Pogonski sustav određenog ribarskog plovila za provedbu zakona sastoji se od dva porivna dizelska motora, jednog dvo-motornog paralelnog reduktora, jednog kompleta propelera s kontroliranim korakom i osovine. Glavni motor je četvero{2}}taktni brodski motor srednje-brzine s izravnim ubrizgavanjem, turbopunjačem i međuhlađenjem u-linijskoj konfiguraciji. Mjenjač koristi paralelni mjenjač s potisnim ležajevima i visoko-elastičnim spojkama. Shematski dijagram strukture glavnog pogonskog uređaja plovila prikazan je na slici 1.
Slika 1. Shematski dijagram glavnog pogonskog sustava plovila
I. Fenomen kvara
Tijekom mjesečnog održavanja, posada je pronašla veliku količinu metalnih krhotina u karteru motora glavnog motora. Nakon prijave, odlučeno je da se odmah izvrši održavanje glavnog motora kako bi se identificirao izvor metalnih krhotina. Posada broda rastavila je i pregledala dizelski motor, provodeći detaljne provjere važnih komponenti kao što su glava cilindra, košuljica cilindra, sklop klipnjače, čahura glavnog ležaja, bregasto vratilo i koljenasto vratilo. Tijekom procesa otkriveni su sljedeći simptomi kvara.
1)Rđa je pronađena na više dijelova.
(1) Bregasta osovina
Nakon rastavljanja "poklopca otvora za promatranje", uočena je hrđa na površinama 4. i 6. bregastog vratila. Uvjeti hrđe 4. i 6. bregastog vratila prikazani su na slici 2.
Slika 2 Stanje hrđe bregastih vratila br. . 4 i br. . 6
(2) Glavne ljuske ležaja.
Prilikom rastavljanja i pregleda ljuski glavnih ležajeva, ustanovljeno je da su ljuske glavnih ležajeva koje odgovaraju svakom cilindru zahrđale u različitom stupnju, a hrđanje se postupno produbljivalo od slobodnog kraja prema izlaznom kraju. Zahrđali dijelovi bili su sve gornje polovice ljuski glavnog ležaja.
Stanje hrđanja gornje polovice ljuske glavnog ležaja 1. zupčanika prikazano je na slici 3.
Slika 3 Stanje hrđe gornje polovice čahure glavnog ležaja zupčanika br. . 1
(3) Radilica
Nakon što su klipnjača i drugi dodaci na radilici, kao što je čahura ležaja uklonjeni, uočeno je da na površini radilice ima hrđe, pri čemu je glavni rukavac zupčanika br. . 5 najteži. Stanje hrđe glavnog rukavca zupčanika br. . 5 prikazano je na slici 4.
Slika 4 Stanje hrđe na rukavcu vratila zupčanika 5#
2) Istrošenost čahure glavnog ležaja i potisne pločice.
Nakon demontaže utvrđeno je da je čahura glavnog ležaja i potisna pločica 7. stupnja jako istrošena, pri čemu je došlo do puknuća metala. Preliminarno je utvrđeno da je to glavni izvor metalnih krhotina. Uvjeti istrošenosti čahure glavnog ležaja i potisne pločice 7. stupnja prijenosa prikazani su na slici 5.
Slika 5 Uvjeti istrošenosti čahure glavnog ležaja i potisne pločice zupčanika br. 7
II. Metoda analize stabla kvarova i analiza stvarnog broda
Analiza stabla grešaka često je korištena metoda za učinkovito rješavanje složenih sustava grešaka. Provodi deduktivnu analizu kvarova od vrha do dna. Konkretno, analizira različite čimbenike koji mogu uzrokovati kvarove korak-po-od cjelokupnog sustava do njegovih komponenti u stablo-strukturi grananja. Ovom metodom analize mogu se dijagnosticirati greške sustava konstruiranjem logičkih blok dijagrama i razmišljanjem korak po korak za analizu uzroka grešaka.
