大連遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司 柏世福

隨著劣質(zhì)燃油在船舶燃燒中的普及，分油機(jī)越來越廣泛地應(yīng)用于在船舶上，分油機(jī)用來分離出燃油和潤滑油(包括輕柴油、重柴油、燃料油)中的水分和機(jī)械雜質(zhì)，以達(dá)到減少機(jī)械故障，提高機(jī)械設(shè)備使用效率，并延長機(jī)器使用壽命的目的，是船舶燃油和滑油工作系統(tǒng)中必需的專用設(shè)備。分油機(jī)總是伴隨著柴油機(jī)工作而工作。船舶分油機(jī)系統(tǒng)通常包括燃油分油機(jī)、柴油分油機(jī)和滑油分油機(jī)，它們分別負(fù)責(zé)對(duì)主機(jī)和發(fā)電機(jī)等的燃燒用油和潤滑用油進(jìn)行分離凈化處理，是船舶正常航行不可或缺的重要設(shè)備之一。作為船舶燃油、滑油系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，分油機(jī)運(yùn)行狀況的好壞直接影響燃油、滑油的品質(zhì)，進(jìn)而影響船舶動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行工況，在某些特殊情況下甚至?xí)绊懙酱暗暮叫邪踩?。因此，要求輪機(jī)管理人員熟練掌握分油機(jī)的工作機(jī)理和控制過程，嫻熟地對(duì)分油機(jī)進(jìn)行操作和故障診斷，確保分油機(jī)安全有效地運(yùn)行，盡量減少故障的發(fā)生。

Westfalia分油機(jī)故障現(xiàn)象

Westfalia OSD 35型分油機(jī)在轉(zhuǎn)速為8200r/min的情況下，其所分油的密度最大可至1050kg/m3，被分離的固體密度可達(dá)1400kg/m3，為現(xiàn)代柴油機(jī)使用劣質(zhì)燃油創(chuàng)造了條件。發(fā)生故障的分油機(jī)的基本參數(shù)為：

TYPE OSD 35-0136-066/20 MAKER Westfalia Separator AG SERIAL 9002-574 BOWL 190kg SPEED 8200rpm VOLUME 81 POWER 11-15kW

Westfalia燃油分油機(jī)在使用過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過以下異常現(xiàn)象：

（1）電流逐漸增大，由原來的17A增大到20A；

（2）齒輪箱中的油質(zhì)變差，而該齒輪油才更換一個(gè)月多點(diǎn)；

（3）打開齒輪箱，發(fā)現(xiàn)油中有很多銅屑；

（4）觀看蝸輪磨損狀況，磨損正常；

（5）清潔后換油，在啟動(dòng)和停止時(shí)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)很不平穩(wěn)，并伴有異常聲音；

（6）檢查摩擦片，磨損較嚴(yán)重，但還沒達(dá)到規(guī)定的2毫米厚度的極限值；

（7）更換摩擦片后，重新試車，仍然有異常聲音，且能判斷來自齒輪箱。

Westfalia分油機(jī)的基本組成

westfalia分油機(jī)分為7個(gè)部分，分別為：

支架：容納驅(qū)動(dòng)部件；支撐電機(jī)，分離筒以及筒罩；

分離筒及其液壓系統(tǒng)；

向心泵和感液泵；

驅(qū)動(dòng)裝置；

筒罩：保護(hù)分離筒并支持進(jìn)排油管線；

電機(jī)：使分油機(jī)加速至額定轉(zhuǎn)速，設(shè)有過載保護(hù)裝置；

制動(dòng)部分：可使分油機(jī)減速時(shí)間大大地縮短，從90分鐘到大約7分鐘。

圖1 分離筒結(jié)構(gòu) 1-分離筒；2-布油器；3-分離盤組；4-渣空間

如圖1所示，分離筒由四部分組成：

分離筒：高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生很大的離心力，使得分水離分雜質(zhì)過程得以進(jìn)行；

布油器：使從A口進(jìn)的油加速至分離筒轉(zhuǎn)速，然后轉(zhuǎn)送至分離盤組；

分離盤組：分離由輕重兩相組成的混合液，由很多錐形盤堆疊在一起，每張盤都有spacers，這樣，在每張分離盤之間就可以形成準(zhǔn)確的空間大小，而分離盤平滑的表面還有助于油渣固體物質(zhì)很好地滑動(dòng)，因此分離盤就具有了自我清洗的功能。分離腔：分離空間由大量高度很低的平行的腔室組成，這種結(jié)構(gòu)減輕了渣油在分離盤上的徑向沉積。油渣固體物被高速的離心力甩在分離盤之間的上壁上，然后滑落至渣空間；

渣空間：集中被分離的油渣。

待分油從進(jìn)油管供入分離筒內(nèi)，經(jīng)配油器向筒周邊方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)配油器外邊緣時(shí)，轉(zhuǎn)而向上，通過分離盤組形成的通道均勻地分配至各個(gè)分離盤之間，在油向筒中央流動(dòng)的過程中，被連續(xù)地分離，將油之中的水、渣分離出來。干凈的油向上朝分離筒中央方向流動(dòng)離開分離盤進(jìn)入油腔室，然后在向心泵的作用下通過出油口離開分離筒。分出來的油渣移向筒周邊，分出來的水沿著分離盤組外邊緣向上穿過頂盤的槽道，通過感液泵離開分油機(jī)。較重的雜質(zhì)匯集在分離盤組外側(cè)的渣空間，定時(shí)通過排渣口離開分油機(jī)。

