1 背景資料1.1 船舶情況某油船船齡6年，配備3臺MAN B&W 6L23/30型副機(jī)，該機(jī)型為直列式、四沖程、增壓中冷、四氣閥，額定轉(zhuǎn)速720 r/min，額定功率750 k W。拆卸和安裝缸蓋螺母、連桿大端螺栓、主軸承螺栓等均采用液壓拉伸器，液壓緊固壓力為750 bar(1 bar=0.1MPa)，最大緊固壓力為775 bar。1.2 機(jī)損事故筆者上該船工作前夕，該船No.1副機(jī)發(fā)生機(jī)損事故。由于5號缸連桿大端螺栓、螺母(見圖1)松動，上端螺母松動約4 cm，下端螺母松動約2 cm，導(dǎo)致連桿軸瓦損壞(見圖2)，連桿大端下部分變形，缸套底部打掉一塊(見圖3)，曲柄銷有粘連物(見圖4)，非常粗糙。
1.3 修復(fù)過程將機(jī)損事故報(bào)給船舶所有人，待靠港之后船舶所有人安排2名專業(yè)人員攜帶專用工具上船對受損的5號缸曲軸頸進(jìn)行修復(fù)。在測量了曲柄銷的圓度、圓柱度、硬度、跳動量之后，用專業(yè)工具把曲柄銷直徑由185 mm車削至184 mm，配套加厚軸瓦。并測取以下參數(shù):
圖3 打爛的缸套 
(1)曲柄銷的圓度、圓柱度及平行度(修復(fù)后)測量報(bào)告;(2)曲柄銷表面粗糙度(修復(fù)后)測量報(bào)告;(3)曲柄銷表面硬度(修復(fù)后)測量報(bào)告;(4)損壞缸曲柄銷軸承間隙、主軸承間隙(修復(fù)后)測量報(bào)告;(5)曲柄銷(修復(fù)后)探傷報(bào)告;船上自行更換了新缸套、新活塞連桿總成，裝配了加厚連桿瓦，開始試運(yùn)行。在運(yùn)行期間，一直保持對5號缸的連桿及軸瓦的檢測及停機(jī)后的常規(guī)檢查。2 后續(xù)險(xiǎn)情2.1 螺母無法正常拆卸運(yùn)行50 h后，取下連桿大端的上下加厚軸瓦，檢查運(yùn)行情況及曲柄銷表面工況。從缸頭噴油器安裝孔插入專業(yè)工具，擰進(jìn)活塞吊環(huán)孔，拉起活塞，從而拆卸連桿大端。在用液壓拉伸器拆卸過程中，液壓緩慢加壓到750 bar，下端螺母松動，上端不動，持續(xù)加壓到770 bar，上端還是撥不動(廠家規(guī)定液壓緊固壓力不能超過775 bar，見圖5)。加壓到1 050 bar，上端螺母才松動。取下螺栓，測量長度為267.6 mm，船上使用時(shí)間12 000 h左右的螺栓長度為266.2 mm，新螺栓長度為266 mm?？梢?，5號缸上部連桿螺栓運(yùn)行50 h后被拉長了1.6 mm。更換2根螺栓，裝復(fù)，帶負(fù)荷300 k W投入使用。
2.2 連桿螺栓變形長度超標(biāo)第2天0800時(shí)，No.1副機(jī)再次運(yùn)行10 h之后打開導(dǎo)門檢查，發(fā)現(xiàn)5號缸上端連桿螺栓、螺母在短時(shí)間運(yùn)行后要液壓到950 bar才能松動，見圖6。再次測量螺栓長度為266.16 mm,10 h被拉長0.16 mm，見圖7。同時(shí)檢查No.1副機(jī)其他缸的連桿螺栓螺母記號，未見變化，液壓檢查其他5個缸，基本在740～750 bar之間。意識到5號缸事態(tài)嚴(yán)重，該副機(jī)立即停用。
圖6 液壓檢查螺栓、螺母 
3 螺栓緊固力不正常原因分析在運(yùn)行期間，No.1副機(jī)5號缸的連桿螺栓螺母緊固力持續(xù)增加，而其他缸的卻能維持在正常范圍，一般來說是物體存在熱脹冷縮，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后熱態(tài)的螺栓緊固力比剛擰緊時(shí)熱態(tài)的力大一些，但持續(xù)增加屬于不正?，F(xiàn)象。原因可能包括:(2)加厚瓦加工精度差，熱脹冷縮導(dǎo)致軸向長度變長，搭口對頂;(3)曲軸銷頸圓度或圓柱度超標(biāo)，使得軸承間隙調(diào)整不當(dāng)，大端螺栓過度受力;更換的活塞連桿總成是船上的備件，是隨船出廠的備件(剛拆封)，可以排除故障;曲柄銷由專業(yè)人員上船打磨，各指標(biāo)都符合驗(yàn)船師的要求;螺栓安裝方法也是嚴(yán)格安裝廠家給的指導(dǎo)步驟，一步一步擰緊，并且采用同樣的方法拆卸過相鄰的4和6號缸的連桿螺栓，排除安裝方法錯誤。