2. Analiza stabla kvarova oštećenja ljuske glavnog ležaja
Mnogo je razloga za nenormalno trošenje školjki ležaja dizel motora. Metodom analize stabla grešaka, uzimajući oštećenje ljuske ležaja dizel motora kao glavni događaj, analiziraju se uzročni događaji koji dovode do ove greške. Stablo grešaka je navedeno i analizirano u skladu s odgovarajućim logičkim odnosom. Stablo kvarova oštećenja ljuske glavnog ležaja prikazano je na slici 6.
Slika 6 Stablo kvarova oštećenja ljuske glavnog ležaja
Kao što je prikazano na slici 6, uzroci kvara mogu se pripisati sljedećih sedam osnovnih događaja: nepravilna ugradnja kućišta motora, nepravilna ugradnja ljuski ležaja, kavitacija ljuski ležaja, loš materijal ljuski ležaja, loša kvaliteta ulja za podmazivanje, nedovoljna količina ulja za podmazivanje i oštećenje ljuski glavnog ležaja uzrokovano dugotrajnim-radom visokog-opterećenja dizelski motor.
1) Ugradnja strojeva.
Instalacija glavnih motora, kao što su centriranje i izolacija vibracija, nije zadovoljila zahtjeve, što je rezultiralo neravnomjernim opterećenjem ili vibracijama glavnih motora, što je dovelo do trošenja ležajeva.
Nakon što je došlo do kvara, ispitani su uvjeti centriranosti dva glavna motora. Inspekcijom je utvrđeno da parametri centriranja dvaju glavnih motora zadovoljavaju zahtjeve ugradnje, a razlike u usporedbi s posljednjim popravkom suhog doka bile su unutar prihvatljivog raspona. Stoga se ovaj incident može u osnovi isključiti.
2) Ugradnja ljuske ležaja.
Donja ljuska ležaja glavnog ležaja podupire koljenasto vratilo, držeći središnju liniju glavnog rukavca koljenastog vratila u ravnoj liniji.
Neusklađenost središnje linije uzrokuje savijanje koljenastog vratila i povećanje opterećenja na glavnom ležaju. Ako su dva ležaja s lijeve i desne strane poluge prenisko, središnja linija radilice će se saviti prema dolje i formirati luk.
Kada je poluga u donjoj mrtvoj točki, bit će uvučena; obrnuto, kada je u gornjoj mrtvoj točki, poluga će se produžiti.
Razlika u izvlačenju i povlačenju radilice proporcionalna je visinskoj razlici glavnog ležaja, tako da se može koristiti za mjerenje je li radilica centrirana, a time i stanje ljuske ležaja.
Nakon pregleda specifikacije dizajna ovog srednje{0}}brzinskog dizel motora, utvrđeno je da koljenasto vratilo dizel motora ima relativno visoku krutost. Neusklađenost središnje crte može biti uzrokovana samo razmakom u donjim ležajnim školjkama glavnih ležajeva. Pregledajte podatke o razlici dometa radilice glavnog motora nakon zadnjeg tvorničkog remonta i izmjerite trenutnu razliku dometa radilice glavnog motora i usporedite ih sa zahtjevima parametara u priručniku. Nakon istraživanja i provjere utvrđeno je da su zahtjevi za razmak ispunjeni, a utjecaj razmaka ugradnje ležajne ljuske u osnovi se može isključiti.
3) Kavitacijska erozija ljuski ležaja.
Kada se površina ljuske ležaja pomiče relativno s uljem za podmazivanje, lokalna visoka temperatura i visoki tlak uzrokovani pucanjem mjehurića plina dovode do zamora i odlijepanja površine ljuske ležaja, uzrokujući tako nedostatke.
Fenomen kavitacije predstavlja gusto saće igličastih-rupa, a vanjska površina rupa je čista i općenito nije prekrivena produktima korozije.
Na temelju karakteristika ljuski ležaja ovog dizel motora može se utvrditi da nije došlo do kavitacijske erozije, te se utjecaj kavitacijske erozije na ljuske ležaja u osnovi može isključiti.
4) Materijal čahure ležaja.
