作者：張勇

1　主軸承損壞的現象及損壞后的軸承如何拆裝：

****年8月，筆者管理的一艘船主機MAN6S60MCC發生了主機主軸承的損壞。

圖1

從圖1可見一個白合金碎片從軸承處間隙處出來。主軸承間隙明顯異常偏小且不均勻，過濾器內部有白合金軸承材料物質。可以確定該主軸承已經發生了燒損。(這個故障是在進行曲柄箱檢查及清洗滑油過濾器時被發現，軸承本身并沒有高溫或其他情況被觀察到)

當時，船舶在印尼一個平臺等待裝貨，由于船舶所在地的特別情況，其他專業人員無法上船。只能靠船舶自身的能力進行檢修。

船舶輪機長和輪機員進行該拆檢工作時，工程不順利。由于軸承燒損后，其尺寸發生了變化，厚度變得不均勻，常規方法無法拆卸。

圖2

圖2是說明書介紹的拆卸方法，上軸承拆卸順利，下軸承拆卸時，按說明書要求曲軸上升0.25mm，基本就可以進行拆卸下瓦。但由于軸承出現燒損后，這樣的方案無法取出下軸承。怎么辦？

圖3

圖3是本次發生燒損的主軸承的上瓦。從圖片可見，有白合金燒熔在軸承表面，白合金組成材料高溫熔化，發生了流動并在其他地方附著。上軸承厚度變得不均勻。

結合到上軸承的狀況，判斷下軸承狀況應該不會比上軸承好。傳統方法拆卸的軸承是厚度均勻的，那么，軸承在運行時形成了鍥型油膜，有間隙的地方，白合金就會去填充，而鍥型油膜的一個特點是軸頸在軸承孔內偏向一邊。這也直接導致軸承的厚度在發生燒損后會發生不均勻的變化。嘗試各種初步的方案，經過一天時間的努力，下軸承始終有一邊一直被軸頸壓住，沒有間隙出現。下軸承也就被壓在軸承座里面無法移動。距離靠泊時間越來越臨近，留給我們的時間越來越緊促。

通過與柴油機組裝車間及MAN公司技術部門進行聯系溝通后，首先將S60機的軸承頂升高度調整到0.60mm（需要提前松開前后兩道主軸承螺栓）；還是沒有間隙出現，通過壓軸承的專用工具將軸承的松邊（有間隙的一邊）向軸承的緊邊（無間隙的一邊）壓，請注意這個操作與說明書的操作要求相反。因為，這個時候，軸承的緊邊的軸承厚度應該是大于軸承松邊的，所以分析認為，從緊邊向松邊壓，會很困難，很可能不成功。

圖4

圖4左邊的就是這個專用工具。在工具下部墊合適的材料，就可以通過主軸承的壓緊螺栓使軸承一邊受向下壓力，使得下軸承從另外一邊從軸承座內壓出。

利用這種方法，在軸承被壓出約300mm后，軸承松動，可以正常取出。（用說明書介紹的方法，用鋼絲繩葫蘆的配套方案無法正常取出燒損嚴重的軸承。）

圖5

圖5是下軸承拆卸出來后的照片，經過測量確實如我們的分析，軸承的厚度嚴重不均勻，瓦口兩邊厚度相差0.30mm以上。而軸承的整體間隙才只有0.15mm。這個厚度導致曲軸在軸承座孔里面是偏向一邊的。

2　損壞原因分析

這道主軸承發生了多次的損壞。從該輪****年出廠以來，這道主軸承已經損壞了不少于5次（目前能找到的資料是5次）。其中4次是MAN公司專業團隊上船進行的修理。每次修理經過一段時間后，又會發生損壞。

初步懷疑，該道主軸承超負荷，導致了疲勞損壞。主軸承從原理上說很簡單，就是一個曲軸的支撐件。二沖程柴油機，曲軸無上升拉力，上瓦不受力。原則上上瓦無磨損。MAN公司對于軸承的負載測試，有一個可接受的范圍，對于這種60機而言，這個極限達到40噸。

