船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响论文_姜福生

船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响论文_姜福生

黑龙江省佳木斯航道局 黑龙江省佳木斯市 154200

摘要:尾轴机械密封装置自身所处在的工作环境与工作的条件都是非常恶劣的,在进行工作的时候其自身除了会受到轴系高速转动所产生的剧烈摩擦产生的作用之后,其自身还会受到螺旋桨的运转还有就是轴系在自然下沉所出现的不均匀的作用力所造成的影响,轴系运转的纵向以及横向振动也会使得密封件自身局部产生严重的磨损。因此船舶尾轴管密封装置的选择还有检验与优化,针对当前船舶自身的稳定航行有着十分主要的作用和意义,基于此本文主要针对其自身的密封性产生的影响进行分析与总结。

关键词:尾轴;检验;密封装置

船舶尾轴机械密封装置是对轴系正常工作给予保证的主要条件,其能够余党尾轴管中润滑油自身的外泄使得水域受到污染,同时其自身还能够预防河水和泥砂侵到尾轴管中使得轴与轴承磨损,破坏润滑油的性能并且还能够非常好的预防润滑油产生直接泄漏使得装置受到磨损和伤害。

1.尾轴密封装置的工作条件

船舶尾轴密封装置其自身的工作条件可以说处在的环境是十分恶劣的,其在进行工作的时候,它自身除了会受到剧烈的磨损还有一些高温摩擦所产生的作用之外,其自身还会受到江河中含泥沙水等的影响作用。尤其是对于吃水相对要深一些的船舶,其自身还需要承受一些比较较高水压以及滑油静压两者压力差所产生的作用。此外当前螺旋桨在进行回转的时候,其自身还会出现悬臂还有不均匀的载荷,使得尾轴在尾轴承过程中所出现的径向跳动还有偏心运动的幅度相对要大一些。

还有一点就是,主机经常会使用到正倒车工作的情况,尾轴在进行运转的时候还经常会出现一定的横向以及轴向的振动,其对于尾轴密封装置也会产生一些不好的影响。 这些自身的工作特点,对于尾轴的密封可以说会产生很大的影响。加上尾轴密封装置假如产生了故障,那么其自身不但会令滑油泄露或者是会出现过多的机舱污水,同时还会对水域产生严重的污染,并且换修经常需要船舶进坞或者是进行上排,其也会对船舶自身的正常营运产生影响,因此对于尾轴密封装置产生的影响进行研究是非常有必要的。

2.常用密封装置形式

2.1水润滑船舶尾轴管密封装置

2.1.1经常使用的水润滑尾轴管密封装置属于开放式的,也就是其自身只有尾轴管的首密封的装置,而尾部则不需要设置密封的装置,直接和舷外水之间进行联通的闭式水润滑尾轴管的密封装置。特点:

(1)尾轴管的轴承(轴承主要使用的是橡胶或者是一些高分子的复合材料去进行制作而成(使用水当成是润滑,冷却剂,或者是对水体不造成任何污染、其与国家的防止水体污染政策需要保持一致。并且其自身的获得非常的方便、不需要成本。

(2)水可以说是一种润滑剂,其自身的粘度较小,所以在轴和轴承彼此出现的润滑膜自身的强度也并不是很大,润滑所获得的效果和油润滑相比要差很多。

(3)尾轴管后端和舷外水是相互连接的,水里的泥砂能够直接的进到尾管中,尽管当前有泥砂的冲洗装置,可是其自身还是无法被冲洗干净,这会使得轴和轴承之间产生严重的磨损。

2.1.2为了处理泥砂对于开式水润滑尾轴管密封装置轴和轴承之间磨损产生的影响,闭式水润滑尾轴管密封装置也就随之产生。

特点:

(1)结构相对简单。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结构尺寸并不是很大,这种情况能够使得螺旋桨空间并不是很大的船舶去进行安装与使用,轴转动过程中油环会伴随着轴进行转动,其自身并不会和轴出现一种相对的运动,并且也不和环座板出现接触摩擦,因此对于轴与环座板不会出现严重的磨损,因此其自身的使用寿命还是比较久的,

