戰(zhàn)艾 張建成

煙臺派格船舶設(shè)計有限公司 山東煙臺 264000

船舶軸系位于主機(jī)與螺旋槳之間，主要由傳動軸、傳動裝置、支承件、尾封裝置等附件組成。其主要功能是將船舶主機(jī)產(chǎn)生的動力傳遞給螺旋槳，同時將螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的軸向推力傳遞給船體，從而促進(jìn)船舶航行。

1 接地裝置的組成

1.1 電纜

電刷與船體連接電纜的線徑應(yīng)粗（不小于45mm2），并應(yīng)盡可能短。與船體的連接必須牢固，無松動。

1.2 電位計

當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，當(dāng)電位計讀數(shù)為2-50mv時，裝置處于良好的工作狀態(tài)。軸停止時，讀數(shù)通常為“O”MV，這是正常的。

1.3 電刷

軸接地裝置用電刷必須耐油、耐腐蝕，并能長期保持低電阻。

2 船舶軸系接地裝置工作原理

船舶在海上行駛時，主機(jī)軸系帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，形成海水、船體、螺旋槳和軸之間的回路。旋轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，包括螺旋槳和外殼之間的回路，被主軸、中間軸承和軸上未使用的金屬軸承材料的潤滑劑膜切斷。這會導(dǎo)致船體和軸系之間的電位差異，在這種情況下螺旋槳和軸可能會被電腐蝕。在此階段，無論是陽極陰極保護(hù)外加電流系統(tǒng)，電位差異都妨礙了該系統(tǒng)有效地保護(hù)螺旋槳免受腐蝕。此外，當(dāng)油膜損壞或潤滑油被摻入水中時，主軸承、中間軸承和軸系統(tǒng)之間的電位差可能會引起強(qiáng)烈的電擊，從而導(dǎo)致主軸承表面的瞬時放電、火花和點(diǎn)腐蝕的電化學(xué)腐蝕在重力情況下，可能會導(dǎo)致軸承過度磨損，甚至機(jī)械損壞。軸接地裝置用滑動環(huán)和碳刷將軸與殼體連接，以消除堵塞，形成回路，電位差的消除可以避免火花，保護(hù)軸系和螺旋槳免受電化學(xué)腐蝕，有效維護(hù)主機(jī)軸系的安全[1]。

3 接地裝置的維護(hù)

3.1 電位計的維護(hù)

電位計每年至少檢查和調(diào)整一次。通常，停止時，電壓表指針將指向零位。轉(zhuǎn)動軸時，應(yīng)注意電壓表的指示。定期觀察軸接地裝置電壓表。軸系與船體的電位差保持在50mV以下，可有效防止電化學(xué)腐蝕。電位差越低，說明接地裝置工作正常；電位差越高，說明電刷與接地裝置滑環(huán)接觸不良，無法正常放電。因此，要及時檢查、清潔、調(diào)整電刷與銀環(huán)表面，保持良好的接觸，減少電位差，避免電化學(xué)腐蝕。

3.2 滑環(huán)的維護(hù)

滑環(huán)固定在中間軸上并隨軸轉(zhuǎn)動。它的工作狀態(tài)直接影響到整個裝置的工作性能，因此需要定期拆卸和檢查。由于水或油的污染，滑環(huán)表面會生銹，電壓降會增加，因此應(yīng)降低防腐效果。因此，應(yīng)充分注意維護(hù)，有時接地裝置應(yīng)加防護(hù)罩。從船體ICCP系統(tǒng)流向豎井并返回船體的水流。如果軸不接地，電流會通過軸與軸承之間的油膜斷裂處，或通過軸承表面金屬點(diǎn)蝕孔的海水潤滑油，或其他機(jī)械零件。為了防止電流或火花腐蝕軸承，采用軸接地裝置[2]。

3.3 軸接接地裝置安裝

接地裝置應(yīng)盡可能安裝在與艉軸連接的中間軸上。由良好導(dǎo)電材料制成的銀環(huán)固定在中間軸上。固定刷架的支架底座應(yīng)與船體焊接牢固，接口應(yīng)光滑。適當(dāng)調(diào)整電刷壓簧，使電刷與滑環(huán)表面接觸良好。