綜合分析，懷疑更換的加厚軸瓦出現(xiàn)故障。4 軸瓦原因分析4.1 薄壁軸瓦和厚壁軸瓦的區(qū)別隨著技術(shù)的發(fā)展，船舶副機(jī)連桿采用高級優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，連桿大端(見圖8)和軸承座采用鋸齒定位，使活塞連桿總成無偏移地在缸套內(nèi)運(yùn)動。大端軸承是襯有耐磨合金的薄壁軸瓦，厚壁軸瓦在連桿大端不采用厚壁軸瓦，僅在低速機(jī)主軸承采用厚壁軸瓦。
通過查閱船舶柴油機(jī)規(guī)范文件及廠家提供的資料，薄壁軸瓦不僅壁薄，而且減磨合金層也很薄，因?yàn)檫@有利于提高軸瓦合金層的疲勞強(qiáng)度。這種軸瓦薄且富有彈性，軸瓦與軸頸以及連桿大端孔的配合精度由軸頸和大端孔的加工精度及軸瓦壁厚精度保證。因此，薄壁軸瓦具有制造精度高、互換性好、疲勞強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。厚壁軸瓦的瓦背厚度大、剛性好，保證軸承孔的尺寸和幾何精度，對座孔的加工精度要求較低。4.2 最終確定原因為了檢查薄壁軸瓦和厚壁軸瓦安裝在連桿大端孔內(nèi)的狀態(tài)以及鋸齒定位的貼合度，分別把新的薄壁軸瓦和新的厚壁軸瓦安裝在連桿大端孔內(nèi)，液壓拉伸器750 bar上緊連桿螺母，通過對比，發(fā)現(xiàn)厚壁軸瓦在擰緊之后，鋸齒定位的貼合部位有明顯的間隙，見圖9和10。
圖9 原裝薄壁軸瓦擰緊后的狀態(tài) 
圖1 0 加厚軸瓦上緊后的狀態(tài)，鋸齒嚙合部位可以看見明顯的間隙 2片厚壁軸瓦的搭口也緊密頂貼一起。找出船上使用了12 000 h的薄壁軸瓦，發(fā)現(xiàn)搭口很光亮且無壓痕;而5號缸的厚壁軸瓦才使用60 h，搭口就有明顯的壓痕，在內(nèi)徑邊還有受壓之后的輕微凸起。懷疑厚壁軸瓦的周長加工精度有誤差，比薄壁軸瓦稍長，導(dǎo)致擰緊之后，搭口緊密頂貼一起，副機(jī)運(yùn)行后加厚軸瓦熱脹導(dǎo)致向外變形嚴(yán)重，螺栓承受更大的向外推力，導(dǎo)致螺母緊固力持續(xù)增加。5 解決方案發(fā)現(xiàn)異常后著手研究解決方法，主要考慮將厚壁軸瓦周長磨短，并且在軸瓦內(nèi)邊磨一個60°的倒角，防止熱脹引發(fā)頂對。確定方案后用小號整形銼刀將壓痕磨去，并且把厚壁軸瓦適當(dāng)磨一點(diǎn)倒角，這樣在運(yùn)行中熱脹后，厚壁軸瓦搭口就不會再因?yàn)榕蛎泴?，?dǎo)致螺栓受力增大。將微整形之后的厚壁軸瓦安裝在連桿大端孔內(nèi)，液壓至750 bar后擰緊連桿螺母，搭口不再頂貼一起。裝復(fù)帶負(fù)荷300 k W運(yùn)行，經(jīng)過10、20 h檢查，當(dāng)液壓750 bar時(shí)可以正常松動。繼續(xù)帶負(fù)荷400 k W運(yùn)行，運(yùn)行50 h后檢查，當(dāng)液壓750 bar時(shí)正常。連續(xù)使用7×24 h后檢查，當(dāng)液壓750 bar時(shí)正常，拆下5號缸的軸瓦檢查發(fā)現(xiàn)其搭口很光亮且無壓痕。檢修后再次累計(jì)運(yùn)行500、1 000 h，拆下5號缸的軸瓦檢查發(fā)現(xiàn)搭其口依舊很光亮且無壓痕。至此，5號缸連桿螺栓受力問題得到解決。參考文獻(xiàn)： [1]李桂林.MAN B&W 6L23/30型副機(jī)連桿大端螺栓受力異常原因分析及解決方案[J].航海技術(shù),2021(04):25-26+30. 作者簡介： 李桂林，輪機(jī)長，中遠(yuǎn)海運(yùn)能源運(yùn)輸股份有限公司
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