زنگ زدگی در چندین قسمت موتور دیزل و سایش پوسته یاتاقان اصلی؟ تجزیه و تحلیل به ورود آب در سیستم روغن روانکاری اشاره می کند.

سیستم رانش یک کشتی خاص شیلات متشکل از دو موتور دیزلی پیشرانه، یک گیربکس کاهش موازی دو موتوره-، یک مجموعه از ملخ های گام قابل کنترل و شفت می باشد. موتور اصلی یک موتور دریایی چهار زمانه، تزریق مستقیم، توربوشارژ و خنک‌کننده متوسط-در یک پیکربندی خطی است. گیربکس یک گیربکس موازی با یاتاقان‌های رانش و کلاچ‌های{6}الاستیک بالا دارد. نمودار شماتیک ساختار دستگاه پیشران اصلی شناور در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 نمودار شماتیک سیستم محرکه اصلی کشتی

I. پدیده گسل

در طول تعمیر و نگهداری ماهانه، خدمه مقدار زیادی ضایعات فلزی را در تابه روغن میل لنگ موتور اصلی پیدا کردند. پس از گزارش گیری، تصمیم گرفته شد که بلافاصله تعمیر و نگهداری موتور اصلی انجام شود تا منبع ریزش فلز شناسایی شود. خدمه کشتی موتور دیزل را جدا کرده و بازرسی کردند و بر روی اجزای مهمی مانند سر سیلندر، آستر سیلندر، مجموعه شاتون پیستون، بوش یاتاقان اصلی، میل بادامک و میل لنگ بررسی های دقیقی انجام دادند. در طول فرآیند، علائم خطای زیر کشف شد.

1) زنگ در چندین قسمت پیدا شد.

(1) میل بادامک

پس از جداسازی "پوشش سوراخ مشاهده"، زنگ زدگی در سطوح میل بادامک 4 و 6 مشاهده شد. شرایط زنگ زدگی میل بادامک 4 و 6 در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 شرایط زنگ زدگی میل بادامک شماره. 4 و شماره. 6

(2) پوسته های یاتاقان اصلی.

هنگام جداسازی و بازرسی پوسته های یاتاقان اصلی، مشخص شد که پوسته های یاتاقان اصلی مربوط به هر سیلندر همگی به درجات مختلف زنگ زده بودند و زنگ زدگی به تدریج از انتهای آزاد به انتهای خروجی عمیق تر شد. قطعات زنگ زده تماماً نیمه بالایی پوسته یاتاقان اصلی بودند.

وضعیت زنگ زدگی نیمه بالایی پوسته یاتاقان اصلی دنده 1 در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3 وضعیت زنگ زدگی نیمه بالایی بوش یاتاقان اصلی دنده بدون{1}}

(3) میل لنگ

پس از جدا شدن شاتون پیستون و سایر لوازم جانبی روی میل لنگ مانند بوش بلبرینگ، مشاهده شد که روی سطح میل لنگ زنگ زدگی وجود دارد که ژورنال اصلی دنده No{0}} شدیدترین آن است. وضعیت زنگ زدگی ژورنال اصلی دنده No{2}} در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 4 وضعیت زنگ زدگی ژورنال شفت دنده 5#

2) سایش بوش یاتاقان اصلی و واشر رانش.

پس از جداسازی، مشخص شد که بوش یاتاقان اصلی و واشر رانش دنده 7 به شدت فرسوده شده و فلز پاره شده است. در ابتدا مشخص شده است که این منبع اصلی زباله های فلزی است. شرایط سایش بوش یاتاقان اصلی و واشر رانش دنده 7 در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 شرایط سایش بوش یاتاقان اصلی و واشر رانشی دنده شماره. 7

II. روش تجزیه و تحلیل درخت خطا و تجزیه و تحلیل کشتی واقعی

تجزیه و تحلیل درخت خطا یک روش رایج برای حل موثر سیستم های خطای پیچیده است. تجزیه و تحلیل شکست قیاسی را از بالا به پایین انجام می دهد. به طور خاص، عوامل مختلفی را که ممکن است باعث ایجاد خطا شوند به صورت گام به گام از سیستم کلی تا اجزای آن در یک درخت-مانند ساختار شاخه‌ای تجزیه و تحلیل می‌کند. این روش تجزیه و تحلیل می تواند عیب های سیستم را با ساخت بلوک دیاگرام های منطقی و استدلال گام به گام برای تجزیه و تحلیل علل خطاها تشخیص دهد.