圖6

從圖6中我們可以?顯看出，雖然第七道軸承的負荷并沒有超過設計極限，但這道軸承的實際負荷明顯高于第六道很多。而第八道軸承一樣，負荷很輕，僅僅有0.4噸。

在柴油機正常工作的時候，一個燃燒沖程的一個爆壓，30*30*3.14*120=340噸的力量從活塞桿向下傳遞，主軸承分擔這個負荷也會達到170噸每一個工作循環。實際工作的沖擊負荷遠大于靜態軸承負荷，所以，軸承的負荷承載能力在動態和靜態的時候區別很大。

在軸承負荷不均勻的情況下，沖擊交變的工作負荷對于主軸承的負荷分配可能會更加的劇烈，很可能導致軸承負荷的超標。MAN并沒有給出軸承負荷不均勻性的極限的方面的參數。筆者認為這是需要予以明確的地方。

另外，從損壞的記錄發現，每一次發生的損壞，上軸承都有損壞的情況發生。而正常工作的軸承，上軸瓦基本都無磨損的痕跡。這說明，該道主軸承的工作情況有異常。

軸承間隙方面。MAN公司Z新的要求，對于軸承的安裝間隙進行了縮小，間隙縮小到了0.15mm左右。本次8月份損壞的這道主軸承就是在一年前年MAN公司工程師主導的修理下，將間隙由0.3mm左右調整到0.15mm左右的間隙。對此筆者有不同的意見。間隙調小的目標是防止或者減少軸頸在軸承孔中的跳動，使得軸頸運行更加平穩，減少鍥型油膜支撐油壓的變化和沖擊，從而延長軸承使用壽命。這對于工作良好的軸承，這種方案是有利的。但該機器的這道主軸承損壞多次，每次都是使用一年到兩年后發生損壞，每次損壞都發現有上軸承的損壞，每一次損壞的都是這一道主軸承。每次修理的時候，軸頸表面經過修理都符合MAN柴油機設計的表面質量要求，軸頸與軸承的接觸面積也符合規定，軸承負荷也并不超標，沒有明顯不符合要求的地方，但還是經常損壞，這說明這道主軸承工作有其特別的地方。特別在哪里？筆者認為，可能這里是船體或者軸系的一個振動節點，在這個點的某一個船舶浮態下，產生了異常的振動，導致軸承異常受力，表面合金層的疲勞破壞。這種所謂的特別也許就在船體的某一個裝載狀態下，以某一個轉速航行時才會發生。而何時發生根本從外部無法被發現。多次的這種特別工況工作后，導致了軸承表面合金的脫層，Z終導致軸承的嚴重損壞。

回到剛剛討論的主題，軸承間隙的影響。上次修理的時候將軸承間隙調整在0.15mm（厚壁軸承），這種調整會導致主機運行時，主軸承上升后，間隙進一步減小，從而導致主軸承的油道進入的新鮮的潤滑油更加的少。從而導致軸承潤滑油的散熱功能減弱。在發生了特別工況的情況下，由于進入的低溫潤滑油太少，不足以帶走軸承異常運行的熱量，從而導致白合金高溫后，出現了軸承合金材料的軟化甚至合金材料的移動，部分下軸承的白合金材料移動到了上軸瓦上粘結在上軸瓦上。下軸承的厚度也發生了明顯的變化，明顯的厚度不均勻，表面粗糙。萬幸的是，船舶的輪機長和輪機員及時發現了軸承出現的這種異常，并及時進行了匯報。防止了故障的進一步惡化。而這種惡化可能就一個航次，數十小時甚至數小時的運行都可能導致嚴重的后果發生。船舶的及時檢查發現問題避免了一次嚴重主機故障的發生。如果等到曲柄銷油霧報警發生，那一切都已經發生了，問題就不是更換一個軸承這么簡單了。

就討論的軸承的間隙問題，我們在本次更換軸承的時候，考慮這種因素，將主機主軸承間隙調整到0.40mm，加大本道主軸承的間隙，目的為了加強這道主軸承的冷卻。從后來運行監控情況看，開始低速運轉的時候，該主軸承的溫度低于其他主軸承2度，但在常車運行時，該主軸承的溫度又高于其他主軸承2-3度。