3.4 電刷的維護(hù)

電刷彈簧薄弱或電刷過度磨損，會使電刷與軸滑環(huán)表面接觸不良，進(jìn)而使螺旋槳旋轉(zhuǎn)切割磁場產(chǎn)生的電流不能接地。電刷和滑環(huán)之間的接觸壓力應(yīng)選擇在合適的范圍內(nèi)。如果太緊，摩擦阻力增大，導(dǎo)致電刷迅速磨損；如果太松，會導(dǎo)致接觸不良，影響接地[3]。

4 案例分析

4.1 故障調(diào)查

在航行過程中，通過觀察毫伏表的讀數(shù)來監(jiān)測船舶的運(yùn)行狀況。如果毫伏表的讀數(shù)高于50毫伏或等于0，必須及時檢查。調(diào)查和檢查方法。監(jiān)視毫伏表讀數(shù)是否異常。軸與船體之間的阻力是否小于允許值?；h(huán)軌道是否有油污。檢查滑環(huán)接口是否有間隙和上下錯位。檢查銀石墨碳刷的消耗量，檢查底座的自由度，確認(rèn)是否有偏磨。

4.2 原因分析

①監(jiān)測毫伏表讀數(shù)異常。在船舶行駛過程中，監(jiān)測毫伏表讀數(shù)大于50mv。結(jié)果表明，刷與滑環(huán)接觸電阻大，刷端面與滑環(huán)表面或含銀石墨刷接觸不充分。在船舶航行期間，監(jiān)控毫伏表讀數(shù)為0mV。表明電路開路，端子松動或設(shè)備安裝錯誤。②含銀石墨刷消耗過快?；h(huán)安裝不到位，兩個半圓中心線偏差較大，接觸端間隙較大。當(dāng)軸驅(qū)動滑環(huán)旋轉(zhuǎn)時，會導(dǎo)致銀軸承石墨碳刷跳動。在這種情況下，銀石墨刷被切割，大大加快了含銀石墨刷的消耗速度。含銀石墨刷與滑環(huán)表面之間壓力過高，消耗過快。銀石墨電刷材料不合理。例如，電刷中石墨含量小，造成耐磨性，造成過多消耗，達(dá)不到規(guī)定的使用壽命。③含銀石墨刷消耗不均。銀石墨刷底座安裝不正確或底座保護(hù)螺絲不擰緊，使底座位置在移動過程中偏離軸線切線方向，銀軸承石墨刷與滑環(huán)之間出現(xiàn)一定接觸（間隙），出現(xiàn)偏心磨損發(fā)生，導(dǎo)致銀石墨碳刷消耗不均。銀軸承石墨刷底座固定支架不牢固，受力小，會使含銀石墨刷輕微磨損。

4.3 解決方案和改進(jìn)措施

①安裝。如果滑環(huán)未對準(zhǔn)，則需要重新安裝滑環(huán)?；h(huán)接頭安裝間隙較大，含銀石墨碳刷有被切割、修理、填充銀環(huán)氧樹脂或焊料的跡象。如果含銀石墨刷僅部分接地，則應(yīng)調(diào)整裝置的對準(zhǔn)和安裝尺寸。確保電刷和滑環(huán)之間施加均勻的力。將彈簧調(diào)整到碳刷上，使有害雜散電流安全平穩(wěn)地引導(dǎo)回船體。②設(shè)備。改進(jìn)了銀軸承石墨刷底座固定支架，采用加強(qiáng)支架。新支架通過將雙u形箍固定在角鋼上，使支架更加牢固。采用了一種比合理的含銀石墨碳刷。高比例銀具有低電阻，低比例石墨用于耐磨，延長使用壽命。70%以上的銀和石墨含量小于30%的銀的比例可以提供更好的導(dǎo)電性和耐磨性的組合。

5 結(jié)語

軸系接地裝置是一種被動安全裝置，保護(hù)機(jī)器和設(shè)備免受電化學(xué)腐蝕，損壞設(shè)備不會立即導(dǎo)致軸系故障，并且可能需要一段時間才能發(fā)出信號。