Tam tikro žuvininkystės teisėsaugos laivo varomąją sistemą sudaro du varomieji dyzeliniai varikliai, viena dvigubo-variklio lygiagrečios reduktoriaus pavarų dėžė, vienas valdomo žingsnio laivas ir velenas. Pagrindinis variklis yra keturtaktis, tiesioginio įpurškimo, su turbokompresoriumi ir tarpiniu aušinimu vidutinio greičio{3}}laivų variklis su eilės konfigūracija. Pavarų dėžėje sumontuota lygiagreti pavarų dėžė su traukos guoliais ir -elastingomis sankabomis. Laivo pagrindinio varymo įrenginio struktūros schema parodyta 1 paveiksle.
1 pav. Laivo pagrindinės varomosios sistemos schema
I. Gedimo fenomenas
Kasmėnesinės priežiūros metu ekipažas pagrindinio variklio karterio tepalo indelyje aptiko didelį kiekį metalo nuolaužų. Po pranešimo buvo nuspręsta nedelsiant atlikti pagrindinio variklio techninę priežiūrą, siekiant nustatyti metalo nuolaužų šaltinį. Laivo įgula išardė ir apžiūrėjo dyzelinį variklį, išsamiai patikrino svarbius komponentus, tokius kaip cilindro galvutė, cilindro įdėklas, stūmoklio švaistiklio mazgas, pagrindinė guolio įvorė, skirstomasis velenas ir alkūninis velenas. Proceso metu buvo nustatyti šie gedimo simptomai.
1) Ant kelių dalių rasta rūdžių.
(1) skirstomasis velenas
Išardžius „stebėjimo angos dangtelį“, ant 4 ir 6 skirstomųjų velenų paviršių pastebėta rūdžių. 4-ojo ir 6-ojo skirstomojo veleno rūdžių sąlygos parodytos 2 pav.
2 pav. Skirstomųjų velenų Nr. 4 ir Nr. 6 rūdžių sąlygos
(2) Pagrindiniai guolių korpusai.
Išmontuojant ir apžiūrint pagrindinius guolių korpusus, buvo nustatyta, kad kiekvieną cilindrą atitinkantys pagrindiniai guolių korpusai buvo įvairaus laipsnio rūdiję, o rūdijimas palaipsniui gilėjo nuo laisvojo galo iki išėjimo galo. Surūdijusios dalys buvo visos viršutinės pagrindinių guolių korpusų pusės.
1-osios pavaros pagrindinio guolio korpuso viršutinės pusės rūdijimo būklė parodyta 3 pav.
3 pav. No{1}} krumpliaračio pagrindinės guolio įvorės viršutinės pusės rūdžių būklė
(3) Alkūninis velenas
Pašalinus stūmoklio švaistiklį ir kitus priedus nuo alkūninio veleno, pvz., guolio įvorę, buvo pastebėta, kad alkūninio veleno paviršiuje yra rūdžių, o pagrindinis krumpliaračio kakliukas Nr.{0}} buvo stipriausias. Pagrindinio krumpliaračio kakliuko Nr. . 5 rūdžių būklė parodyta 4 paveiksle.
4 pav. 5# krumpliaračio veleno kakliuko rūdžių būklė
2) Pagrindinės guolio įvorės ir poveržlės susidėvėjimas.
Po išmontavimo nustatyta, kad 7 pavaros pagrindinės guolio įvorė ir poveržlė buvo stipriai susidėvėję, atsirado metalo plyšimas. Preliminariai nustatyta, kad tai yra pagrindinis metalo nuolaužų šaltinis. Pagrindinės guolio įvorės ir 7-osios pavaros traukos poveržlės nusidėvėjimo sąlygos parodytos 5 pav.
5 pav. Pagrindinės guolio įvorės ir krumpliaračio Nr. 7 traukos poveržlės susidėvėjimo sąlygos
II. Gedimų medžio analizės metodas ir tikrojo laivo analizė
Gedimų medžio analizė yra dažniausiai naudojamas metodas efektyviam sudėtingų gedimų sistemų sprendimui. Ji atlieka dedukcinę gedimų analizę iš viršaus į apačią. Tiksliau, ji analizuoja įvairius veiksnius, galinčius sukelti gedimus, nuosekliai-po-nuo visos sistemos iki jos komponentų medžio-kaip išsišakojusioje struktūroje. Šiuo analizės metodu galima diagnozuoti sistemos gedimus, konstruojant logines blokines diagramas ir žingsnis po žingsnio argumentuojant, kad būtų analizuojamos gedimų priežastys.
