Pogonski sistem določenega ribiškega plovila kazenskega pregona je sestavljen iz dveh pogonskih dizelskih motorjev, enega dvo-motornega vzporednega reduktorja, enega niza propelerjev z nadzorovanim korakom in gredi. Glavni motor je štiri{2}}taktni ladijski motor s srednjimi-hitrostmi, neposrednim vbrizgom, turbopolnilnikom in vmesnim hlajenjem v vrstni-konfiguraciji. Menjalnik uporablja vzporedni menjalnik z potisnimi ležaji in visoko-elastičnimi sklopkami. Shematski diagram strukture glavne pogonske naprave plovila je prikazan na sliki 1.
Slika 1 Shematski diagram glavnega pogonskega sistema plovila
I. Pojav napake
Med mesečnim vzdrževanjem je posadka našla veliko količino kovinskih ostankov v posodi za olje glavnega motorja. Po prijavi je bilo odločeno, da se nemudoma izvede vzdrževanje glavnega motorja, da se ugotovi izvor kovinskih ostankov. Ladijska posadka je razstavila in pregledala dizelski motor ter opravila podrobne preglede pomembnih komponent, kot so glava valja, obloga valja, sklop ojnice bata, puša glavnega ležaja, odmična gred in ročična gred. Med postopkom so bili odkriti naslednji simptomi napake.
1)Rja je bila najdena na več delih.
(1) Odmična gred
Po demontaži "pokrova luknje za opazovanje" so na površinah 4. in 6. odmične gredi opazili rjo. Pogoji rjavenja 4. in 6. odmične gredi so prikazani na sliki 2.
Slika 2 Pogoji rjavenja odmičnih gredi št.. 4 in št.. 6
(2) Glavne ležajne lupine.
Pri razstavljanju in pregledu lupin glavnih ležajev je bilo ugotovljeno, da so lupine glavnih ležajev, ki ustrezajo vsakemu cilindru, v različni meri zarjavele in se je rjavenje postopoma poglabljalo od prostega konca do izhodnega konca. Rjasti deli so bili vsa zgornja polovica lupin glavnih ležajev.
Stanje rjavenja zgornje polovice lupine glavnega ležaja 1. prestave je prikazano na sliki 3.
Slika 3 Stanje rjavenja zgornje polovice puše glavnega ležaja zobnika št. . 1
(3) Motorna gred
Po odstranitvi ojnice bata in drugih dodatkov na ročični gredi, kot je ležajna puša, je bilo ugotovljeno, da je na površini ročične gredi rja, pri čemer je glavni ležaj zobnika št. . 5 najmočnejši. Stanje rjavenja glavnega ležaja zobnika št. . 5 je prikazano na sliki 4.
Slika 4 Stanje rje na ležaju gredi zobnika 5#
2) Obraba puše glavnega ležaja in potisne podložke.
Po demontaži je bilo ugotovljeno, da je puša glavnega ležaja in potisna podložka 7. prestave močno obrabljena, pri čemer je prišlo do trganja kovine. Predhodno je ugotovljeno, da je to glavni vir kovinskih ostankov. Pogoji obrabe puše glavnega ležaja in potisne podložke 7. prestave so prikazani na sliki 5.
Slika 5 Pogoji obrabe puše glavnega ležaja in potisne podložke zobnika št. . 7
II. Metoda analize drevesa napak in analiza dejanske ladje
Analiza drevesa napak je pogosto uporabljena metoda za učinkovito reševanje kompleksnih sistemov napak. Izvaja deduktivno analizo napak od zgoraj navzdol. Natančneje, analizira različne dejavnike, ki lahko povzročijo napake, korak-za-korakom od celotnega sistema do njegovih komponent v drevesni-podobni razvejani strukturi. Ta metoda analize lahko diagnosticira sistemske napake s konstruiranjem logičnih blokovnih diagramov in razmišljanjem korak za korakom za analizo vzrokov za napake.