(2)油环及环座板通常使用的是铸铜ZHMn58-2-2制做,因此其自身的成本相对较高,此外加工的精度以及安装精度要求也是比较高的,假如油环还有环座板产生磨损,那么润滑油泄漏会伴随着磨损量的提升而变得更加的严重,同时自身并不具补偿的能力,

(3)前填料函式密封的装置这种结构相对简单。并且其自身的造价低廉,并且便于进行加工。安装和维修也十分的方便,更换的时候只需把原盘根拉出,然后将其填到新盘根再去进行压紧就可以了,密封的效果能够适宜调节填料压盖轴向的移动去进行实现,因此其自身有着一定的补偿能力,可是填料通常和轴直接去进行接触,因此其对于对轴产生的磨损还是比较大的,

2.2形橡胶油封型尾轴管密封装置

其工作原理和J形橡胶密封圈是比较相同的,都是适宜唇部和端面预防尾管中的润滑油沿径向或者是轴向产生泄漏。尾部 4道橡胶碗的中间两道之间有和尾轴润滑油箱相互连接的管路,同时还装置了直通截上阀。在对其进行一段时间的使用之后,假如其产生漏油较多的问题的时候就需要把截止阀去进行关闭,前面2道橡胶碗就可以起到密封的作用,这样能够使得整个装置自身的使用寿命活的延长。

3.技术改进

尾轴密封装置在经历了几十年的变更之后,可以说已经基本的定型了,当前也只是在某些部件进行一些技术细节上的改善,一下对其几个方面进行举例:

3.1改善橡胶的材质与形状

橡胶油封圈因为热老化而出现轴向龟裂的主要原因,可以说其主要是橡胶自身的材质以及密封装置的唇口自身的形状不当所产生的。因此需要选择一个比较好的橡胶,使其能够对弹簧的箍紧力进行调整,选择唇口的过盈量的多少,对于密封圈的形状等方法进行改变,变成了对于橡胶寿命产生影响的几大因素。当前橡胶油封主要使用丁晴橡胶或者是氟橡胶,丁晴橡胶自身的抗拉强度比较较高,可是较高温度的时候回产生比较快速的老化,因此其自身会失去弹性而变得比较容易被损坏。氟橡胶尽管自身的抗拉强度要比丁晴橡胶低一些,可是其自身在高温的时候并不会产生老化的情况,所以其自身比较耐用。当前伴随着氟橡胶技术不断的革新,其自身的强度有所提升,各大厂家也都开始比较热衷于使用这种橡胶。

3.2耐磨衬套的革新

如果耐磨套管磨损过多,会严重影响尾轴密封效果。内河船尾轴耐磨衬套主要是青铜,不锈钢铬和A3制成的铜磨损最好。为了节省铜,可以使用碳钢表面软渗氮或低温铁电镀来提高钢耐磨套管的耐磨性。

同时,为了延长套管的使用寿命,可以使前后衬套相对于密封件有一定的相对轴向移动,用于改变两者的相对位置,从而改善密封。特别是对于尾轴密封装置,衬套由圆锥形制成,当橡胶密封件磨损较重时,发生溢油,衬套向船尾方向移动,减小油封与尾轴之间的间隙,从而改善密封效果好。另外,在衬套的加工中,衬套的内孔和轴的外表面形成较大的间隙,为了形成冷却腔,加强了摩擦部分的冷却,也可以提高密封的效果。

3.3减少密封油压波的影响

尾轴的轴向和径向振动导致压力波动,并且压力波破坏唇缘两侧的压力,以形成稳定的平衡,导致密封泄漏。经过长时间的实验,专家们开发了一种抑制密封室内压力波的方法。

结论

本文介绍了尾轴密封装置的工作条件,分别描述了尾轴密封装置的特点。给出了改进技术的例子。在未来的发展中,船尾轴封工作将不断完善,表明航海工作发展前景更好。

参考文献:

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[2]范维,吴新跃. 舰船艉轴密封系统有限元法分析[J]. 舰船电子工程. 2012(03)

[3]李江. 舰船艉轴密封填料的试验研究[J]. 流体机械. 2016(07)

[4]王晓军,胡举喜,杨海峰,常龙. 新型艉轴密封装置的有限元分析与设计[J]. 舰船电子工程. 2010(06)

论文作者:姜福生

论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/16

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