水润滑轴承是什么水润滑轴承的工作原理损坏原因与修理

介绍

  小编最近在网上看到这样问题：“什么是水润滑轴承？水润滑轴承的工作原理是什么？”，可能大家都不知道水润滑轴承到底是什么轴承，也不难理解，既然是水润滑轴承了，顾名思义，此类轴承当然离不开水了，那到底是这样的轴承呢?应用到什么领域当中呢？以下是详细的解答。

  水润滑轴承是指轴承直接在水中使用，不需要任何密封装置。轴承由水润滑，不需要润滑油或润滑脂，消除了对水污染的危害。轴承常在流水中使用，能有效控制轴承温升，从而常规使用的寿命长、安全可靠。结构上适合于横轴、立轴、斜轴。

  水润滑轴承大致上可以分为苯酚轴承、橡胶轴承、陶瓷轴承、石墨轴承、PTFE等高分子轴承等。

  以水作为润滑剂的轴承，一般是滑动轴承，最早的水润滑轴承采用的巴氏合金，最早应用于船舶领域，因为在水在一定条件下能提供流体动力膜。水润滑轴承基于具有自润滑性能的材料，结合水在一定条件下的润滑性，以用于水电站等领域。水不像公认的润滑剂石油那样，具有高的粘度和润滑性。水确实具有有限的粘度和密度，因此，能提供流体动力膜。上等的水润滑轴承的研发将基于材料和设计，该材料要具有好的自滑性，优良的抗摩擦性。

  主要用于大型工业水泵、电厂、核电厂、船舶、水轮机、风力发电、石油化学工业、轻化及食品机械、污水处理、自来水厂、水利泵站、矿山机械和工程机械、阀门、搅拌机等流体机械。

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  敞开式水润滑艉轴承由于具有无污染以及制造、维修简单等优点，以及随着材料科学的发展，多种耐用、低摩擦系数的新轴承材料被逐步推广应用于水润滑艉轴承，因此仍有广阔的应用前景。但是由于水润滑艉轴承装配间隙较大，且船舶营运时浸在海水中，其受外部因素的影响也随之加大，艉轴承损坏的情况也经常发生。

  “溧阳”轮于1971年由江南船厂建造，原属上海远洋运输公司所有。设计为中机型，长轴系，包括艉轴、四根中间轴及推力轴。每根中间轴各有一个中间轴承，螺旋桨直径5.32M，主机转速105RPM。艉轴承原为铁犁木材质，采用水润滑，密封填料函为牛油盘根。在某次坞修时，将艉轴抽出后检查发现艉轴承下半部表面大面积损坏，轴承实际间隙超过10mm，艉轴表面磨损状况良好。

  艉轴承损坏原因除由于长期运转导致的正常磨损外，主要还包括轴系振动、轴系校中不良及轴承设计不合理等。

  轴系振动一般可分为轴系扭转振动、纵向振动和回转振动三大类。在船舶建造时，针对不同船型、不同推进轴系，其轴系扭转振动、纵向振动、回旋振动计算书应提交船级社审批。对于主推进轴系，应保证在常用转速范围内没有过大振幅的回旋振动，不应产生危险的共振转速，且在整个转速范围内没有过大振幅的纵向振动。如果轴系振动的振幅或应力或扭矩超过规范规定的持续运转的许用值时，则应设“转速禁区”，在禁区内，机器不应持续运转。由此可见船舶轴系振动对船舶正常航行是一项很重要的影响因素，异常振动除可能会引起机器设备不能工作外，对艉轴承的磨损也有很大影响。

  轴系校中一般来说包括直线法（平轴法），轴承允许负荷法和轴承合理负荷法三种，目前船舶轴系校中一般会用轴承合理负荷法。所谓合理负荷校中，主要考虑了主机热态时垫升影响，各轴承的负荷在主机热态时处于最佳合理分布状况，其实质是在遵守规定的轴承负荷、应力、转角等限制条件下，通过校中计算以确定各轴承的合理位置，将轴系安装成规定的曲线状态，以达到使各轴承的负荷分配合理。在船舶建造时，对于采取了合理负荷校中法进行船舶轴系校中的，其校中计算书应提交船级社审批。中国船级社《钢质海船入级与建造规范》及《验船师须知》中对轴系校中计算，校中方法及合格标准都有明确规定。

  由于轴系校中结果直接影响到船舶营运中传动系统的工作状况，影响到各轴承的负荷分布。由此可见，如果轴系校中计算不准确或未进行校中计算就安装轴系，则可能使轴承负荷分配不均，从而引起超负荷轴承的过度磨损。

  水润滑艉轴承材料一般会用铁犁木、赛龙及其他合成材料等，每种材料依据自己的性能所承受的比压不一样，在船上安装时其长度尺寸要求也不一样。如中国船级社规定对海水润滑的铁犁木、合成橡胶或塑料轴承，其长度应不小于规范所要求的螺旋桨轴计算直径的4倍或实际直径的3倍，取其较大者。只有保证轴承长度，来保证轴承受力面积才能使轴承承受的比压符合轴承材料性能要求，来保证轴承常规使用的寿命。如果轴承尺寸达不到规定的要求，将大大加快轴承磨损速度。

  综合上述轴承损坏缘由分析，查阅船上轮机日志，发现该轮一个月前某次航行途中曾发生由于螺旋桨打上浮筒，轴系产生剧烈振动，导致艉轴水封损坏，而在此之前轴系长期处在良好运转状态。因此基本能断定该轮艉轴承损坏是由于轴系异常振动所致，而轴系异常振动的直接原因则是由于螺旋桨打上浮筒，桨叶失去原有平衡引起的。

  针对上述分析，能确定该轮原有的轴系校中及轴承布置是合理的。在维修过程中除了对损坏的螺旋桨按规定的要求做修复外，针对艉轴承的修理应进行整体换新，能够准确的通过船上原艉轴管衬套尺寸为基准来加工新艉轴承的尺寸。具体修理步骤如下：

  3．镶嵌新的轴承赛龙板条，根据赛龙使用说明书及服务商的意见，拟定运行间隙为3mm，同时为弥补艉轴下沉所造成的中心偏差，应将艉轴承内圆中心上抬50％x3=1.5mm，使艉轴中心线与艉轴承中心线在运行中处于重合。按设定尺寸加工赛龙板条；（能够使用镗床或车床整体加工，也可以上下半部分开加工）

  6．艉轴装复，间隙测量，连接中间轴，测量连接法兰的曲折和偏移，测量主机拐挡差并与维修前进行比较；

  由于找准了造成轴承损坏的具体原因，因此该轮自修理后轴系运转状况良好，未出现轴承再次损坏。