2. Analiza drevesa napak pri poškodbah lupine glavnega ležaja
Obstaja veliko razlogov za neobičajno obrabo ohišij ležajev dizelskega motorja. V skladu z metodo analize drevesa napak, pri čemer je poškodba ohišja glavnega ležaja dizelskega motorja glavni dogodek, se analizirajo vzroki, ki vodijo do te napake. Drevo napak je navedeno in analizirano v skladu z ustreznim logičnim razmerjem. Drevo napak poškodbe lupine glavnega ležaja je prikazano na sliki 6.
Slika 6 Drevo napak poškodbe lupine glavnega ležaja
Kot je prikazano na sliki 6, lahko vzroke za okvaro pripišemo naslednjim sedmim osnovnim dogodkom: nepravilna namestitev ohišja motorja, neustrezna namestitev ležajnih lupin, kavitacija ležajnih lupin, slab material ležajnih lupin, slaba kakovost mazalnega olja, nezadostna količina mazalnega olja in poškodbe glavnih ležajnih lupin zaradi dolgotrajnega-delovanja z visoko-obremenitvijo dizelski motor.
1) Namestitev strojev.
Namestitev glavnih motorjev, kot sta centriranje in izolacija tresljajev, ni ustrezala zahtevam, kar je povzročilo neenakomerno obremenitev ali tresenje glavnih motorjev, kar je povzročilo obrabo ležajev.
Po pojavu okvare so bili pregledani pogoji centriranja obeh glavnih motorjev. Pri inšpekciji je bilo ugotovljeno, da parametri centriranja obeh glavnih motorjev izpolnjujejo zahteve vgradnje, razlike v primerjavi z zadnjim popravilom suhega doka pa so bile v sprejemljivem območju. Zato je mogoče ta incident načeloma izključiti.
2) Namestitev ležajne lupine.
Spodnja ležajna lupina glavnega ležaja podpira ročično gred in ohranja središčnico glavnega ležaja ročične gredi v ravni črti.
Neusklajenost središčnice povzroči upogibanje ročične gredi in povečanje obremenitve glavnega ležaja. Če sta ležaja na levi in desni strani ročične gredi prenizka, se bo srednjica ročične gredi upognila navzdol in oblikovala lok.
Ko je gonilka v spodnji mrtvi točki, se umakne; nasprotno, ko je v zgornji mrtvi točki, bo gonilo podaljšano.
Razlika v raztezanju in umiku ročične gredi je sorazmerna z višinsko razliko glavnega ležaja, tako da se lahko uporabi za merjenje, ali je ročična gred centrirana in s tem stanje ohišja ležaja.
Po pregledu konstrukcijske specifikacije tega srednje{0}}hitrostnega dizelskega motorja je bilo ugotovljeno, da ima ročična gred dizelskega motorja relativno visoko togost. Neusklajenost središčnice je lahko povzročila samo vrzel v spodnjih ležajnih lupinah glavnih ležajev. Preglejte podatke o razliki premeta ročične gredi glavnega motorja po zadnjem tovarniškem remontu in izmerite trenutno razliko premeta motorja glavnega motorja ter ju primerjajte z zahtevami parametrov v priročniku. Po preiskavi in preverjanju je bilo ugotovljeno, da so bile zahteve glede vrzeli izpolnjene in da je bilo mogoče v bistvu izključiti vpliv vrzeli vgradnje ležajne lupine.
3) Kavitacijska erozija ležajnih lupin.
Ko se površina ležajne lupine premakne sorazmerno z mazalnim oljem, lokalna visoka temperatura in visok tlak, ki ga povzročita razpok plinskih mehurčkov, povzročita utrujenost in luščenje površine ležajne lupine, kar povzroči okvare.
Pojav kavitacije se kaže kot gosto satje igličastih-luknjic, zunanja površina lukenj pa je čista in na splošno ni prekrita s produkti korozije.
Glede na značilnosti ležajnih lupin tega dizelskega motorja je mogoče ugotoviti, da ni prišlo do kavitacijske erozije, vpliv kavitacijske erozije na ležajne lupine pa je v bistvu mogoče izključiti.