Ova čahura ležaja ima dizajn tankih-stjenki i sastoji se od sloja aluminijske legure, premaza i zaslona od nikla. Dijagram strukture ležajne čahure prikazan je na slici 7.
Slika 7 Dijagram strukture košuljice ležaja
Struktura utora koju je usvojila ova ležajna čahura općenito se ne može istrošiti kroz sito od nikla, a njezina je kvaliteta relativno pouzdana. U međuvremenu, ova čahura ležaja ima nisku stopu trošenja. Prema testovima koje je proveo izvorni proizvođač, čak i kada je čahura ležaja pod velikim opterećenjem i uvjetima tankog uljnog filma, trošenje čahure ležaja ostaje nisko. Obje čahure ležaja su iz iste serije proizvoda, tako da se utjecaj materijala čahure ležaja u osnovi može isključiti.
5) Kvaliteta ulja za podmazivanje.
Loša kvaliteta ulja za podmazivanje može dovesti do abnormalnog trošenja glavnih pokretnih parova dizelskih motora, kao što su potisni prstenovi, ljuske glavnih ležajeva i ljuske ležaja klipnjače itd. [3].
Postoje različite situacije u kojima je kvaliteta ulja za podmazivanje ispod standarda. To može biti zbog nečistoća koje ulaze u ulje, ili zbog oksidacije ulja i stvaranja taloga nakon dugotrajne-upotrebe, ili zbog emulgiranja ulja i pogoršanja zbog mješavine morske ili slatke vode, što rezultira nekvalificiranim uljnim filmom.
Nakon inspekcije, otkriveno je da su površine ljuski glavnog ležaja, koljenastog vratila, bregastog vratila, itd. unutar kućišta dizel motora zahrđale u različitom stupnju, a ulje za podmazivanje pokazalo je lagani fenomen emulgiranja. Stoga se ne može isključiti da je do udara došlo zbog loše kvalitete ulja za podmazivanje.
6) Nedovoljno ulja za podmazivanje.
Nedovoljno ulja za podmazivanje uglavnom uključuje nedovoljan volumen ulja za podmazivanje ili nedovoljan tlak ulja za podmazivanje. Nedovoljna količina ulja za podmazivanje će dovesti do neadekvatnog podmazivanja, a bit će teško uspostaviti uljni film između čahure ležaja i koljenastog vratila. Nedovoljan tlak ulja za podmazivanje rezultirat će nedovoljnim hlađenjem čahure ležaja, stvaranjem visokih temperatura i oštećenjem čahure ležaja. Nakon provjere volumena i tlaka ulja za podmazivanje, utvrđeno je da zadovoljavaju projektne zahtjeve volumena ulja za podmazivanje dizel motora, tako da se utjecaj uzrokovan nedovoljnom količinom ulja za podmazivanje može u osnovi isključiti.
7) Dugotrajan-rad pod velikim opterećenjem.
Kada dizel motor dugo radi pod velikim opterećenjem, povećava se udarno opterećenje između čahure ležaja i koljenastog vratila, uljni film između njih postaje tanji, au nekim slučajevima ne može se formirati potpuni uljni film. Ova situacija dovodi do nenormalnog trošenja čahure ležaja i može čak uzrokovati kvar ležaja.
Nakon provjere navigacijskog dnevnika nije bilo zapisa o dugotrajnom-radu pod velikim opterećenjem, tako da se utjecaj uzrokovan dugotrajnim-radom pod velikim opterećenjem može u osnovi isključiti.
III. Lokalizacija kvara i otklanjanje
Na temelju analize stabla grešaka oštećenja čahure glavnog ležaja, mogući uzrok oštećenja čahure glavnog ležaja ovog motora mogla bi biti lošija kvaliteta ulja za podmazivanje. Stoga je provedena daljnja analiza sustava ulja za podmazivanje. Proučavao se sustav ulja za podmazivanje ove posude, a shematski dijagram sustava ulja za podmazivanje prikazan je na slici 8.