2. Pagrindinio guolio korpuso pažeidimo gedimų medžio analizė
Dyzelinių variklių guolių korpusų nenormalaus susidėvėjimo priežasčių yra daug. Pagal gedimų medžio analizės metodą, didžiausiu įvykiu imant dyzelinio variklio pagrindinio guolio korpuso pažeidimą, analizuojami priežastiniai įvykiai, dėl kurių atsirado šis gedimas. Gedimų medis išvardijamas ir analizuojamas pagal atitinkamą loginį ryšį. Pagrindinio guolio korpuso pažeidimo gedimo medis parodytas 6 paveiksle.
6 pav. Pagrindinio guolio korpuso pažeidimo gedimų medis
Kaip parodyta 6 paveiksle, gedimo priežastys gali būti siejamos su šiais septyniais pagrindiniais įvykiais: netinkamas variklio korpuso montavimas, netinkamas guolių korpusų montavimas, guolio korpusų kavitacija, prasta guolių korpusų medžiaga, bloga tepimo alyvos kokybė, nepakankama tepimo alyva ir pagrindinės guolio apkrovos ilgalaikis veikimas{1}} dyzelinio variklio.
1) mašinų montavimas.
Pagrindinių variklių, tokių kaip centravimas ir vibracijos izoliacija, montavimas neatitiko reikalavimų, todėl pagrindinių variklių apkrova arba vibracija buvo netolygi, todėl susidėvėjo guoliai.
Po gedimo buvo patikrintos dviejų pagrindinių variklių centravimo sąlygos. Patikrinimo metu nustatyta, kad dviejų pagrindinių variklių centravimo parametrai atitiko montavimo reikalavimus, o skirtumai, lyginant su paskutiniu sausojo doko remontu, buvo priimtinos ribose. Todėl šį incidentą iš esmės galima atmesti.
2) Guolių korpuso montavimas.
Apatinis pagrindinio guolio guolio korpusas palaiko alkūninį veleną, išlaikant alkūninio veleno pagrindinio kakliuko vidurio liniją tiesia linija.
Dėl netinkamo vidurio linijos sulenkimo alkūninis velenas ir padidėja pagrindinio guolio apkrova. Jei du alkūninio veleno kairėje ir dešinėje pusėje esantys guoliai yra per žemi, alkūninio veleno vidurinė linija nusilenks žemyn ir sudarys lanką.
Kai švaistiklio metimas yra apatiniame negyvajame taške, jis bus įtrauktas; ir atvirkščiai, kai jis yra viršutiniame negyvajame taške, švaistiklio metimas bus pratęstas.
Alkūninio veleno išstūmimo ir atitraukimo skirtumas yra proporcingas pagrindinio guolio aukščio skirtumui, todėl juo galima išmatuoti, ar alkūninis velenas yra centre, taigi ir guolio korpuso būklei.
Pasidomėjus šio vidutinio greičio{0}}dyzelinio variklio konstrukcijos specifikacijomis, buvo nustatyta, kad dyzelinio variklio alkūninis velenas yra gana tvirtas. Centrinės linijos nesutapimą galėjo lemti tik tarpas tarp pagrindinių guolių apatinių guolių korpusų. Peržiūrėkite pagrindinio variklio alkūninio veleno metimo skirtumo duomenis po paskutinio gamyklinio kapitalinio remonto ir išmatuokite esamą pagrindinio variklio alkūninio veleno metimo skirtumą ir atitinkamai palyginkite juos su vadove nurodytais parametrų reikalavimais. Atlikus tyrimą ir patikrinimą, buvo nustatyta, kad tarpo reikalavimai buvo įvykdyti, o guolio korpuso įrengimo tarpo įtaką iš esmės galima atmesti.
3) Guolių korpusų kavitacinė erozija.
Kai guolio korpuso paviršius juda santykinai su tepaline alyva, vietinė aukšta temperatūra ir aukštas slėgis, atsirandantis dėl dujų burbuliukų plyšimo, sukelia nuovargį ir guolio korpuso paviršiaus išsiliejimą, todėl atsiranda defektų.
Kavitacijos reiškinys pasireiškia kaip tankus adatų{0}}korys, o išorinis skylių paviršius yra švarus ir paprastai nepadengtas korozijos produktais.