4) Material ležajne puše.
Ta ležajna puša ima tanko{0}}stensko zasnovo in je sestavljena iz plasti aluminijeve zlitine, prevleke in zaslona iz niklja. Diagram strukture ležajne puše je prikazan na sliki 7.
Slika 7 Strukturni diagram ležajne obloge
Struktura utorov, ki jo je sprejela ta ležajna puša, se na splošno ne more obrabiti skozi zaslon iz niklja, njena kakovost pa je relativno zanesljiva. Medtem ima ta ležajna puša nizko stopnjo obrabe. Glede na teste, ki jih je izvedel originalni proizvajalec, tudi ko je ležajna puša pod visoko obremenitvijo in v pogojih tankega oljnega filma, ostaja obraba ležajne puše majhna. Obe ležajni puši sta iz iste serije izdelkov, tako da je vpliv materiala ležajne puše načeloma mogoče izključiti.
5) Kakovost mazalnega olja.
Slaba kakovost mazalnega olja lahko privede do nenormalne obrabe glavnih gibljivih parov dizelskih motorjev, kot so potisni obroči, lupine glavnih ležajev in lupine ojničnih ležajev itd. [3].
Obstajajo različne situacije, ko je kakovost mazalnega olja podstandardna. To je lahko posledica nečistoč, ki so vstopile v olje, ali je olje oksidiralo in tvorilo usedlino po dolgotrajni-rabi, ali pa je olje emulgirano in pokvarjeno zaradi mešanice morske ali sladke vode, kar ima za posledico nekvalificiran oljni film.
Pri pregledu je bilo ugotovljeno, da so bile površine lupin glavnih ležajev, ročične gredi, odmične gredi itd. znotraj ohišja dizelskega motorja v različni meri zarjavele, mazalno olje pa je pokazalo rahlo emulgiranje. Zato ni mogoče izključiti, da je udar povzročila slaba kakovost mazalnega olja.
6) Premalo mazalnega olja.
Nezadostno mazalno olje vključuje predvsem premajhno količino mazalnega olja ali nezadosten tlak mazalnega olja. Nezadostna količina mazalnega olja bo povzročila nezadostno mazanje in težko bo vzpostaviti oljni film med ležajno pušo in ročično gredjo. Nezadosten tlak mazalnega olja bo povzročil nezadostno hlajenje ležajne puše, kar bo povzročilo visoke temperature in povzročilo poškodbe ležajne puše. Po preverjanju prostornine in tlaka mazalnega olja je bilo ugotovljeno, da ustrezajo konstrukcijskim zahtevam prostornine mazalnega olja dizelskega motorja, tako da je vpliv, ki ga povzroča nezadostna količina mazalnega olja, v bistvu izključen.
7) Dolgotrajno-delovanje pod visoko obremenitvijo.
Ko dizelski motor dlje časa deluje pod visoko obremenitvijo, se udarna obremenitev med ležajno pušo in ročično gredjo poveča, oljni film med njima postane tanjši in v nekaterih primerih ni mogoče ustvariti celotnega oljnega filma. To stanje povzroči neobičajno obrabo ležajne puše in lahko celo povzroči okvaro ležaja.
Po preverjanju navigacijskega dnevnika ni bilo nobenega zapisa o dolgotrajnem-delovanju pod visoko obremenitvijo, tako da je mogoče vpliv, ki ga povzroča dolgotrajno-delovanje pod visoko obremenitvijo, načeloma izključiti.
III. Lokacija in odprava napake
Na podlagi analize drevesa napak poškodbe puše glavnega ležaja je možen vzrok za poškodbo puše glavnega ležaja tega motorja nestandardna kakovost mazalnega olja. Zato je bila izvedena nadaljnja analiza sistema mazalnega olja. Sistem mazalnega olja te posode je bil proučen, shematski diagram sistema mazalnega olja pa je prikazan na sliki 8.