Slika 8 Shematski dijagram sustava ulja za podmazivanje
Ovaj tip dizel motora može imati dva načina podmazivanja: mokri karter i suhi karter. Kada se koristi vlažni karter, motor-pumpa ulja za podmazivanje izvlači ulje za podmazivanje iz korita. Ulje za podmazivanje prolazi kroz nepovratni ventil, ventil za regulaciju tlaka, termostatski ventil, hladnjak, filtar, ležajeve i turbopunjač prije nego što teče natrag u korito, tvoreći ciklus podmazivanja. Kada ulje za podmazivanje dosegne preporučeno vrijeme servisiranja ili je njegova kvaliteta ispod standarda, ispušta se u spremnik prljavog ulja radi zamjene. Ako dizelski motor ima poseban spremnik za taloženje ulja, ulje za podmazivanje se izvlači iz korita u spremnik za taloženje, dalje odvaja separatorom ulja i zatim se ponovno koristi.
Nakon istrage, utvrđeno je da plovilo radi sa sustavom mokrog korita, a pročistač ulja za podmazivanje nije korišten dulje vrijeme. Stoga se sumnja da bi mogao biti problem s kvalitetom maziva, te je mazivo ulje poslano na ispitivanje. Prema izvješću o ispitivanju maziva, sadržaj iona Na i Mg je bio nenormalno visok, što može preliminarno utvrditi da je mazivo ulje bilo onečišćeno morskom vodom.
Kako bi se dodatno analizirao izvor ulja za podmazivanje koje ulazi u morsku vodu i otklonio "osnovni uzrok", provedena je daljnja analiza sustava hlađenja morskom vodom ovog glavnog motora. Shematski dijagram sustava za hlađenje morskom vodom prikazan je na slici 9.
Slika 9. Shematski dijagram sustava za hlađenje morskom vodom
Nakon što ju pumpa za morsku vodu uvuče, morska voda prolazi kroz hladnjak zraka glavnog motora, hladnjak ulja za podmazivanje glavnog motora i hladnjak slatke vode glavnog motora kako bi ih ohladila. Ako dođe do prodora vode u ulje za podmazivanje, morska voda može prodrijeti u ulje za podmazivanje kroz hladnjak ulja za podmazivanje, uzrokujući propadanje ulja za podmazivanje i posljedično dovodeći do hrđe i oštećenja školjki glavnog ležaja, ležajeva i bregastih vratila itd.
Zaključno, nakon detaljne analize stabla kvarova oštećenja glavne čahure ležaja, utvrđeno je da je temeljni uzrok oštećenja čahure glavnog ležaja infiltracija morske vode u ulje za podmazivanje na hladnjaku ulja za podmazivanje, što je dovelo do kvarenja ulja za podmazivanje i posljedično do korozije unutarnjih komponenti glavnog motora, što je u konačnici rezultiralo teškim trošenjem čahure glavnog ležaja.
Stoga se predlažu sljedeći planovi popravka i prijedlozi za svakodnevno održavanje za posadu:
1) Zamijenite jako istrošene i zahrđale školjke ležaja i potisne podloške, popravite blago zahrđale školjke ležaja i popravite zahrđalo bregasto vratilo.
2) Popravite glavni rukavac koljenastog vratila i provjerite njegove mehaničke parametre nakon popravka.
3) Isperite sustav ulja za podmazivanje, zamijenite novim ulje za podmazivanje i uzorkujte i provjerite kvalitetu ulja za podmazivanje nakon zamjene.
4) Preporuča se da posada redovito šalje ulje za podmazivanje na pregled, a uzorke za pregled treba uzeti iz različitih sustava za podmazivanje.
IV. Zaključak
Prekomerno trošenje čahure ležaja glavnog motora česta je greška kod dizelskih motora. Ovaj članak koristi metodu analize stabla grešaka za analizu mogućih uzroka abnormalnog trošenja čahure ležaja glavnog motora jedan po jedan, brzo utvrđujući uzrok problema. Nakon naknadnog ispravljanja i verifikacije, nije pronađeno abnormalno trošenje, što ukazuje da su analiza i ispravljanje bili učinkoviti.