滑動(dòng)圈和滑動(dòng)底盤都在分離筒底部，和分離筒其他部件一起以相同的角速度高速旋轉(zhuǎn)，并可軸向移動(dòng)。

向心泵和感液泵的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 向心泵的工作原理

向心泵設(shè)置的目的在于使流體(油和水)在壓力下排出，向心泵被緊固在筒罩上。分離筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)的流體進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的腔室，在那里形成圍繞固定的向心泵葉輪的流體環(huán)帶。此環(huán)帶或多或少地蓋住向心泵葉輪外邊緣。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的液體環(huán)帶直徑增大時(shí)，因液體迅速增加而建立起壓力。由向心泵所產(chǎn)生的壓力主要是由外邊緣的“離心壓力”和旋轉(zhuǎn)液體環(huán)帶的“動(dòng)能”所轉(zhuǎn)換的壓力能組成。

當(dāng)流量很低或是排出管無背壓時(shí)，液體環(huán)帶的內(nèi)徑恰好等于向心泵的外徑；當(dāng)液體必須克服背壓時(shí)，例如，較高的排出壓頭或壓力狀態(tài)，腔內(nèi)的液體環(huán)帶直徑將減小直到與所對(duì)應(yīng)的背壓取得平衡。這樣，向心泵將泵出所有進(jìn)入腔室內(nèi)的液體（不考慮背壓）達(dá)到此流量狀態(tài)下向心泵所能達(dá)到的最大壓力。

所謂的感液泵其實(shí)就是阿法拉伐分油機(jī)的排水向心泵，是以其功能而命名，只是由于在系統(tǒng)中其功能是把少量混合液排送到監(jiān)測系統(tǒng)（并排出少量的水）而得此名。

圖3中，電機(jī)用來驅(qū)動(dòng)分離筒，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩由摩擦離合器經(jīng)平面皮帶傳送至分離筒立軸；離心式摩擦離合器用以緩和啟動(dòng)造成的沖擊和防止馬達(dá)過載，由摩擦元件離心力產(chǎn)生的扭矩作用于皮帶輪上，逐漸使分離筒加速至額定轉(zhuǎn)速，立軸用來支撐分離筒。

圖3 驅(qū)動(dòng)裝置圖

故障分析與排除過程

該分油機(jī)在使用過程中，電流逐漸增大，由原來的17A增大到20A；齒輪箱中的油質(zhì)變差，該齒輪油才使用了一個(gè)多月；我們打開齒輪箱更換齒輪油，發(fā)現(xiàn)油中有很多銅屑，觀看蝸輪磨損狀況，正常，清潔后換油，裝復(fù)試車。發(fā)現(xiàn)其在啟動(dòng)后和停止時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)很不平穩(wěn)，有異常的聲音。因?yàn)殡娏鞔?，所以我們就更換了摩擦片，如下圖所示的圖4，舊的摩擦片的確已經(jīng)磨損的比較嚴(yán)重了，但是還沒有磨到規(guī)定的2毫米厚度的極限值。換新后又試車，故障還沒有消除。聽到的異常聲音是來自齒輪箱。

圖4 摩擦片

我們判斷軸承有問題，就解體檢查。拉出立軸后看到立軸下部的推力軸承已經(jīng)磨碎，銅屑原來是軸承滾珠的固定架磨碎了產(chǎn)生的。軸承外殼卡在圖5所示2（Bearing bush）當(dāng)中，2（Bearing bush）從上面拿不出來，只有從下面將其拿出，如圖5所示，1已經(jīng)拉出來了。下面是4 （Pivoting bearing），還有調(diào)整立軸高度的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)很少動(dòng)，并且調(diào)整不好要磨損蝸輪蝸桿，所以很關(guān)鍵。這樣我們就從下面將其拉出來。

圖5 軸承

再回到前面，檢查立軸，如圖6所示。立軸下部（一）處磨損嚴(yán)重，用新軸承在上面試間隙大小，估計(jì)有0.2mm的間隙。用打麻點(diǎn)的方法已經(jīng)不行，只得采取加墊片的方法來解決，找到一個(gè)約1mm的墊片墊進(jìn)去才行（因?yàn)闆]有新的立軸）。（二）處也有磨損，但是還可以使用。立軸的其他部分磨損正常。

圖6 立軸

檢查減震彈簧，如圖7所示，該彈簧對(duì)分油機(jī)的偏心引起的震動(dòng)有一定的緩沖作用。松開鎖緊螺絲5，檢查減震彈簧4和彈簧座3，沒有損壞，裝復(fù)。

