趙立震，殷志和

(1.南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇南通 226005;2.青島北海船舶重工有限責(zé)任公司，山東青島 266520)

1 軸接地裝置概述

1.1 原理

軸系接地裝置的作用原理是使螺旋槳旋轉(zhuǎn)自身產(chǎn)生的電勢差傳給軸系，通過其與船體形成低電阻的回路，從而使雜散電流沿著槳葉安全地返回船體，以減小槳葉產(chǎn)生電火花和空泡腐蝕。

1.2 組成［1］

軸系接地裝置是由含銀石墨碳刷、固定碳刷的基座、開口滑環(huán)、夾具和監(jiān)視毫伏表等組成。其中含銀石墨碳刷、滑環(huán)等組件組成一個(gè)完整的平衡的電刷架，以確保碳刷在滑環(huán)軌道上平順運(yùn)行;用毫伏表監(jiān)視軸與船體之間的電位，來驗(yàn)證該系統(tǒng)的有效性;粗導(dǎo)線連接碳刷將電流導(dǎo)回船體。該裝置被安裝在靠近中間軸承的地方，其尺寸大小根據(jù)螺旋槳的直徑和回轉(zhuǎn)速度決定。

1.3 安裝要求

1)滑環(huán)的2個(gè)半圓安裝時(shí)的中心點(diǎn)必須在一點(diǎn)，且在2個(gè)半圓的配合處不能有明顯的缺口間隙，在徑向上不能有上下偏移。

2)固定含銀石墨碳刷基座的支架牢固，基座安裝在軸的切線方向，保證含銀石墨碳刷基座在軸系運(yùn)動時(shí)不會產(chǎn)生位置的偏移，從而保證含銀石墨碳刷的端面與滑環(huán)面之間實(shí)現(xiàn)面與面的全接觸。

2 故障調(diào)查

在船舶航行中，通過觀察毫伏表的讀數(shù)來監(jiān)測其運(yùn)行狀況，如果毫伏表的讀數(shù)高于50 mV或等于0，就必須及時(shí)檢查。

2.1 調(diào)查檢查方法

1)監(jiān)測毫伏表的讀數(shù)是否異常。

2)軸與船體之間的電阻是否小于許可值。

3)滑環(huán)軌道上是否存在油污。

4)滑環(huán)接口是否存在間隙和上下錯(cuò)位。

5)檢查含銀石墨碳刷的消耗量，并檢查在基座中的自由度，確認(rèn)是否存在偏磨情況。

2.2 反饋結(jié)果

多船反饋的調(diào)查故障現(xiàn)象如表1所示。

表1 故障現(xiàn)象表

圖1 滑環(huán)接口處存在缺口間隙

圖2 兩碳刷磨損量不同

3 原因分析

3.1 監(jiān)測毫伏表讀數(shù)異常

1)船舶航行中，監(jiān)測毫伏表讀數(shù)大于50 mV。說明碳刷與滑環(huán)之間接觸電阻較大，碳刷的端面與滑環(huán)面之間存在污物或含銀石墨碳刷與滑環(huán)之間未充分接觸。

2)船舶航行中，監(jiān)測毫伏表讀數(shù)為0 mV。說明電路為斷路，屬接線端子松動或設(shè)備安裝錯(cuò)誤。

3.2 含銀石墨碳刷消耗過快

1)滑環(huán)安裝不良，兩半圓的中心線偏移量偏大，而且接觸端面存在較大的缺口間隙，在軸帶動滑環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會造成含銀石墨碳刷的跳動，銀石墨碳刷在該處被切割，使得含銀石墨碳刷的消耗速度大大加快，如圖1所示。

2)含銀石墨碳刷與滑環(huán)面之間壓力過大，也會產(chǎn)生消耗過快的情況。

3)含銀石墨碳刷的材質(zhì)問題，銀和石墨的配比不合理。比如碳刷中含石墨比例較小導(dǎo)致不耐磨，從而消耗過快，達(dá)不到規(guī)定的使用壽命。

3.3 含銀石墨碳刷消耗不均勻

1)含銀石墨碳刷的基座安裝不正確或基座的保護(hù)螺絲沒有上緊，使得運(yùn)動過程中基座位置偏離軸的切線方向，出現(xiàn)含銀石墨碳刷與滑環(huán)之間部分接觸 (出現(xiàn)間隙)，進(jìn)而出現(xiàn)偏磨，造成銀石墨碳刷不均勻消耗，如圖2所示。

2)固定含銀石墨碳刷基座的支架不牢固，稍稍用力即可使之晃動，從而使含銀石墨碳刷產(chǎn)生偏磨。

4 解決和改進(jìn)對策

4.1 安裝方面

1)若滑環(huán)錯(cuò)位，需重新安裝滑環(huán)。

2)如果滑環(huán)搭口安裝間隙大，含銀石墨碳刷有被切割的跡象，則用含銀環(huán)氧樹脂或焊錫對滑環(huán)的搭扣間隙進(jìn)行修補(bǔ)填平。

3)若含銀石墨碳刷只是偏磨，則需對裝置的對中及安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整。

4)確保均勻的力加在碳刷和滑環(huán)之間。調(diào)整彈簧對碳刷的壓緊力，從而使有害雜散電流安全平穩(wěn)地導(dǎo)回船體。

4.2 設(shè)備方面

1)改進(jìn)固定含銀石墨碳刷基座的支架，采用加強(qiáng)型支架。采用雙U型箍固定在角鋼上，使新支架更牢固。

2)采用合理配比的含銀石墨碳刷。高比例的銀提供低電阻，低比例的石墨用來承受摩擦和延長使用壽命。通常超過70%的銀和低于30%的石墨的配比能提供較好的導(dǎo)電性和耐磨性的組合。

4.3 其他方面

1)備用碳刷和基座支架。由于碳刷的使用壽命是有限的，需定期更換。推薦由船東自備或由廠家在供貨時(shí)提供一套含銀石墨碳刷和基座支架作為備品。

2)加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督指導(dǎo)和測試檢查。廠家技術(shù)人員對船廠安裝人員進(jìn)行現(xiàn)場服務(wù)指導(dǎo)，并把驗(yàn)收該安裝作為必要步驟編寫進(jìn)安裝工藝中，并予以實(shí)施。在船舶試航時(shí)，根據(jù)使用效果，嚴(yán)格按照安裝要求進(jìn)行調(diào)整，確保設(shè)備運(yùn)行良好。

3)提醒船員定期保養(yǎng)。提醒船員定期觀測毫伏表，對滑環(huán)和碳刷進(jìn)行檢查和清潔，確保無污物和油污，檢查彈簧壓緊程度和接線端子等。

5 實(shí)船驗(yàn)證

將解決和改進(jìn)對策應(yīng)用于實(shí)船后，經(jīng)檢驗(yàn)證明效果良好。

［1］徐亮.船舶軸接地裝置用于防蝕的方法［J］.武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(3):21－25.