3　解決方案

就已經發生的多次損壞，如何才能徹底修復該主軸承？每一次修理后，都符合柴油機設計的工作條件的要求。但通過幾次的損壞后，越來越不知道該如何回答這個問題了。這個問題的徹底解決，也許不在這道軸承的本身，也許在船體的某一個或者某些部位增加一些結構加強，干擾一下船體振動的特性，問題可能就解決了。但在哪里增加？這個就是一個專業性非常強的問題了。船舶的各種不同的浮態可能也都不一樣。這個問題難解決。每一次修理，都是徹底修理的，軸頸表面檢查拋光，軸承換新，間隙調整等等都做了。但還是會損壞。怎么辦？

筆者認為，首先我們要明確知曉該主軸承的更具體的工作狀態。比如，軸承的溫度變化。對于大型主機的建造規范，有主機曲柄銷油霧濃度報警就可以不需要主軸承溫度報警。這個是二選?的配置。針對該輪主機的現狀，有油霧濃度報警不足以防止該機型主軸承的嚴重損壞發生。安裝一套主軸承的溫度監控系統無疑是一個有意義的選擇。

圖7

圖7這套系統就是筆者聯系安裝的主軸承溫度間隙系統。

圖 8

圖8即為這種監控系統的顯示界面。可以顯示每一道主軸承的溫度，并可以設定一個報警的溫度。

通過安裝這樣一套系統，對該主機所有主軸承的工作溫度進行持續的在線監控。這樣我們就可以了解到不同情況下，軸承的溫度變化情況，從一個長期的記錄上，我們有可能分析出軸承溫度變化的規律，在何種情況下，軸承會出現異常溫升現象。這套系統的安裝，也能有效防止出現軸承嚴重損壞的發生。在軸承出現高溫時，在燒損前就會被發現，及時采取措施完全可以避免出現嚴重的損壞。

很顯然，這是防止主軸承出現嚴重損壞的長效措施。

另外，就是定期的對軸承進行檢查。對于軸承的檢查，平常的檢查，無需解體。可以進行軸承間隙的測量，軸承發生損壞，間隙肯定會發生變化。另外就是軸承的刮檢。

圖9

圖9是MAN公司推薦的軸承的檢查方法。特別是主軸承，由于曲柄臂的影響，我們的肉眼無法觀察到軸承的更多細節，通過做一個小工具，對軸承與軸頸配合部位進行刮檢，能有效的及時發現軸承存在的異常情況。用刮檢工具，對主軸承，連桿軸承，十字頭軸承與軸徑貼合的邊緣進行刮檢。只要工具能夠連續走過光滑的表面，沒有缺口及多余物質，就是正常的現象。只要有白合金出來，一般都會有缺口或者有異物被感受到。

另外，就是定期的拆檢。雖然，原則上來說只要刮檢和間隙檢查沒有問題， 軸承的運行就是正常的。但這種檢查無法發現早期的軸承表面的疲勞現象。如軸承表面白合金的龜裂現象發生的初期。軸承白合金的損壞和柏油馬路表面損壞的機理很像，都是在液體壓力作用下，液體破壞表面進入材料內部，產生裂紋并逐步擴展。馬路一般在雨天會嚴重損壞就是這個原理，軸承情況一樣?在異常壓力作用下，長期工作導致軸承材料發生了疲勞，從而產生裂紋，并持續擴展后的，脫鉛現象發生，繼而發生軸承的燒損。小范圍局部的脫鉛，軸承還可以正常運行，脫鉛大了，軸頸支撐的液壓力就不足，從而發生軸頸與軸承材料的直接接觸，嚴重后果就會發生。

對于大型主機而言，輪機管理人員很少會去調整鏈條張緊輪。而一旦張緊輪松動后會給軸系帶來附加的其他負載。這對軸承的工作是不利的。按說明書要求進行調整時很簡單的事情。也是輪機管理不可缺少的一個環節。

厚壁軸承的