大型低速主机曲轴轴向减振器及维护

随着大型电喷柴油机在船舶上的大量普及，此类主机特有的强烈振动于其作为船舶推进主机存在严重的危害。为此厂家设计出减振器，对减振器的给维护管理成为轮机管理人员迫切需要面对的问题。

   1、轴向减振器的管理

船舶主机制造厂家为达到超长行程的设计需要，将曲轴的曲柄设设计得很长，使得曲轴的轴向刚度减弱。当曲轴受到连杆的往复力作用而回转运动时，其曲轴开档张大和缩小的幅度增大，使曲轴轴向振动变得更加剧烈；。厂家为提高燃油的经济性能，采用电喷设计使主机气缸的爆发压力进一步提高，同时也增加曲轴轴向振动的激振力，进一步加大曲轴的轴向振动。使轴向振动成为大型船用主机的主机危定因素。也使船体其他设备和上层建筑的振动变得更加剧烈。

为了尽可能的减小主机的轴向振动，厂家通常设计安装液压阻尼式轴向减振器。

见图1。一方面吸收曲轴纵向振动的动能，减小振动的帽度，另一方面，限制曲轴自由端的无约束振动。从设计理论上提高整个轴系的纵振固有频率，避免船、机、轴纵向共振。

  轴向减振器通常安装在曲轴的自由端，减振器的减振活塞与曲轴自由端做成一体或固定在一起，类似推力环。轴向减振器的原理见图2。减振器油缸固定在第一道主轴承座的机架横梁上，减振活塞和3道油封共同将减振油缸分隔成前、后2个密闭的油腔。MAN B&W ME 主机的设计是使轴系系统滑油分别通过2个独立的小管向前、后2个油腔连续补油。补油的小管管径很小，当曲轴纵振时能起到节流作用。防止油缸油液大量回流。前后油腔之间通过2个具有节流阻尼作用的旁通模块相通，当曲轴向一端纵振时，减振活塞随着运动，挤压这一端油腔内的油液，受压的油液通过这2个节流旁通模块向另一端油腔节流释放，达到阻尼缓冲减振的效果。 MITSUBISHI UEC 主机的设计上不同之处是将2个单向阀安装在补油管路上，当曲轴纵振时能够 完全阻止油液的回流，效果更好。

  2、 轴向减振器的维护

     随着主机纵振越来越严重，轮机管理人员必须对轴向减振器精心维护管理，尽量减小或防止曲轴的异常纵振，避免纵振对主机本身和其他设备及至船体造成危害。

   对曲轴轴向减振器的日常检查维护必不可少。 MAN B&W ME 电喷主机轴向减振器的每个节流模块由5块垫srcx和6片0.8mm厚度的调节片组成。节流通道的大小由这6片调节片的厚度决定。调节片越多，流通面积越大，节流阻尼作用越小。新造的主机在运行初期，因为3道金属材质的油封没有磨损，前、后油腔之间的滑油互漏很少，所以使用6片调节片，其节流通道的流通面积为6片X 0.8mmX111mm（节流通道的宽度）=532.8mm^2. 。但是油封使用一段时间以后，无论是正常磨损还是异常磨损，前、后油腔之间的互漏变大，轴向振动监测器监测到油轴的纵向振幅变大，需要遂步减少调节垫片的数量以调节节流通道的流通面积，补偿内漏的变大。曲轴频繁纵振，减振器油封难免磨损，在主机长时间使用后，油封磨损超过极限，只靠减少调节垫片无法补偿，必须更换新的油封。

   轴向减振器油腔内气体的有效释放也是不容忽视的问题。当供油泵停止时，减振器油腔内的油液从轴封处慢慢流失，空气会慢慢的过入油腔内。当油泵再次起动供油时，部分空气聚集在减振器2个油腔顶部，如果该气体无法释放，那么就形成弹性气容，减振效果完全丧失。因此厂家在减振器油腔最高点处设计气体释放装置。MAN B&W 公司的设计是在2个节流模块的正上方各开一个直径1mm小孔用于气体自动释放。在主机使用过程中，该小孔容易被脏物堵塞，要定期用通针类工具检查清通，确保油腔内不会存留气体。MITSUBISHI 公司的设计是在2个油腔的最高点处引出2根泄放油管，在管路上安装2个独立的阀门用于手动释放气体。当系统停油后再次供油时，要求人工打开这2个阀门释放气体。

除对减振器的检查维护外，大型电喷主机气缸压缩压力和爆炸压力都可以控制和调节。如果轴向减振器的功能正常，而在正常航行时轴向减振监测器仍然监测到曲轴纵向振帽较大，那需要测取PMI示功图，检没和调节各缸的热工工况，使各缸爆炸压力均匀且最高压力值不超过极限，在主机高负荷运转时更应当注意。过高的爆炸压力对曲轴的影响较大，造成的损害也很大。

3、结束语

   减小振动能延长船舶设备的使用寿命，节约昂贵的维修和备件成本。各类型主机轴向减振器的结构原理大同小异，并不复杂，但广大轮机管理者应重视对其维护管理工作。