程 明

（海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室，江西 南 昌 3 30024）

在對某船主動力裝置進(jìn)行振動測試時，發(fā)現(xiàn)主機(jī)推力軸承出現(xiàn)故障特征，由于擔(dān)負(fù)的任務(wù)和修理工程量大，于是采取了降速使用的措施，并使用軸承監(jiān)測儀器隨時監(jiān)測振動狀況的變化，同時及時采集潤滑油樣進(jìn)行分析。后又對該主機(jī)推力軸承進(jìn)行了3次精密振動測試，進(jìn)一步確定了故障的存在，在主機(jī)的油樣中也發(fā)現(xiàn)異常磨粒有增加的趨勢。綜合振動測試和油液分析的結(jié)果，拆檢前左主機(jī)推力軸承，結(jié)果證實(shí)了診斷的準(zhǔn)確性。

該船推力軸承為3個7330AC單列徑向止推滾珠軸承。軸承節(jié)圓直徑235mm，軸承內(nèi)徑150mm，滾動體直徑50.75mm，滾動體個數(shù)13個，接觸角25°。振動測試中考慮機(jī)艙內(nèi)主推力軸承實(shí)際安裝位置及軸承受力方向，安排了軸承軸向和徑向振動測點(diǎn)。

一、軸承沖擊脈沖測試分析

滾動軸承如果在有缺陷（如疲勞點(diǎn)蝕、裂紋、磨損或混入雜物等）時運(yùn)轉(zhuǎn)，就會發(fā)生沖擊，引起脈沖沖擊振動。脈沖性振動是一種衰減性振動，因而沖擊脈沖的強(qiáng)弱反映了故障的程度。沖擊脈沖法就是通過沖擊脈沖計(jì)來測量滾動軸承的沖擊脈沖值來判斷軸承是否有故障。當(dāng)軸承工作表面出現(xiàn)損傷時，所產(chǎn)生的實(shí)際脈沖值用dBsv表示，它與初始脈沖值dBi之差稱為歸一化沖擊脈沖值dBn。

根據(jù)歸一化的沖擊脈沖值dBn可以將軸承的工作狀態(tài)分為三個區(qū)域進(jìn)行診斷，軸承工作狀態(tài)良好：0～20dB；軸承有輕微損傷：2l～35dB；軸承有嚴(yán)重?fù)p傷：35dB以上。

利用沖擊脈沖計(jì)可以得到?jīng)_擊脈沖的最大值dBm和地毯值dBc。根據(jù)dBm值和dBm與dBc的差值判斷軸承的技術(shù)狀態(tài)。

從2008年下半年至2009年上半年，技術(shù)人員利用沖擊脈沖計(jì)對前左主機(jī)推力軸承進(jìn)行了軸承跟蹤監(jiān)測。表1是歸一化沖擊脈沖值，測試工況為軸轉(zhuǎn)速650r／min，測試方向?yàn)檩S向，初始脈沖值dBi為16dB。

從測試的沖擊脈沖數(shù)據(jù)看，最大值＞45dB，且與dBm與dBc的差值較大，說明軸承已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p傷。根據(jù)滾動軸承的振動故障特征分析，從表2可以清楚地看到，主推力軸承存在著典型的故障特征頻率。按上述公式計(jì)算，得出頻率93.75 Hz為軸承內(nèi)圈損傷時的特征頻率，而81.25 Hz、106.25 Hz為93.75 Hz頻率的邊頻。同時還伴有二階186.25 Hz、三階280 Hz等諧波及邊頻頻率，三階的有效值高達(dá)36.77m ／s2。

經(jīng)以上分析表明，主推力軸承內(nèi)圈疲勞點(diǎn)蝕故障特征明顯，軸承損傷嚴(yán)重，建議拆檢修理。從拆檢情況看，與監(jiān)測分析結(jié)果相同，推力軸承正車兩道內(nèi)圈和保持架表層剝落嚴(yán)重，滾珠過度磨損。若繼續(xù)使用將發(fā)生機(jī)械事故，不僅會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且影響艦艇的在航率和戰(zhàn)斗力。

表1 推力軸承沖擊脈沖測試數(shù)據(jù)表 dB

表2 推力軸承振動數(shù)據(jù)表

表3 油樣光譜分析及鐵譜分析數(shù)據(jù)表

二、潤滑油液分析

由于推力軸承的潤滑是主機(jī)潤滑系統(tǒng)的一個分支，所以推力軸承的潤滑油在通過摩擦副后進(jìn)入主機(jī)的循環(huán)油柜，而取樣部位是在油泵出油管路上，所以采集的油樣中包含的信息比較豐富，即有主機(jī)的又有推力軸承的，這為定位磨損部位帶來了一定難度。但是，通過與振動測試相結(jié)合，就可以增加綜合診斷的準(zhǔn)確性。

油樣光譜分析及鐵譜分析數(shù)據(jù)見表3。從表中鐵譜分析結(jié)果可見，在該主機(jī)滑油監(jiān)測初期發(fā)現(xiàn)了球形磨粒，而球形磨粒正是滾動摩擦導(dǎo)致的最典型磨粒。隨著磨損的加劇，當(dāng)滾珠表面呈現(xiàn)出點(diǎn)蝕剝落，這時球形磨粒就比較少了，代之形成的是大量的塊狀疲勞剝落磨粒，在后期的多個油樣中均發(fā)現(xiàn)了大尺寸的塊狀磨粒。

三、實(shí)際驗(yàn)證情況

在測試過程結(jié)束后，修理部門根據(jù)測試結(jié)果對前左主機(jī)推力軸承進(jìn)行了拆檢，發(fā)現(xiàn)推力軸承正車兩道內(nèi)圈和保持架表層剝落嚴(yán)重，滾珠磨損嚴(yán)重，符合監(jiān)測診斷的結(jié)果。在更換相關(guān)部件及潤滑油隨后的監(jiān)測中，振動監(jiān)測及油液分析結(jié)果正常，主機(jī)故障狀況消失，運(yùn)行良好。

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