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摘 要：本文利用層次分析法對疏浚船舶進行摩擦學(xué)系統(tǒng)分析，確定出其磨損問題主要在疏浚船舶動力系統(tǒng)以及疏浚船舶作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)集中。在此基礎(chǔ)上，提出了耐磨材料的選擇和運用、定期做好機械系統(tǒng)檢查、易損件防摩擦設(shè)計與調(diào)節(jié)、優(yōu)化梳理機械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)這些疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨策略。

關(guān)鍵詞：疏浚船舶;摩擦學(xué)系統(tǒng);減磨

0 引言

疏浚船舶在維護航道以及疏浚工程中發(fā)揮著重要作用，由于普遍被應(yīng)用于航道疏浚工程中，所以其機械作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜、惡劣程度較高，磨損問題的發(fā)生頻率以及嚴重性水平較高。出于對維護疏浚工程效率效果的考量，必須要重點提升疏浚船舶的可靠性，解決其機械系統(tǒng)中的磨損問題?；谶@樣的情況，落實對疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)，并探究疏浚船舶機械減磨的優(yōu)化策略具有極高的現(xiàn)實價值。

1 疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)分析

在疏浚船舶實際的工作運行過程中，磨損的產(chǎn)生過程相對復(fù)雜，而只有對其進行全面、系統(tǒng)的分析才能夠制定出針對性、實效性更強的減磨對策。在本研究中，主要使用層次分析法對疏浚船舶進行摩擦學(xué)系統(tǒng)分析。對于疏浚船舶而言，其摩擦學(xué)系統(tǒng)為眾因素相互關(guān)聯(lián)、相互制約且缺乏定量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，因此應(yīng)用層次分析法，能夠更為清晰完成疏浚船舶摩擦學(xué)系統(tǒng)的分析[1]。

層次分析理論表明，如果存在大量的因素會對疏浚船舶摩擦學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，那么在允許工程誤差存在的條件下，可以忽略造成影響效果相對較小的因素，而重點對會產(chǎn)生較大影響的因素展開分析。基于此，能夠?qū)⑹杩４皺C械的摩擦學(xué)系統(tǒng)做出如下劃分：疏浚船舶的摩擦學(xué)系統(tǒng)可以劃分為動力機械摩擦學(xué)系統(tǒng)以及疏浚作業(yè)器具的摩擦學(xué)系統(tǒng);動力機械摩擦學(xué)系統(tǒng)可以進一步劃分為柴油機系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、船舶系統(tǒng)艉管系統(tǒng);疏浚作業(yè)器具的摩擦學(xué)系統(tǒng)可以進一步劃分為疏浚作業(yè)機械系統(tǒng)、泥沙輸送系統(tǒng);其中，疏浚作業(yè)機械系統(tǒng)能細化為液壓系統(tǒng)、泥漿柴油機系統(tǒng);泥沙輸送系統(tǒng)能細化為鉸刀、泥管、泥泵、噴頭。

綜合來看，對于疏浚船舶機械而言，其磨損問題主要在疏浚船舶動力系統(tǒng)以及疏浚船舶作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)集中，且兩者的重要性表現(xiàn)出相同水平。就當前的情況來看，疏浚船舶在這兩個系統(tǒng)內(nèi)的磨損問題均極為明顯，必須要落實重點處理及優(yōu)化。

2 疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨策略

2.1 耐磨材料的選擇和運用

耐磨材料的使用提升疏浚船舶動力系統(tǒng)以及作業(yè)系統(tǒng)耐磨性的重要方法，能夠達到疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨的效果。實踐中，必須要盡可能在柴油機系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、船舶系統(tǒng)艉管系統(tǒng)的連接構(gòu)件、管線以及疏浚作業(yè)器具的制造中引入耐磨材料，促使其使用年限得到更好延長，避免在疏浚船舶實際的作業(yè)中發(fā)生嚴重磨損。

現(xiàn)階段，大量新型耐磨材料產(chǎn)生且得到廣泛應(yīng)用，在疏浚船舶中，常用的耐磨材料如下所示：第一，錳鋼。相比于低碳鋼來說，錳鋼的加工硬化性更強，因此可以在加工中獲取更強的耐磨性能，在疏浚船舶的疏浚作業(yè)器具制造中得到廣泛應(yīng)用。第二，耐磨復(fù)合內(nèi)襯，如基于耐磨陶瓷的防磨內(nèi)襯等等。對于耐磨陶瓷來說，其耐磨性、耐腐蝕性、耐氧化性更強，將其應(yīng)用于輸泥管的制作中有著更好的減磨效果。第三，經(jīng)過特殊熱處理的耐磨鋼板，即利用熱處理達到增強鋼板硬度的效果，促使相應(yīng)材料的耐磨性能上升。其中，HARDOX400耐磨鋼板在當前的疏浚船舶易磨損構(gòu)件生產(chǎn)中相對常見，例如，在上海航道局的“新海牛”、“新海馬”船舶;廣州航道局的“浚海1”、“浚海2”船舶中，該型號的耐磨鋼板均得到應(yīng)用。相比于普通鋼板材料來說，HARDOX400耐磨鋼板的耐磨壽命更長（一般為普通鋼材的4倍），硬度值可以達到400 HB，因此可以應(yīng)用于疏浚船舶泥門導(dǎo)軌、吸口套管內(nèi)襯、泥門靠近抽艙直管的局部貼板等構(gòu)件的制造中[3]。

