疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)分析及其減磨對(duì)策探討

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摘 要：本文利用層次分析法對(duì)疏浚船舶進(jìn)行摩擦學(xué)系統(tǒng)分析，確定出其磨損問(wèn)題主要在疏浚船舶動(dòng)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(yùn)用、定期做好機(jī)械系統(tǒng)檢查、易損件防摩擦設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)、優(yōu)化梳理機(jī)械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)這些疏浚船舶機(jī)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(hù)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(jī)械作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜、惡劣程度較高，磨損問(wèn)題的發(fā)生頻率以及嚴(yán)重性水平較高。出于對(duì)維護(hù)疏浚工程效率效果的考量，必須要重點(diǎn)提升疏浚船舶的可靠性，解決其機(jī)械系統(tǒng)中的磨損問(wèn)題?；谶@樣的情況，落實(shí)對(duì)疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)，并探究疏浚船舶機(jī)械減磨的優(yōu)化策略具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)分析

在疏浚船舶實(shí)際的工作運(yùn)行過(guò)程中，磨損的產(chǎn)生過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，而只有對(duì)其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析才能夠制定出針對(duì)性、實(shí)效性更強(qiáng)的減磨對(duì)策。在本研究中，主要使用層次分析法對(duì)疏浚船舶進(jìn)行摩擦學(xué)系統(tǒng)分析。對(duì)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(huì)對(duì)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(duì)較小的因素，而重點(diǎn)對(duì)會(huì)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(jī)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(dòng)力機(jī)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(dòng)力機(jī)械摩擦學(xué)系統(tǒng)可以進(jìn)一步劃分為柴油機(jī)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(jìn)一步劃分為疏浚作業(yè)機(jī)械系統(tǒng)、泥沙輸送系統(tǒng);其中，疏浚作業(yè)機(jī)械系統(tǒng)能細(xì)化為液壓系統(tǒng)、泥漿柴油機(jī)系統(tǒng);泥沙輸送系統(tǒng)能細(xì)化為鉸刀、泥管、泥泵、噴頭。

綜合來(lái)看，對(duì)于疏浚船舶機(jī)械而言，其磨損問(wèn)題主要在疏浚船舶動(dòng)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(dāng)前的情況來(lái)看，疏浚船舶在這兩個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的磨損問(wèn)題均極為明顯，必須要落實(shí)重點(diǎn)處理及優(yōu)化。

2 疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨策略

2.1 耐磨材料的選擇和運(yùn)用

耐磨材料的使用提升疏浚船舶動(dòng)力系統(tǒng)以及作業(yè)系統(tǒng)耐磨性的重要方法，能夠達(dá)到疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)減磨的效果。實(shí)踐中，必須要盡可能在柴油機(jī)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(zhǎng)，避免在疏浚船舶實(shí)際的作業(yè)中發(fā)生嚴(yán)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(lái)說(shuō)，錳鋼的加工硬化性更強(qiáng)，因此可以在加工中獲取更強(qiáng)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(duì)于耐磨陶瓷來(lái)說(shuō)，其耐磨性、耐腐蝕性、耐氧化性更強(qiáng)，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(guò)特殊熱處理的耐磨鋼板，即利用熱處理達(dá)到增強(qiáng)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(dāng)前的疏浚船舶易磨損構(gòu)件生產(chǎn)中相對(duì)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(hào)的耐磨鋼板均得到應(yīng)用。相比于普通鋼板材料來(lái)說(shuō)，HARDOX400耐磨鋼板的耐磨壽命更長(zhǎng)（一般為普通鋼材的4倍），硬度值可以達(dá)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(jī)械系統(tǒng)檢查

定期檢查是維護(hù)疏浚船舶機(jī)械系統(tǒng)耐磨性的重要策略，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磨損情況的及時(shí)性掌握，并由此做出針對(duì)性調(diào)整與新構(gòu)件更換，達(dá)到減磨的效果。實(shí)踐中，需要重點(diǎn)落實(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)潤(rùn)滑情況的檢查。

例如，在進(jìn)行疏浚船舶動(dòng)力系統(tǒng)中主機(jī)的摩擦學(xué)問(wèn)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(qiáng)的材料，降低表面摩擦系數(shù);檢查主機(jī)表面的潤(rùn)滑油涂抹情況，為了進(jìn)一步降低表面摩擦系數(shù)，可以在潤(rùn)滑油內(nèi)加入納米氧化鋁添加劑;定期維護(hù)主機(jī)表面，檢查氣缸套的現(xiàn)實(shí)情況，及時(shí)更換損耗程度較高氣缸套，延長(zhǎng)摩擦副的使用年限。在進(jìn)行疏浚船舶動(dòng)力系統(tǒng)中支撐元件的摩擦學(xué)問(wèn)題的處理中，要定期檢查潤(rùn)滑油的涂抹情況，并及時(shí)實(shí)施潤(rùn)滑油的更換與補(bǔ)涂，防止支撐元件出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。

2.3 易損件防摩擦設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)

泵體與鉸刀是疏浚船舶在實(shí)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(shí)現(xiàn)減磨。在此過(guò)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(jì)、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(guò)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(qiáng)的防摩擦能力。

另外，出于對(duì)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(dāng)?shù)臐?rùn)滑油，開發(fā)并應(yīng)用高性能且用量更少的潤(rùn)滑油，依托添加劑等成分的加入，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油使用年限的延長(zhǎng)。在此基礎(chǔ)上，可以在疏浚船舶的動(dòng)力機(jī)械系統(tǒng)中使用金屬環(huán)自修復(fù)添加劑，以此達(dá)到降低摩擦副實(shí)際磨損情況的效果，提升疏浚船舶機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，節(jié)約能源以及維護(hù)成本[3]。為了實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)，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(duì)疏浚船舶機(jī)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(diǎn)關(guān)注疏浚工程中挖泥船易損構(gòu)件的表面強(qiáng)化及再制造研究力度，盡可能延長(zhǎng)疏浚船舶摩擦副構(gòu)件的應(yīng)用期限。

2.4 優(yōu)化梳理機(jī)械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)

要持續(xù)強(qiáng)化對(duì)機(jī)械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)疏浚船舶機(jī)械摩擦學(xué)問(wèn)題的有效處理。例如，在進(jìn)行疏浚船舶動(dòng)力系統(tǒng)中傳動(dòng)元件的摩擦學(xué)問(wèn)題的處理，中，應(yīng)當(dāng)實(shí)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(dá)到減磨的效果。在進(jìn)行疏浚船舶系統(tǒng)中舵機(jī)與螺旋槳的摩擦學(xué)問(wèn)題的處理時(shí)，要適當(dāng)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(jī)，避免產(chǎn)生空泡，實(shí)現(xiàn)疏浚船舶機(jī)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(duì)維護(hù)疏浚工程效率效果的考量，必須要落實(shí)對(duì)疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)系統(tǒng)，并形成減磨策略。對(duì)于疏浚船舶機(jī)械而言，其磨損問(wèn)題主要在疏浚船舶動(dòng)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(guò)耐磨材料的選擇和運(yùn)用、定期做好機(jī)械系統(tǒng)檢查、易損件防摩擦設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)、優(yōu)化梳理機(jī)械系統(tǒng)做功結(jié)構(gòu)，解決了疏浚船舶機(jī)械的摩擦學(xué)問(wèn)題，提升了疏浚船舶動(dòng)力系統(tǒng)以及作業(yè)系統(tǒng)的耐磨性能。

參考文獻(xiàn)：

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