2. تجزیه و تحلیل درخت خطا آسیب پوسته یاتاقان اصلی

دلایل زیادی برای سایش غیرعادی پوسته بلبرینگ موتور دیزل وجود دارد. با توجه به روش تجزیه و تحلیل درخت خطا، با در نظر گرفتن آسیب پوسته یاتاقان اصلی موتور دیزل به عنوان رویداد برتر، رویدادهای علتی که منجر به این عیب می‌شوند، تحلیل می‌شوند. درخت خطا مطابق با رابطه منطقی مناسب فهرست و تحلیل می شود. درخت عیب آسیب پوسته یاتاقان اصلی در شکل 6 نشان داده شده است.

شکل 6 درخت خطای آسیب پوسته یاتاقان اصلی
 

همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، علل خرابی را می توان به هفت رویداد اساسی زیر نسبت داد: نصب نامناسب بدنه موتور، نصب نادرست پوسته های یاتاقان، حفره شدن پوسته های یاتاقان، مواد ضعیف پوسته های یاتاقان، کیفیت نامطلوب روغن روان کننده، ناکافی بودن روغن روان کننده، و آسیب درازمدت روغن روان کننده ناشی از{1} کارکرد با بار بالا-موتور دیزل.

1) نصب ماشین آلات

نصب موتورهای اصلی مانند مرکز و عایق ارتعاش، الزامات را برآورده نمی کرد و در نتیجه بارگذاری یا لرزش موتورهای اصلی ناهموار بود که منجر به سایش یاتاقان ها شد.

پس از وقوع خرابی، شرایط مرکزی دو موتور اصلی بررسی شد. بازرسی نشان داد که پارامترهای مرکزی دو موتور اصلی الزامات نصب را برآورده می‌کنند و تفاوت‌ها در مقایسه با آخرین تعمیر داک خشک در محدوده قابل قبولی است. بنابراین اساساً می توان این حادثه را رد کرد.

2) نصب پوسته بلبرینگ.

پوسته یاتاقان پایینی یاتاقان اصلی میل لنگ را پشتیبانی می کند و خط مرکزی ژورنال اصلی میل لنگ را در یک خط مستقیم نگه می دارد.

ناهماهنگی خط مرکزی باعث خم شدن میل لنگ و افزایش بار روی یاتاقان اصلی می شود. اگر دو یاتاقان در سمت چپ و راست پرتاب میل لنگ خیلی پایین باشند، خط مرکزی میل لنگ به سمت پایین خم می شود و یک قوس تشکیل می دهد.

هنگامی که پرتاب میل لنگ در نقطه مرگ پایین قرار دارد، جمع می شود. برعکس، هنگامی که در نقطه مرگ بالا قرار دارد، پرتاب میل لنگ طولانی خواهد شد.

تفاوت در امتداد و جمع شدن پرتاب میل لنگ با اختلاف ارتفاع یاتاقان اصلی متناسب است، بنابراین می توان برای اندازه گیری اینکه آیا میل لنگ در مرکز قرار دارد و در نتیجه وضعیت پوسته یاتاقان را اندازه گیری کرد.

پس از بررسی مشخصات طراحی این موتور دیزلی با سرعت متوسط-، مشخص شد که میل لنگ موتور دیزل از استحکام نسبتاً بالایی برخوردار است. ناهماهنگی خط مرکزی تنها می تواند ناشی از شکاف در پوسته های یاتاقان پایینی یاتاقان های اصلی باشد. داده های اختلاف پرتاب میل لنگ موتور اصلی را پس از آخرین تعمیرات اساسی کارخانه بررسی کنید و اختلاف پرتاب میل لنگ فعلی موتور اصلی را اندازه بگیرید و آنها را به ترتیب با پارامترهای مورد نیاز در دفترچه راهنما مقایسه کنید. پس از بررسی و تأیید، مشخص شد که الزامات شکاف برآورده شده است و تأثیر شکاف نصب پوسته یاتاقان را می توان اساساً رد کرد.

3) فرسایش حفره ای پوسته های یاتاقان.

هنگامی که سطح پوسته یاتاقان به طور نسبی با روغن روان کننده حرکت می کند، دمای بالا و فشار زیاد محلی ناشی از پارگی حباب های گاز منجر به خستگی و ریزش سطح پوسته یاتاقان می شود و در نتیجه باعث ایجاد نقص می شود.

پدیده کاویتاسیون به صورت یک لانه زنبوری متراکم از سوراخ‌های سوزنی-نمونه می‌شود و سطح بیرونی سوراخ‌ها تمیز است و عموماً با محصولات خوردگی پوشانده نشده است.

بر اساس مشخصات پوسته های یاتاقان این موتور دیزلی می توان تشخیص داد که هیچ گونه فرسایش حفره ای رخ نداده است و اساساً می توان تأثیر فرسایش کاویتاسیون بر روی پوسته های یاتاقان را رد کرد.

