船舶艉轴密封的典型布置与防止渗漏分析高速冲床【新闻】

船舶艉轴密封的典型布置与防止渗漏分析

船舶艉轴密封的典型布置与防止渗漏分析 2012年10月18日 船舶艉轴密封装置，是船舶轴系的关键部件之一，其性能的好坏直接影响到船舶推进装置的正常工作，性能优越的密封装置对防止船舶污染、保护海洋环境起着十分重要的作用。 早期船舶，由于螺旋桨轴转速较低、直径不大，输出的功率也较小，一般都采用水润滑型式的艉轴密封。水润滑的布置型式必须在艉轴表面设置铜套以防海水腐蚀，轴承材料一般都采用铁梨木、层压板、塞龙或合成橡胶等，制造工艺较为复杂，而且摩擦系数较大，造成轴功率损耗大，且使用寿命较短，经常需要维修和更换艉轴铜套及艉轴承，显然已难于适应现代船舶大吨位、高航速的发展需要。 随着主机功率提高和轴径的加大，油润滑轴承及轴封就应运而生，油润滑的艉管密封装置，以磨损少、摩擦功率小、使用寿命长，很快取得航运界的认同。但是，另外一个问题由此产生，如何确保润滑油能有效地封闭在艉管区间而不向舷外和机舱泄漏就成了新的问题，因为漏油不仅增加油耗，造成润滑不良，影响轴系工作，更是会污染水面。自1 936年德国HDW公司开始使用以来，油润滑的艉轴密封经历了许多次技术创新和改进，发展成许多成熟的产品。本文分析其中几种典型的布置型式，并就较新颖的布置方案进行介绍。1 油润滑艉轴密封渗漏机理分析 经相关研究表明，通过艉轴密封间隙的渗漏量Q具有如下关系式：式中，d-艉轴密封不锈钢套的外径，mm； Pl-P2一密封圈两侧的压差，bar； h一密封圈与不锈钢套外圆间的间隙，mm； S-系数，随不锈钢套外圆圆周速度变化而变化； p一密封圈作用在不锈钢套外圆的径向压力，bar。 从上述关系式可以看山，密封装置的滑油漏泄量将与不锈钢套的直径、密封圈两侧的压差、密封圈与不锈钢套外圆间隙的平方成正比，而与密封圈作用在不锈钢套外圆的径向压力成反比。 (1)关系式中d值是船舶吨位大小和航速的相关值，当船舶推进功率大小决定后，就基本决定了d值大小，难于通过改变该参数来减少渗漏量Q； (2)关系式中h值和p值主要取决于橡胶密封圈材料和安装情况。密封圈作用在不锈钢套外圆的箍紧力越大，密封圈与不锈钢套外圆间隙就越小，漏泄量虽可减少，但是接触而的摩擦力越大，油膜越薄，密封唇口与不锈钢套磨损就会加剧。因此，减少h值和增大P值来减少渗漏量p并不是可取的方法； (3)关系式中S值大小是不锈钢外圆圆周速度变化的相关值，也不能通过改变该参数来减少渗漏量Q； 因此，能减少渗漏量的有效途径就是减小密封圈两侧的压差(P1—P2)值，因为若Pl值等于P2时，理论上p值可以为零，即使有较大间隙矗和较小箍紧力P值，漏泄也不会发生，所以，努力减小(P1一P2)值是保证艉轴密封性能，减少润滑油渗漏的首要有效途径。2 几种典型的艉轴密封布置型式 油润滑式艉轴密封白1 936开始使用以来，经历了许多次技术创新和改进，已经发展了许多成熟的布置型式，设计思路也从分析船舶吃水状况、选择合适的滑油重力柜和密封油柜的高度来减少压差值，转变到增加隔离空气腔，减少油渗漏源的方式。2．1传统的Simplex型艉轴密封 该装置的后密封设置了N0．1、N0．2和NO.3三道密封环，其中，N0．1环用来防．I卜渔例碎片等垃圾的侵入，N0．2和N0．3环组成压力油腔，来防．l卜海水侵入和艉管滑油的漏出；首密封设有N0．4、N0．5两道密封环，由此组成压力油腔，来防止艉管滑油渗漏进机舱，布置型式可参见图1。

从图l可以看出，舷外海水压力始终是大于艉密封油压力和艉管滑油压力。当密封处于良好状态时：由于海水、密封油和润滑油之间存在合适的压力差，只会有极少量的润滑油渗入，使密封唇处于良好的润滑状态；对于首密封，通常装有一个可循环的油箱，起降低密封油的温度和压力，减少润滑油中的杂质，这两道密封环保证了艉管滑油不会往机舱里渗漏。但是，当渔网碎片或垃圾侵入艉管装置而导致密封失效时，由于艉管滑油压力大于海水的压力，艉管滑油会渗漏出去，污染海水。2．2改进的双保险型艉轴密封 针对传统Simplex型艉轴密封存在的缺点，研究人员采取了增加一道备用密封环的方法来减少密封的渗漏量，延长艉轴密封的使用寿命。比较典型的产品有日本神户制钢公司的DX型、日本JMT公司的4BL型，基本结构如图2所示。 该型艉轴密封的布置型式原理基本和传统的Simplex型是一样的，只是在NO.3环内侧增加一道备用环N0．3 S，当密封环正常工作时，N0．3 S环和NO.3环之间的压力和艉管内滑油的压力是一致，具体的做法是通过引艉管滑油重力柜的油进入，以平衡受力；当NO.3环失效时，关闭N0．3 S环和NO.3环之间油腔的压力平衡管，即可让N0．3S环进入工作状态，避免艉管滑油渗出，延长密封装置的工作寿命。2.3 新颖的无渗漏型艉轴密封 2．1和2．2介绍的两种型式艉轴密封布置，因为舷内外压力差(P1-P2)的存在，渗漏总是难于避免，无非是渗漏量多少的问题。日本JMT公司3AS型艉轴密封是一种积极的防止泄漏型密封，具有封水压力自动随动功能，并能自动调节尾轴管内的润滑油压力，在吃水变化时能一直保持在最佳状态，其J玉力分布如图3所示，布置型式如图4所示

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