王立军1，常山1，周圣兵2，张文波2
（1.中国船舶重工集团公司第七〇三研究所；2.海军湛江地区装备修理监修室）
齿轮箱液压海水泵是船舶齿轮箱滑油冷却的重要设备，对齿轮箱的安全可靠运行至关重要。齿轮箱上变量泵通过压力油驱动液压马达，然后驱使海水泵转动，向滑油冷却器提供冷却海水。
该船在某次坞修中，拆解齿轮箱液压海水泵，发现右海水泵叶轮、泵轴和叶轮内径腐蚀严重致装配间隙过大，已无法继续使用。承修单位更换了新泵轴、叶轮、轴承、机械密封。重新装配后，航行试验中出现了轴承温度过高直至烧损现象。
一、设备和系统结构
该船液压海水泵型号EVCG-80MC，立式离心泵，排出流量为45m³/h，扬程为36m，转速为2400r/min。
海水泵主要由壳体、叶轮、轴、轴承、机械密封及油封等组成。该泵无自吸能力，安装于船的水线以下。轴承布置在轴的一端，轴承腔与水腔由机械密封隔开，叶轮垂直固定在轴的端部。轴承为滚动轴承，轴承的润滑方式为封闭式自润滑。
海水泵轴与液压马达轴通过联轴器联接，当液压马达带动海水泵转动后，海水泵就从舷外不断吸入海水，提供冷却水至各冷却部位。
二、原因排查与分析
从液压海水泵的组成和运行原理来分析，可能导致其轴承温度过高的原因主要有：轴承故障；叶轮不平衡量过大；泵轴径向跳动量过大；轴承与泵轴装配过紧。针对这4个可能的原因，分别进行了排查与分析。
1、轴承故障导致温度过高
发现轴承温度过高后，主机停机，对液压海水泵进行了分解检查。结果表明，轴承保持架、滚珠完好，油封内黄油量正常，未发现轴承异常。另外，该轴承型号为6308-2RS、C3和6307-2RS、C3的深沟球轴承，若是由于轴承故障产生的温度升高，将会同时伴随着异响，而液压海水泵运行时无异响，再结合上述拆检情况，排除轴承出现故障的可能。
2、叶轮不平衡量过大导致轴承温度过高
液压海水泵额定转速为2400r/min，如果叶轮的不平衡量过大，将在泵运行时使轴承偏载，使轴承承受附加的轴向力和径向力，而不规则的附加力将使轴承温度升高甚至烧损。叶轮出厂时已做过动平衡试验，不平衡量为1gmm/kg(标准≤9gmm/kg)，动平衡量合格；另外，分解泵时发现轴承保持架、滚珠完好。从出厂数据和检查结果可以排除叶轮不平衡量过大导致轴承温度过高的可能。
3、泵轴径向跳动量过大导致轴承温度过高
泵轴径向跳动量对不同的轴径有不同的要求，如果泵轴的径向跳动量过大，将使轴承偏载，以致轴承温度升高甚至烧损。该泵泵轴的径向跳动量应不大于0.05mm，在车床上测量泵轴的径向跳动量为0.01mm，符合标准，可以排除泵轴径向跳动量过大导致轴承温度过高的可能。
4、轴承与泵轴装配过紧导致轴承温度过高
轴承6308-2RS、C3和6307-2RS、C3为带油封的封闭轴承，黄油在轴承出厂时已加注完成，轴承运转时黄油起润滑作用。由于该轴承为封闭式，轴承产生的热量无法像油润滑的轴承那样循环冷却，因此只有尽量减少轴承运转时产生热量，从而对轴承的装配提出了更高的要求。当轴承与泵轴装配过盈量过大时，轴承运转时轴承滚珠将承受过大的径向力，不但影响滚珠寿命，而且使轴承发热加剧，造成轴承温度过高。测量时发现轴承与泵轴装配过盈量为0.035mm，根据FAG滚动轴承样本手册(样本号WL41520/3ChA)中对深沟球轴承的装配间隙要求，轴承6308-2RS、C3和6307-2RS、C3的装配过盈量应在0～0.018mm，Z可能出现的过盈量为0.010mm。上述情况表明，轴承与泵轴装配过紧是轴承温度过高的原因。
三、解决措施及试验考核
结合轴承手册推荐的范围对过盈量进行修正。由于轴承为标准件，所以对泵轴进行二次加工，为了选取合适的过盈量取值使轴承在正常稳定的温度下运行，分3个阶段降低轴承和泵轴装配过盈量并进行试验考核。3个阶段的装配过盈量分别为0.030mm、0.020mm、0.010mm，试验时间均为60min，用测温计从测温孔每5min测试一次，试验结果及对比见表1、表2、表3、表4。
从3个阶段试验结果得出以下结论：①随着过盈量减小，试验60min的轴承Z终温度越低。②过盈量为0.030mm和0.020mm试验60min后轴承温度仍是上升趋势。③过盈量为0.010mm时，在试验40min后轴承温度趋于稳定。按过盈量0.010mm实船装配后，海水泵已累计运行2000h，轴承温度稳定在50℃左右，运行良好。海水泵轴承温度过高问题得以解决，并为后续舰船使用维修提供可借鉴的工程经验。
来源：《中国修船》2016年第005期