4) مواد بوش بلبرینگ.

این بوش یاتاقان از طراحی دیواره نازک- برخوردار است و از یک لایه آلیاژ آلومینیوم، یک پوشش و یک صفحه نیکل تشکیل شده است. نمودار ساختاری بوش بلبرینگ در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7 نمودار ساختار آستر بلبرینگ

ساختار شیار اتخاذ شده توسط این بوش یاتاقان معمولاً نمی تواند از طریق صفحه نیکل ساییده شود و کیفیت آن نسبتاً قابل اعتماد است. در ضمن این بوش بلبرینگ میزان سایش پایینی دارد. طبق آزمایشات انجام شده توسط سازنده اصلی، حتی زمانی که بوش یاتاقان تحت بار زیاد و شرایط لایه روغن نازک قرار دارد، سایش بوش بلبرینگ کم باقی می ماند. هر دو بوش بلبرینگ از یک دسته محصولات هستند، بنابراین تأثیر مواد بوش بلبرینگ را می توان اساساً رد کرد.

5) کیفیت روغن روان کننده.

کیفیت ضعیف روغن روانکار می‌تواند منجر به سایش غیرعادی جفت‌های متحرک اصلی موتورهای دیزلی مانند حلقه‌های رانش، پوسته‌های یاتاقان اصلی و پوسته‌های یاتاقان شاتون و غیره شود [3].

شرایط مختلفی وجود دارد که در آن کیفیت روغن روانکار نامرغوب است. این می تواند به دلیل ورود ناخالصی ها به روغن، یا اکسید شدن روغن و تشکیل رسوب پس از استفاده طولانی مدت، یا امولسیون شدن و فاسد شدن روغن به دلیل مخلوط شدن آب دریا یا آب شیرین و در نتیجه یک فیلم روغنی نامرغوب باشد.

در بازرسی مشخص شد که سطوح پوسته یاتاقان اصلی، میل لنگ، میل بادامک و ... داخل بدنه موتور دیزل به درجات مختلف زنگ زده است و روغن روان کننده پدیده امولسیون شدن خفیفی را نشان می دهد. بنابراین نمی توان رد کرد که ضربه ناشی از کیفیت پایین روغن روان کننده بوده است.

6) روغن روان کننده ناکافی.

روغن روانکاری ناکافی عمدتاً شامل حجم ناکافی روغن روانکار یا فشار ناکافی روغن روانکار می شود. حجم ناکافی روغن روانکاری منجر به روانکاری ناکافی می شود و ایجاد یک لایه روغن بین بوش یاتاقان و میل لنگ دشوار خواهد بود. فشار ناکافی روغن روانکاری منجر به خنک نشدن کافی بوش یاتاقان، ایجاد دماهای بالا و آسیب به بوش بلبرینگ می شود. پس از بررسی حجم و فشار روغن روانکار، مشخص شد که آنها الزامات طراحی حجم روغن روانکاری موتور دیزل را برآورده می کنند، بنابراین تأثیر ناشی از روغن روانکاری ناکافی را می توان اساساً رد کرد.

7) عملکرد طولانی مدت- تحت بار زیاد.

هنگامی که یک موتور دیزل برای مدت طولانی تحت بار زیاد کار می کند، بار ضربه بین بوش یاتاقان و میل لنگ افزایش می یابد، لایه روغن بین آنها نازک می شود و در برخی موارد نمی توان یک لایه روغن کامل تشکیل داد. این وضعیت منجر به سایش غیر طبیعی بوش یاتاقان می شود و حتی ممکن است باعث خرابی یاتاقان شود.

پس از بررسی گزارش ناوبری، سابقه ای از عملکرد طولانی مدت- تحت بار زیاد وجود نداشت، بنابراین تأثیر ناشی از عملکرد طولانی مدت- تحت بار زیاد را می توان اساساً رد کرد.

III. مکان یابی و رفع خطا

بر اساس تجزیه و تحلیل درخت خطا از آسیب بوش اصلی یاتاقان، علت احتمالی آسیب به بوش یاتاقان اصلی این موتور ممکن است کیفیت نامرغوب روغن روانکار باشد. بنابراین، تجزیه و تحلیل بیشتر از سیستم روغن روانکاری انجام شد. سیستم روغن روانکاری این ظرف مورد مطالعه قرار گرفت و نمودار شماتیک سیستم روغن روانکاری در شکل 8 نشان داده شده است.