Remiantis šio dyzelinio variklio guolių korpusų charakteristikomis, galima nustatyti, kad kavitacinės erozijos neįvyko, o kavitacinės erozijos įtaką guolių korpusams galima iš esmės atmesti.
4) Guolio įvorės medžiaga.
Ši guolio įvorė turi plonasienę{0}}konstrukciją ir sudaryta iš aliuminio lydinio sluoksnio, dangos ir nikelio ekrano. Guolio įvorės konstrukcijos schema parodyta 7 pav.
7 pav. Guolių įdėklo konstrukcijos schema
Šios guolio įvorės griovelio konstrukcija paprastai negali susidėvėti per nikelio ekraną, o jos kokybė yra gana patikima. Tuo tarpu ši guolio įvorė turi mažą nusidėvėjimą. Remiantis pirminio gamintojo atliktais bandymais, net esant didelei apkrovai ir plonai tepalo plėvelei, guolio įvorės susidėvėjimas išlieka mažas. Abi guolio įvorės yra iš tos pačios gaminių partijos, todėl guolio įvorės medžiagos įtakos iš esmės galima atmesti.
5) Tepalinės alyvos kokybė.
Prasta tepalinės alyvos kokybė gali lemti nenormalų pagrindinių dyzelinių variklių judančių porų, pvz., traukos žiedų, pagrindinių guolių korpusų, švaistiklio guolių korpusų ir kt., susidėvėjimą [3].
Yra įvairių situacijų, kai tepalinės alyvos kokybė yra nekokybiška. Taip gali nutikti dėl priemaišų, patekusių į aliejų, arba dėl to, kad aliejus oksiduojasi ir susidaro nuosėdos po ilgo-naudojimo, arba dėl to, kad aliejus susimaišo su jūros ar gėlo vandens mišiniu, susidarė emulsija ir dėl to susidaro nekvalifikuota alyvos plėvelė.
Patikrinus nustatyta, kad dyzelinio variklio korpuso viduje esantys pagrindinių guolių korpusų, alkūninio veleno, skirstomojo veleno ir kt paviršiai yra įvairaus laipsnio rūdiję, tepalinėje alyvoje matomas nežymus emulsinimosi reiškinys. Todėl neatmestina, kad smūgis įvyko dėl prastos tepimo alyvos kokybės.
6) Nepakankamas tepalinės alyvos kiekis.
Tepimo alyvos trūkumas dažniausiai apima nepakankamą tepalinės alyvos tūrį arba nepakankamą tepalinės alyvos slėgį. Nepakankamas tepalinės alyvos tūris lems netinkamą sutepimą, o tarp guolio įvorės ir alkūninio veleno bus sunku sukurti alyvos plėvelę. Nepakankamas tepalinės alyvos slėgis lems nepakankamą guolio įvorės aušinimą, sukels aukštą temperatūrą ir sugadins guolio įvorę. Patikrinus tepalinės alyvos tūrį ir slėgį, buvo nustatyta, kad jie atitinka projektinius dyzelinio variklio tepalinės alyvos tūrio reikalavimus, todėl įtaka, kurią sukelia nepakankamas tepalų kiekis, iš esmės gali būti atmesta.
7) Ilgalaikis{1}} veikimas esant didelei apkrovai.
Dyzeliniam varikliui ilgą laiką dirbant esant didelei apkrovai, padidėja smūginė apkrova tarp guolio įvorės ir alkūninio veleno, tarp jų plonėja alyvos plėvelė, o kai kuriais atvejais negali susidaryti visa alyvos plėvelė. Dėl šios situacijos guolio įvorė nenormaliai nusidėvi ir netgi gali sukelti guolio gedimą.
Patikrinus navigacijos žurnalą, nebuvo jokių įrašų apie ilgalaikį-dirbimą esant didelei apkrovai, todėl ilgalaikio veikimo didelės apkrovos{1}}įtaka iš esmės gali būti atmesta.
III. Gedimo vieta ir pašalinimas
Remiantis pagrindinės guolio įvorės pažeidimo gedimų medžio analize, galima šio variklio pagrindinės guolio įvorės pažeidimo priežastis gali būti nekokybiška tepimo alyva. Todėl buvo atlikta tolesnė tepalinės alyvos sistemos analizė. Buvo ištirta šio indo tepalinės alyvos sistema, o tepalinės alyvos sistemos schema parodyta 8 pav.