2.2 定期做好機械系統(tǒng)檢查

定期檢查是維護疏浚船舶機械系統(tǒng)耐磨性的重要策略，能夠?qū)崿F(xiàn)對磨損情況的及時性掌握，并由此做出針對性調(diào)整與新構(gòu)件更換，達到減磨的效果。實踐中，需要重點落實對機械系統(tǒng)潤滑情況的檢查。

例如，在進行疏浚船舶動力系統(tǒng)中主機的摩擦學(xué)問題的處理中，要處理活塞環(huán)表面，引入陶瓷材料等耐腐蝕與磨損性更強的材料，降低表面摩擦系數(shù);檢查主機表面的潤滑油涂抹情況，為了進一步降低表面摩擦系數(shù)，可以在潤滑油內(nèi)加入納米氧化鋁添加劑;定期維護主機表面，檢查氣缸套的現(xiàn)實情況，及時更換損耗程度較高氣缸套，延長摩擦副的使用年限。在進行疏浚船舶動力系統(tǒng)中支撐元件的摩擦學(xué)問題的處理中，要定期檢查潤滑油的涂抹情況，并及時實施潤滑油的更換與補涂，防止支撐元件出現(xiàn)嚴重磨損。

2.3 易損件防摩擦設(shè)計與調(diào)節(jié)

泵體與鉸刀是疏浚船舶在實際工作中極容易發(fā)生磨損的構(gòu)件，其中，泵體的磨損主要以沖蝕磨損、磨料磨損為主，且伴有局部氣蝕現(xiàn)象;鉸刀磨損主要以的磨料磨損為主，且伴有局部沖蝕磨損?；诖?，可以利用易損件的再制造工藝實現(xiàn)減磨。在此過程中，依托泥泵內(nèi)襯互鎖結(jié)構(gòu)、鉸刀梯度化耐磨設(shè)計、工藝再制造技術(shù)，促使熔覆耐磨材料、高鉻合金耐磨材料、高分子耐磨膠粘涂層材料應(yīng)用于泥泵殼以及鉸刀的在制作中;通過應(yīng)用高頻熔覆法等工藝完成耐磨層的制作。依托上述工藝的使用，促使疏浚船舶中泥泵殼與鉸刀的耐磨性能上升，賦予易損件以更強的防摩擦能力。

另外，出于對疏浚船舶易磨損構(gòu)件使用可靠性的考量，必須要在容易發(fā)生磨損的區(qū)域引入適當?shù)臐櫥?，開發(fā)并應(yīng)用高性能且用量更少的潤滑油，依托添加劑等成分的加入，延長潤滑油使用年限的延長。在此基礎(chǔ)上，可以在疏浚船舶的動力機械系統(tǒng)中使用金屬環(huán)自修復(fù)添加劑，以此達到降低摩擦副實際磨損情況的效果，提升疏浚船舶機械系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的同時，節(jié)約能源以及維護成本[3]。為了實現(xiàn)與時俱進，獲取更為理想的減磨效果，還要加大基礎(chǔ)改造的力度，積極對疏浚船舶機械、設(shè)備中的新方法、新工藝、新設(shè)備展開探究、應(yīng)用與推廣。重點關(guān)注疏浚工程中挖泥船易損構(gòu)件的表面強化及再制造研究力度，盡可能延長疏浚船舶摩擦副構(gòu)件的應(yīng)用期限。

2.4 優(yōu)化梳理機械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)

要持續(xù)強化對機械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進，實現(xiàn)對疏浚船舶機械摩擦學(xué)問題的有效處理。例如，在進行疏浚船舶動力系統(tǒng)中傳動元件的摩擦學(xué)問題的處理，中，應(yīng)當實施水槽尺寸與位置的優(yōu)化改造，要盡可能增加水槽的寬度，并將其設(shè)置尾軸正下方，縮減表面摩擦因數(shù)，達到減磨的效果。在進行疏浚船舶系統(tǒng)中舵機與螺旋槳的摩擦學(xué)問題的處理時，要適當增加螺旋槳的槳葉數(shù)量，并使用耐磨材料制作、防腐材料制作舵機，避免產(chǎn)生空泡，實現(xiàn)疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨及防腐。

3 結(jié)論

綜上所述，出于對維護疏浚工程效率效果的考量，必須要落實對疏浚船舶機械的摩擦學(xué)系統(tǒng)，并形成減磨策略。對于疏浚船舶機械而言，其磨損問題主要在疏浚船舶動力系統(tǒng)以及疏浚船舶作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)集中，且兩者的重要性表現(xiàn)出相同水平。通過耐磨材料的選擇和運用、定期做好機械系統(tǒng)檢查、易損件防摩擦設(shè)計與調(diào)節(jié)、優(yōu)化梳理機械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)，解決了疏浚船舶機械的摩擦學(xué)問題，提升了疏浚船舶動力系統(tǒng)以及作業(yè)系統(tǒng)的耐磨性能。

參考文獻：

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[3]吳祖旻，盛晨興，郭智威，等.船舶水潤滑尾軸承當量半徑等效計算及其摩擦學(xué)性能研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報，2017，37（5）：656-662.