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某船主机齿轮箱高温故障的分析与排除

2023年08月15日 10:38:08      来源:浙江弘安传动有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:40

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赵利家1 冯铁楼2

(1.大连辽南船厂,辽宁大连 116041;2.大连地区装备修理监修室,辽宁大连 116041)

导语:某船安装主柴油机两台,减速齿轮箱两台,呈左右舷布置。柴油机型号为12PA6V一280,额定转速 1000r/min。齿轮箱型号为GWH6066,传动比为3.5833:1。

该船自建造出厂后,就出现齿轮箱滑油温度高现象,并在较长一段时间内,左机齿轮箱一直处于温度偏高状态,直接影响运行及设备使用安全。

此次,该船处于中修阶段,我们对齿轮箱进行拆检排查,经分析研究查找出摩擦片安装顺序错误、冷却器冷却面积不足、摩擦片轴向间隙小及滑动轴承间隙小等设计缺陷并给予排除。

凭借同类型齿轮箱的修理经验,我们对齿轮箱进行了局部改进性维修,解决了齿轮箱温度高的问题。

经过此次修理,积累了很多经验,在此进行总结,从而为修理该类型齿轮箱技术人员提供参考。 

一 故障现象

该型齿轮箱接排转速为450r/min,在低 转速情况下,齿轮箱润滑油压力、工作压力、滑油温度、推力轴承温度、支点轴承温度及摩擦片离合器箱体处温度均处于正常状态。

比较左右两台齿轮箱相同转速下的各个参数,在负荷450r/min、680r/min、820r/min工况时,左右齿轮箱工作各参数基本一致,在转速加至920r/min时,左 、右齿轮箱温度出现差异。

具体数值如表1所示。

由表1可以看出,在高转速时左齿轮箱的总体温度要比右齿轮箱高十几度。

此外,在正车工况960r/min时,用点温计对齿轮箱输入端箱体温度进行检测发现,左齿轮箱离合器处箱体温度为80℃ ,而右齿轮箱离合器处箱体温度为62℃。

二 原因分析

首先,我们先了解一下GWH6066型正倒车离合减速齿轮箱的结构组成和工作原理。

GWH6066齿轮箱展开剖视图及传动路线

齿轮箱由正、倒车离合器机构和斜齿圆柱齿轮减速齿轮机构组成,输入轴与正车离合器壳体联接,正车离合器壳体与正车空心齿轮轴通过内外摩擦片联接,正车空心齿轮轴上 的齿轮与输出轴上的齿轮相啮合;正车离合器壳体上的主动齿轮与倒车离合器壳体上的从动齿轮啮合,倒车离合器壳体通过内外摩擦片与倒车空心齿轮轴联接,倒车空心齿轮轴上的齿轮与输出轴上的齿轮相啮合。

齿轮箱输入端两个支点轴承采用滚动轴承,而输出端两个支点轴承采用滑动轴承。

正、倒车离合机构是由外摩擦钢片和粉末冶金内摩擦片组成的湿式摩擦离合器,采用液压操纵,通过齿轮箱上二级压力控制阀进行离合操作。

当离合器需合上时,压力油进入油缸中,推动活塞,将内外摩擦片压紧,从而带动输出轴转动;当离合器需脱开时,停止供压力油,作用在活塞上的油压消失,活塞便靠弹簧的弹簧力和离心力恢复到原先位置。

这时摩擦片之间不再压紧,处于相对运动状态,从而会产生相对摩擦生热,使油温升高。

该齿轮箱设置了冷却器,依靠冷却工作油对运动部件进行冷却。

离合器上还装有速泄阀,在脱开离合器后,该阀使离合器活塞能尽快返回原位。

工作油切断后,该阀活塞上的油压消失,弹簧力和离心力迫使其返回到原来的位置,离合器油缸中的油液即可快速排出。

齿轮箱的工作状态有三种,即正车、倒车和空车三种工作状态。

正车:

输入轴转动时,带动正车离合器壳体转动,而倒车离合器摩擦片脱开,倒车空心齿轮轴不转动,只有离合器壳体转动。

当压力油推动活塞压紧正车离合器摩擦片时,正车空心齿轮轴转动,通过输出齿轮啮合,就能带动输出轴转动,继而带动轴系转动。

倒车:

输入轴转动时,正车离合器摩擦片脱开,正车空心齿轮轴不转动,正车离合器壳体转动。

通过齿轮啮合使倒车离合器壳体转动。

当压力油推动活塞压紧倒车离合器摩擦片时,倒车空心齿轮轴转动,通过输出齿轮啮合,就能带动输出轴反向转动,继而带动轴系反向转动。

空车:

正车和倒车离合器都脱排,不传递运动。

而齿轮箱的故障带排是指齿轮箱脱排以后输出轴仍然转动,而且长时间不停。

刚性故障带排通常是由于装配问题造成,如摩擦片总间隙偏小,活塞不灵活、返回弹簧损坏、摩擦片毛刺未清理干净等,造成摩擦片半接半脱?态。

软性故障带排通常由于气动操纵阀泄漏,空车位置有少量工作油进入离合器油缸内,导致摩擦片呈半接半脱状态。

从该型齿轮箱的结构及工作原理来分析,齿轮箱滑油温度高是由下面几个因素累积叠加所反映出来的。

一是滑动轴承本身由于异常磨损产生高温;

二是倒顺车离合器中摩擦片组件异

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