修理，由于当时船上没有备件，橡皮阀头船员按样加工，密封圈以相近的O形圈替代，并在副机启动成功后立即关闭启动空气截止阀(船舶电站暂不具备备用发电机自动启动、并网、供电功能)，以确保副机运转时启动空气不会漏入空气分配器。
9 a6 V1 {) U+ f/ G; \7 L* ]/ g4 A0 _* }4 经验教训
9 x, d; l, k" a. f3 R(1)船舶的故障处理
, n5 G/ ?) U0 Q, C发生故障，只用新备件更换损坏件，不查明和消除故障原因，同样的故障可能不断出现，不仅备件超耗、备件费超支，而且威胁船舶和船员安全。
为避免重复发生相同故障，轮机员应以主人翁态度和高度责任心，及时、查明和消除故障的根本原因。
- Q- V* L6 ]- z& x% s/ H, [(2)船舶的空气起动系统的维修保养
启动空气和操纵系统的有关阀件，需按保养周期定期拆检，及时更换老化失效的密封件。
保证空气干燥器正常工作，减少油水进入压缩空气的机会，避免阀件密封圈提前老化。
空气瓶定时放残水，温湿度较高的季节或海域应缩短放残水的时间间隔，保持主副机起动系统启动空气清洁干燥。
: f3 P4 L+ H M" y/ k" z(3)公司机务的监督和指导
该轮一年内已3次申请副机启动空气分配器备件，但没有引起公司机务主管的足够重视，没有督促或协助船舶查找故障原因，说明公司机务主管人员需改进监督，加强指导。