8 pav. Tepalinės alyvos sistemos schema
Šio tipo dyzeliniai varikliai gali turėti du tepimo režimus: šlapią ir sausą. Kai naudojamas šlapias karteris, variklio{1}}varomas tepalinės alyvos siurblys siurbia tepalą iš karterio. Tepimo alyva praeina per atbulinį vožtuvą, slėgio reguliavimo vožtuvą, termostatinį vožtuvą, aušintuvą, filtrą, guolius ir turbokompresorių, prieš tekant atgal į karterį, sudarydama tepimo ciklą. Kai tepalinė alyva pasiekia rekomenduojamą eksploatavimo laiką arba jos kokybė yra nekokybiška, ji išpilama į nešvarios alyvos baką pakeisti. Jei dyzelinis variklis turi atskirą alyvos nusodinimo baką, tepalinė alyva iš karterio traukiama į nusodinimo baką, toliau atskiriama alyvos separatoriumi ir panaudojama pakartotinai.
Atlikus tyrimą nustatyta, kad laivas veikė su šlapio karterio sistema, o tepalų valytuvas ilgą laiką nenaudotas. Todėl įtariama, kad gali kilti problemų dėl alyvos kokybės, todėl tepalinė alyva buvo išsiųsta tirti. Remiantis tepalinės alyvos bandymo ataskaita, nustatyta, kad Na ir Mg jonų kiekis yra neįprastai didelis, todėl preliminariai galima nustatyti, kad tepalinė alyva buvo užteršta jūros vandeniu.
Siekiant toliau analizuoti į jūros vandenį patenkančios tepalinės alyvos šaltinį ir pašalinti „pagrindinę priežastį“, buvo atlikta tolesnė šio pagrindinio variklio jūros vandens aušinimo sistemos analizė. Jūros vandens aušinimo sistemos schema parodyta 9 pav.
9 pav. Jūros vandens aušinimo sistemos schema
Po to, kai jūros vandens siurblys įsiurbiamas, jūros vanduo atitinkamai praleidžiamas per pagrindinio variklio oro aušintuvą, pagrindinio variklio tepalinės alyvos aušintuvą ir pagrindinio variklio gėlo vandens aušintuvą, kad jie atvėstų. Jei į tepalinę alyvą patenka vandens, jūros vanduo gali prasiskverbti į tepalinę alyvą per tepalinės alyvos aušintuvą, dėl to gali pablogėti tepimo alyva, o vėliau gali atsirasti rūdžių ir pažeisti pagrindinių guolių korpusai, guoliai, skirstomieji velenai ir kt.
Apibendrinant, atlikus išsamią pagrindinio guolio įvorės pažeidimo gedimų medžio analizę, buvo nustatyta, kad pagrindinė pagrindinės guolio įvorės pažeidimo priežastis buvo jūros vandens prasiskverbimas į tepalinę alyvą prie tepalinės alyvos aušintuvo, dėl kurios pablogėjo tepimo alyva, o vėliau ir pagrindinio variklio vidinių komponentų korozija, o tai galiausiai sukėlė didelį pagrindinio įvorės susidėvėjimą.
Todėl ekipažui siūlomi šie remonto planai ir kasdienės priežiūros pasiūlymai:
1) Pakeiskite labai susidėvėjusius ir surūdijusius guolių korpusus ir poveržles, suremontuokite šiek tiek aprūdijusius guolių korpusus ir suremontuokite surūdijusį skirstomąjį veleną.
2) Sutaisykite pagrindinį alkūninio veleno kakliuką ir po remonto patikrinkite jo mechaninius parametrus.
3) Išskalaukite tepalinės alyvos sistemą, pakeiskite naują tepalinę alyvą, o po pakeitimo paimkite ir patikrinkite tepalinės alyvos kokybę.
4) Rekomenduojama, kad įgula reguliariai siųstų tepalinę alyvą apžiūrai, o mėginiai patikrinimui turėtų būti paimti iš skirtingų tepimo sistemų.
IV. Išvada
Nenormalus pagrindinio variklio guolio įvorės susidėvėjimas yra dažna dyzelinių variklių gedimas. Šiame straipsnyje naudojamas gedimų medžio analizės metodas, siekiant po vieną išanalizuoti galimas nenormalaus pagrindinio variklio guolio įvorės susidėvėjimo priežastis, greitai nustatant problemos priežastį. Po vėlesnio pataisymo ir patikros nenormalaus susidėvėjimo nerasta, o tai rodo, kad analizė ir taisymas buvo veiksmingi.