Slika 8 Shematski diagram sistema mazalnega olja
Ta tip dizelskega motorja ima lahko dva načina mazanja: mokro in suho korito. Ko se uporablja mokro korito, črpalka-za mazivno olje, ki jo poganja motor, črpa mazalno olje iz korita. Mazalno olje prehaja skozi povratni ventil, ventil za regulacijo tlaka, termostatski ventil, hladilnik, filter, ležaje in turbopolnilnik, preden teče nazaj v korito in tvori mazalni cikel. Ko mazalno olje doseže priporočen čas delovanja ali je njegova kakovost podstandardna, se izpusti v rezervoar za umazano olje za zamenjavo. Če ima dizelski motor ločen rezervoar za usedanje olja, se mazalno olje črpa iz zbiralnika v rezervoar za usedanje, se nadalje loči s separatorjem olja in nato ponovno uporabi.
Po preiskavi je bilo ugotovljeno, da je plovilo delovalo s sistemom z mokrim zbiralnikom in da čistilnik mazalnega olja dolgo ni bil uporabljen. Zato obstaja sum, da bi lahko prišlo do težave s kakovostjo mazalnega olja, zato je bilo mazalno olje poslano na testiranje. Glede na poročilo o preskusu mazalnega olja je bilo ugotovljeno, da je vsebnost ionov Na in Mg nenormalno visoka, kar lahko predhodno ugotovi, da je bilo mazalno olje onesnaženo z morsko vodo.
Za nadaljnjo analizo vira mazalnega olja, ki vstopa v morsko vodo in odpravo "osnovnega vzroka", je bila izvedena nadaljnja analiza hladilnega sistema z morsko vodo tega glavnega motorja. Shematski diagram hladilnega sistema z morsko vodo je prikazan na sliki 9.
Slika 9 Shematski diagram hladilnega sistema z morsko vodo
Potem ko jo črpalka za morsko vodo vsesa, gre morska voda skozi zračni hladilnik glavnega motorja, hladilnik mazalnega olja glavnega motorja in sladkovodni hladilnik glavnega motorja, da se ohladijo. Če pride do vdora vode v mazalno olje, lahko morska voda prodre v mazalno olje skozi hladilnik mazalnega olja, kar povzroči poslabšanje mazalnega olja in posledično povzroči rjavenje in poškodbe lupin glavnega ležaja, ležajev in odmičnih gredi itd.
Skratka, po podrobni analizi drevesa napak poškodbe puše glavnega ležaja je bilo ugotovljeno, da je bil temeljni vzrok poškodbe puše glavnega ležaja infiltracija morske vode v mazalno olje pri hladilniku mazalnega olja, kar je povzročilo poslabšanje mazalnega olja in posledično korozijo notranjih komponent glavnega motorja, kar je na koncu povzročilo močno obrabo puše glavnega ležaja.
Zato so predlagani naslednji načrti popravil in predlogi za dnevno vzdrževanje za posadko:
1) Zamenjajte močno obrabljene in zarjavele ležajne lupine in potisne podložke, popravite rahlo zarjavele ležajne lupine in popravite zarjavelo odmično gred.
2) Popravite glavni ležaj ročične gredi in po popravilu preverite njegove mehanske parametre.
3) Izperite sistem mazalnega olja, zamenjajte novo mazalno olje ter vzorčite in preverite kakovost mazalnega olja po zamenjavi.
4) Priporočljivo je, da posadka redno pošilja mazalno olje v pregled, vzorce za pregled pa je treba vzeti iz različnih mazalnih sistemov.
IV. Zaključek
Nenormalna obraba puše ležaja glavnega motorja je pogosta napaka pri dizelskih motorjih. Ta članek uporablja metodo analize drevesa napak za analizo možnih vzrokov za neobičajno obrabo puše ležaja glavnega motorja enega za drugim in hitro ugotavljanje vzroka težave. Po naknadnem popravku in preverjanju ni bilo ugotovljene neobičajne obrabe, kar kaže, da sta bili analiza in popravek učinkoviti.