圖7 減震裝置 3-彈簧座；4-減震彈簧；5-鎖緊螺絲

檢查蝸輪蝸桿：蝸桿磨損很小，蝸輪有一點(diǎn)偏磨，正常。換新軸承和部分O型密封圈后裝復(fù)。裝的過程不難，但是要調(diào)整立軸的高度。下面簡述一下調(diào)整立軸的高度：

立軸高度主要依靠13（Bottom bearing threaded piece）來調(diào)整，它就是如圖8所示的13所指，立軸立在12（Spring assembly）上，15（Bottom bearing cap）是用來鎖緊13的。

圖表 8驅(qū)動(dòng)裝置

先將6 ～14項(xiàng)的部件裝入，然后將蝸輪拆下來，再把立軸裝進(jìn)去，然后裝蝸輪和分離筒，裝完后就應(yīng)該調(diào)整立軸的高度了。圖9是高度要求，（一）是上蓋，（二）是外殼，（三）是分離筒。

圖 9 立軸高度調(diào)節(jié)

調(diào)整要求是分離筒鎖緊盤的上平面和外殼上平面的高度差要在16 ～18mm之間，旋轉(zhuǎn)13 (Bottom bearing threaded piece)一圈立軸移動(dòng)的高度是2mm，我們就取了個(gè)中間值，調(diào)到17mm，鎖緊15( Bottom bearing cap)。蓋上上蓋，換好齒輪箱油。起動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)正常。

分油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一天后再次更換齒輪箱油，同時(shí)檢查蝸輪磨損狀況，看到蝸輪磨損比較均勻，嚙合線從齒尖一直延伸到齒底，這說明該蝸輪蝸桿嚙合良好。一周后再換齒輪箱油并檢查蝸輪磨損情況，正常。

上述根據(jù)該分油機(jī)具體故障現(xiàn)象，即電流增加、齒輪箱滑油油質(zhì)變差且有磨粒和摩擦片磨損但在正常范圍內(nèi)等，進(jìn)行逐一排除，從清潔齒輪箱，更換齒輪箱油到更換摩擦片，最終發(fā)現(xiàn)問題根源，即立軸下部及推力軸承都嚴(yán)重磨損。由于缺少備件，只得采取添加墊片的方法來解決。為了安全起見，又檢查了減震彈簧和蝸輪蝸桿，并更換墊片。最后，嚴(yán)格按照說明書的要求，把部件重新裝入，并添加齒輪箱油。起動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)正常。

分油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一天后再次更換齒輪箱油，同時(shí)檢查蝸輪磨損狀況，看到蝸輪磨損比較均勻，嚙合線從齒端一直延伸到齒底，說明該蝸輪蝸桿嚙合良好。一周后再換齒輪箱油并檢查蝸輪磨損情況，正常。分油機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行，說明找到了真正的故障原因，并得到排除。最終，該分油機(jī)恢復(fù)了正常運(yùn)行。

管理建議

該分油機(jī)自從裝船以來，一直運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不好，曾經(jīng)出現(xiàn)過蝸輪偏磨的嚴(yán)重事故，當(dāng)時(shí)蝸輪齒的厚度已經(jīng)被磨去2/3。仔細(xì)分析其原因，除了設(shè)計(jì)上的缺陷外，管理上也有很多原因，用縮短維修周期的辦法可以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)安裝上的缺陷。

根據(jù)本次故障分析及拆裝時(shí)遇到的問題，以及平時(shí)工作中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，提出以下具體注意事項(xiàng)：

（1）分油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，要注意檢查分油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，如發(fā)現(xiàn)有震動(dòng)現(xiàn)象或有異常噪音，應(yīng)停止使用，待查明原因并排除異常后才能繼續(xù)使用。

（2）此分油機(jī)要求在新的蝸輪蝸桿磨合1500小時(shí)后，更換齒輪油，該油應(yīng)該使用韋斯伐里亞公司推薦的國際石油公司標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的人工合成齒輪油。但是依據(jù)此分油機(jī)的狀況，應(yīng)該縮短維修周期，一個(gè)月?lián)Q油比較穩(wěn)妥。

（3）認(rèn)真做好分油機(jī)運(yùn)行時(shí)間的記錄，并且運(yùn)行時(shí)一定要注意檢查分油機(jī)的電流，并做好記錄，一旦出現(xiàn)運(yùn)行電流異常，就應(yīng)該查出原因再使用。

（4）拆檢立軸的周期應(yīng)該縮短到6000小時(shí)，如有必要及時(shí)更換，這樣可以保證分油機(jī)傳動(dòng)部件在良好的工況下工作。

（5）經(jīng)常檢查地角螺栓的松緊情況，如果發(fā)現(xiàn)異常請(qǐng)按下列步驟如下：先將地角螺栓收緊，然后再用力扭360°，不可過大，要使第二個(gè)蝶型彈簧和第三個(gè)蝶型彈簧之間有縫隙，這樣才會(huì)起到減震作用。

（6）蝸輪蝸桿更換時(shí)一定要成套更換。這樣磨損均勻，對(duì)傳動(dòng)部分的影響達(dá)到最小。

（7）每次解體分離筒時(shí)都要測量一下分離筒和殼體的高度，它也從側(cè)面反映出立軸最下面的推力軸承的磨損程度。