船用軸系套筒式液壓聯軸器檢修技術

熊志堅，楊勝強

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511462)

船用軸系套筒式液壓聯軸器檢修技術

熊志堅，楊勝強

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511462)

文章以某船一起套筒式液壓聯軸器的拆卸施工方案為例，講述該類型聯軸器的結構特性，以及出現漏油情況的處理辦法。

套筒式液壓聯軸器；漏油；對策

1 套筒式液壓聯軸器的應用及結構介紹

1)根據筆者的調研統計，80%～90%的實驗船、科考船、海巡船、海工拖輪、客滾船、挖泥船等特殊用途工程船的中間軸和艉軸連接形式通常采用液壓套筒式聯軸器聯接，而且該結構形式在工程船中的運用呈現越來越廣泛的趨勢。

2)套筒式液壓聯軸器的結構特點是由內套、外套、密封膠圈、螺母等零部件組成(見圖1)。內套套在中間軸和艉軸軸端上，其配合間隙一般為0.08～0.10 mm，能夠在自然狀態下順利裝配和拆卸。

3)套筒式液壓聯軸器的工作原理是借助于徑向力和軸向力，使具有錐形接觸面的內、外套產生相對位移，當移動到規定的位置后，卸掉徑向力(油壓)，外套收縮，形成了過盈配合，將內套緊壓在中間軸和艉軸的表面上，使內套與兩軸之間產生軸向與周向的摩擦力，傳遞主機輸出的轉矩(見圖2)。

4)套筒式液壓聯軸器具有拆卸和安裝的技術要求高、現場施工操作難度高、漏油的概率高的“三高”特點，往往給船廠的修理工作帶來很大的困擾。

圖1 套筒式聯軸器結構圖

圖2 套筒式聯軸器工作原理圖

因此，針對以上的特點介紹作者選擇套筒式液壓聯軸器的檢修技術作為攻關課題，對于解決生產中的施工困難，確保施工質量具有非常重要的意義。

2 案例介紹

某船在我司修理期間，軸系工程為CPP軸拆檢、換新艉管軸承前后軸封。船進塢后現場勘驗發現該船CPP軸槳轂進水、滑油乳化；另據船方反映變螺距液壓系統動作不靈活、角度不準確，且套筒式液壓聯軸器蝶形密封膠圈唇邊老化，多年來無法拆卸。我們在拆卸套筒式液壓聯軸器過程中碰到了如下問題。

1)采用正常施工流程：利用徑向膨脹、軸向緩慢泄壓的方法使外套向后移動約105 mm后，內套與外套接觸面的大端有大量液壓油滲出、膨脹壓力消失。外套不再向后移動，內外套之間仍然緊密接觸無法相對轉動(見圖3)。

圖3 施工操作圖解

2)外套與內套之間不能相對轉動，內套也不能在中間軸和CCP軸上移動，即外套與內套卡死、內套又與CCP軸和中間軸卡死，無法將兩軸分離。

3 故障分析

根據在拆卸過程中出現的問題進行原因分析和判斷，總結歸納如表1。

表1 拆卸過程中出現的問題、原因分析和判斷

4 針對要因制定施工方案(見圖4)

圖4 施工方案流程圖

5 實施

5.1 實施過程

在嘗試換用大流量的風動液壓泵仍無法繼續移動外套的情況下，遂采取附加輔助外力方法，用2只5 t手動滑輪對稱施力，將聯軸器外套向后拉出。實施此措施后，外套相對于內套可以轉動，但內套仍不能在中間軸和CCP軸上軸向移動，如圖5所示。

圖5 拆解現場圖

5.2 測量

1)測量、檢查聯軸器外套外徑，測量記錄如表2。

表2 外套外徑測量值

2)測量、檢查聯軸器內套外徑，測量記錄如表3。

表3 內套外徑測量值

3)測量、檢查中間軸與CCP軸直徑，測量記錄如表4。

表4 軸段外徑測量值

以上測量結果顯示：聯軸器內套、外套與軸均無變形跡象。

5.3 設計輔助工裝

1)測量結果顯示內套無變形跡象，內套不能在中間軸和CCP軸上軸向移動的原因可能是接觸表面存在拉傷、銹蝕等缺陷，需借助外力使內套在中間軸和CCP軸上軸向移動，但借助外力存在如下風險。

(1)如果內套與兩軸接觸面存在拉傷、銹蝕等缺陷的話，過大的頂力會造成內套與兩軸表面再次拉傷或加重傷痕。

(2)頂力需通過緩沖油腔的螺紋傳遞，頂力過大會造成螺紋變形。

(3)聯軸器的內、外套若受力不均勻也可能會導致變形。

2)根據上述分析，制定如下措施。

(1)設計一專用工裝，工裝為開邊的無縫鋼管做成的，頂住內套的大端(見圖6)，目的如下：①用工裝頂內套避免外套傳力，有效保護螺母端螺紋不用受力；②用油頂對稱頂伸受力均勻且可計算和控制受力的大小，安全性能高；③可檢查出內套與哪根軸卡死。

用2只30 t的油頂壓到20 MPa，折合約170 kN軸向推力時，聯軸器內套與CCP軸一起向后移動了10 mm，結果顯示中間軸末端有少量銹跡，而聯軸器內套與CCP軸卡死。

圖6 輔助工裝拆卸聯軸器內套示意圖

(2)將工裝進行改良，反方向加力從CCP軸上向前頂住聯軸器內套的后端面(見圖7)，目的如下：①聯軸器內套小端壁厚只有10 mm，用改良后的工裝設計止口配合，有效保護內套不因受外力作用而變形；②從CCP軸上往前頂，成功地將聯軸器內套與CCP軸分離。

圖7 改良后工裝拆卸聯軸器內套示意圖

拆卸后檢查發現CCP軸軸端生銹嚴重，中間軸軸端只有少量銹跡，內套內壁生銹嚴重(見圖8～圖10)。

圖8 CCP軸端生銹嚴重圖

5.4 檢修、裝復

將拆卸出的套筒式液壓聯軸器內、外套及CCP軸、中間軸接觸面進行清潔、除銹、拋光，更換蝶形密封膠圈，待其它軸系工程完成后裝復套筒式液壓聯軸器。

圖9 中間軸端少量銹斑圖

圖10 內套內壁生銹嚴重圖

5.5 完工測試

在保證部件不受損壞的前提下，我們成功拆卸了該船多年無法拆卸的軸系套筒式液壓聯軸器。經過系泊及航行試驗，裝復后的套筒式液壓聯軸器變螺距動作靈活、角度準確，變螺距動作油路各項參數正常。

6 結束語

通過不斷努力和嘗試，我們將“瀕臨報廢”的聯軸器成功檢修，為該項工程積累了寶貴經驗。該船案例說明我們不能墨守成規，只有不斷地學習新的技術和知識，勇于創新，才能面對各種高難度的挑戰。

In this article,the case is introduced on how to examine and repair the ship's shaft coupling which is with inner and out sleeve.The frame of hydraulic coupling and repair method are given when oil leak.

hydraulic coupling;oil leak;countermeasure

熊志堅(1968-)男，湖南瀏陽人，高級工程師，碩士，主要從事企業管理和船舶輪機工程修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.01.012

2015-08-11