某輪副機啟動空氣分配器異常磨損分析和措施

woohan027

某集裝箱船柴油副機3臺，6缸。出廠不到3年，3臺副機先后因啟動空氣分配器異常磨損導致啟動故障，其中No.1副機啟動空氣分配器換新不到一年又出現了同樣故障，給船舶營運帶來安全隱患。
1 故障現象
$ _9 s) P& s# j6 Z$ M筆者上該輪工作不久，就遇到No.1副機啟動空氣分配器換新后再次故障一一集控室啟動該機，三次啟動失敗報警；機旁沖車發現，各缸示功考克均有不同程度的壓縮空氣沖出而曲軸不能轉動。
2 故障原因分析和查找
(1)空氣分配器工作原理
) q" Q) w7 s1 G* A! ^4 s; \空氣分配器的結構圖見圖1。
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分配器座上有6個孔道(圖中未示出)，按發火順序排列，分別通向各缸缸頭氣動閥控制其啟閉。
分配盤，有一個配氣孔(圖中未示出)，并通過十字軸連接隨凸輪軸轉動。
副機啟動時：
: ]8 l1 z, ^; e$ d主啟動空氣管路來的啟動控制空氣通入分配盤圖示左側空間，將分配盤壓緊在分配器座上；
* ~$ U- M$ s$ D2 ~% r8 a$ Y隨副機凸輪軸轉動，啟動空氣經分配盤上的配氣孔和分配器座上的孔道，按發火順序輪流到達并開啟各缸缸頭啟動閥，啟動空氣進入氣缸驅動副機轉動，啟動副機。
3 @8 @9 \' N. Q4 f副機啟動完成，分配盤圖示左側空間的啟動控制空氣泄放大氣失去壓力，分配盤不再壓緊分配器座因而不會與分配器座摩擦。
- W$ j) v1 t: e% ~; H(2)故障原因
* R( G6 f  P+ C+ n5 m分配盤隨凸輪軸轉動，分配器座不轉動。副機啟動時，啟動控制空氣將分配盤壓緊分配器座，分配盤和分配器座必然磨損。
  q7 u9 T8 y- e# ]' f分配盤的材料是硬度較高的優質合金鋼，而分配器座的材料是鑄鐵，分配器座磨損較大。分配器座密封表面磨損，分配盤軸就會移向凸輪軸方向。而凸輪軸末端與十字軸連接的凹槽底部，間隙只有2 mm。
( |7 c7 X, X5 c* Z- W) a當分配器座磨損達到2 mm，(分配盤軸推動)十字軸右端就會接觸凸輪軸左端凹槽底部，啟動時分配盤就不能壓緊分配器座，兩者之間的間隙導致啟動控制空氣漏泄而不能打開缸頭啟動閥，就不能啟動副機。
' ~% _2 w0 {( z; f* X) j. H拆解空氣分配器，見分配器座密封面外緣有約2mm高的唇邊，說明其磨損已達到2 mm。證實分配器座磨損達到極限導致副機啟動失敗。
" u. P8 I0 A( C7 C$ x分配器座異常磨損可能有兩方面原因，逐一檢查。
(1)潤滑不良
' i  D0 e# H+ o檢查分配器潤滑油供應系統，未見異常。
3 V# s* C& R* `& M/ i9 v; z; G$ m(2)分配盤一直緊壓在分配器座上
分配盤靠啟動控制空氣緊壓在分配器座上。
; ~& G& o+ S, ?即使不啟動，分配盤也一直緊壓在分配器座上，說明分配盤背后一直作用著啟動控制空氣壓力，即主啟動閥漏氣。
保持主起動閥關閉，打開該副機的啟動空氣截止閥，松開主起動閥至空氣分配器的管路接頭，發現有壓縮空氣漏出，證明主啟動閥漏氣。
拆檢主啟動閥，發現橡皮閥頭有裂紋并有一缺口，而且幾乎所有的密封圈都已老化變硬。
1 m) \7 m/ Y4 d" f% a5 y, o拆檢其他副機主起動閥，發現也都存在類似現象。
這些都證明，故障原因是主起動閥漏氣；沒能及時發現主啟動閥漏氣的原因，是檢修副機前通常都關閉該機啟動空氣截止閥。
# S7 r+ i% ?. Q6 K( U3 l* k: t2 P( B3 修復故障件
從空氣分配器工作原理分析，只要分配盤與分配器座間有良好的密封，就能正常使用。
+ I% Y! Y* k/ ?4 V6 s故障的空氣分配器的修理方法如下：
分配器座，用細銼刀修去密封平面上的毛刺和唇邊，在研磨平板上先后用粗、細研磨砂“8”字形研磨；
3 F$ Y7 t( d+ ?' E( l分配盤，先后用細研磨砂和滑油與分配器座研磨；
9 F4 Y3 e+ R. B( X; E$ R) t十字軸，右側，平面車去2 mm，凹槽底部用銼刀修去2mm左右。
! k. }1 O& V2 ^如此，分配盤與分配器座密封良好，修復的空氣分配器裝機試用，副機啟動正常。
  A" G- @" ?% W# Q4 w以前換下的3只空氣分配器，也按上述方法修復做備用。
# J" T5 F& X2 Q; N  m. @7 V主啟動閥修理，由于當時船上沒有備件，橡皮閥頭船員按樣加工，密封圈以相近的O形圈替代，并在副機啟動成功后立即關閉啟動空氣截止閥(船舶電站暫不具備備用發電機自動啟動、并網、供電功能)，以確保副機運轉時啟動空氣不會漏入空氣分配器。
4 經驗教訓
(1)船舶的故障處理
發生故障，只用新備件更換損壞件，不查明和消除故障原因，同樣的故障可能不斷出現，不僅備件超耗、備件費超支，而且威脅船舶和船員安全。
& N% {. V3 J& a. Q, E) w為避免重復發生相同故障，輪機員應以主人翁態度和高度責任心，及時、查明和消除故障的根本原因。
(2)船舶的空氣起動系統的維修保養
啟動空氣和操縱系統的有關閥件，需按保養周期定期拆檢，及時更換老化失效的密封件。
/ Y0 x. C9 [" J) L2 G保證空氣干燥器正常工作，減少油水進入壓縮空氣的機會，避免閥件密封圈提前老化。
空氣瓶定時放殘水，溫濕度較高的季節或海域應縮短放殘水的時間間隔，保持主副機起動系統啟動空氣清潔干燥。
(3)公司機務的監督和指導
該輪一年內已3次申請副機啟動空氣分配器備件，但沒有引起公司機務主管的足夠重視，沒有督促或協助船舶查找故障原因，說明公司機務主管人員需改進監督，加強指導。