شکل 8 نمودار شماتیک سیستم روغن روانکاری

این نوع موتور دیزلی می تواند دو حالت روانکاری داشته باشد: سامپ مرطوب و سامپ خشک. هنگامی که از کاروان مرطوب استفاده می شود، پمپ روغن روانکاری موتور{1}}روغن روانکاری را از کاروان بیرون می کشد. روغن روان کننده قبل از بازگشت به سوپاپ از یک سوپاپ، شیر تنظیم فشار، شیر ترموستاتیک، خنک کننده، فیلتر، بلبرینگ و توربوشارژر عبور می کند و یک چرخه روانکاری را تشکیل می دهد. زمانی که روغن روانکار به زمان سرویس توصیه شده رسید یا کیفیت آن نامرغوب بود، برای تعویض به مخزن روغن کثیف تخلیه می شود. اگر موتور دیزل یک مخزن ته نشینی روغن جداگانه داشته باشد، روغن روان کننده از حوضچه به داخل مخزن ته نشینی کشیده می شود و توسط جداکننده روغن بیشتر جدا می شود و سپس دوباره مورد استفاده قرار می گیرد.

پس از بررسی، مشخص شد که کشتی با سیستم آبگیر مرطوب کار می‌کند و مدت زیادی است که از دستگاه تصفیه روغن روغن استفاده نشده است. بنابراین، احتمال وجود مشکل در کیفیت روغن وجود دارد و روغن روان کننده برای آزمایش ارسال شده است. بر اساس گزارش آزمایش روغن روان، محتوای یون‌های Na و Mg به‌طور غیرعادی بالا بود که می‌توان از ابتدا مشخص کرد که روغن روان‌کننده به آب دریا آلوده شده است.

برای تجزیه و تحلیل بیشتر منبع روغن روان کننده ورودی به آب دریا و از بین بردن "علت ریشه ای"، تجزیه و تحلیل بیشتری از سیستم خنک کننده آب دریا این موتور اصلی انجام شد. نمودار شماتیک سیستم خنک کننده آب دریا در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9 نمودار شماتیک سیستم خنک کننده آب دریا

پس از کشیدن پمپ آب دریا، آب دریا به ترتیب از کولر اصلی موتور، خنک کننده روغن روان کننده اصلی موتور و خنک کننده آب شیرین موتور اصلی عبور داده می شود تا خنک شود. در صورت ورود آب به روغن روانکار، ممکن است آب دریا از طریق خنک کننده روغن روان کننده به داخل روغن روان کننده نفوذ کند و باعث خراب شدن روغن روانکار و متعاقباً زنگ زدگی و آسیب پوسته یاتاقان اصلی، یاتاقان ها و میل بادامک و غیره شود.

در نتیجه، پس از تجزیه و تحلیل دقیق درخت خطا از آسیب بوش اصلی یاتاقان، مشخص شد که علت اساسی آسیب بوش اصلی یاتاقان، نفوذ آب دریا به روغن روانکار در خنک‌کننده روغن روان‌کننده بوده که منجر به خراب شدن روغن روان‌کننده و متعاقباً خوردگی اجزای داخلی موتور و در نتیجه سایش شدید اجزای داخلی موتور شده است. بوش

بنابراین، برنامه های تعمیر زیر و پیشنهادات نگهداری روزانه برای خدمه پیشنهاد می شود:

1) پوسته های یاتاقان و واشرهای تراست به شدت فرسوده و زنگ زده را تعویض کنید، پوسته های بلبرینگ کمی زنگ زده را تعمیر کنید و میل بادامک زنگ زده را تعمیر کنید.

2) ژورنال اصلی میل لنگ را تعمیر کنید و پارامترهای مکانیکی آن را پس از تعمیر بررسی کنید.

3) سیستم روغن روانکار را بشویید، روغن روانکاری جدید را جایگزین کنید و پس از تعویض، نمونه برداری کنید و کیفیت روغن روانکاری را بررسی کنید.

4) توصیه می شود خدمه به طور مرتب روغن روان کننده را برای بازرسی ارسال کنند و نمونه های برای بازرسی از سیستم های مختلف روغن کاری گرفته شود.

IV. نتیجه گیری

سایش غیرعادی بوش یاتاقان موتور اصلی یک عیب رایج در موتورهای دیزلی است. این مقاله از روش تجزیه و تحلیل درخت خطا استفاده می کند تا علل احتمالی سایش غیرعادی بوش بلبرینگ موتور اصلی را یکی یکی تجزیه و تحلیل کند و به سرعت علت مشکل را مشخص کند. پس از تصحیح و تأیید بعدی، هیچ سایش غیر طبیعی یافت نشد، که نشان می‌دهد آنالیز و تصحیح مؤثر بوده است.