【正文】 缺點(diǎn) 是硬度高，材質(zhì)較脆，切削性差，磨損量大，產(chǎn)生的摩擦熱較大，在混濁水區(qū)銅套磨損量大，為了延長壽命可采用開式強(qiáng)制水潤滑冷卻。其耐磨性及安裝不如橡膠軸承方便。 為了防止舷外水沿尾軸浸入船內(nèi)及尾管內(nèi)滑油外漏，在尾軸管裝置中必須設(shè)置尾軸密封裝置。尾軸密封裝置就其布置的位置而言，可以分為 首部密封與尾部密封 兩種。 對油潤滑的密封裝置，其 首部密封裝置的任務(wù)主要是封油，使滑油不致于漏入船內(nèi) ；而 尾部密封裝置則擔(dān)負(fù)著封水和封油的雙重任務(wù) 。對于水潤滑尾管裝置，只設(shè)有首部密封裝置，僅擔(dān)負(fù)著不使船外的水漏入船內(nèi)。 密封裝置是由 密封元件 及其 夾持定位部件 等所組成。 船舶尾軸密封元件的工作條件是十分惡劣的。在工作時(shí)，除受到劇烈的磨損及高溫磨擦的作用外，尾軸還存著安裝間隙和推力軸承的軸向間隙，特別是在軸承磨損后，軸及密封元件會受到劇烈的徑向跳動；正倒車時(shí)軸的軸向竄動影響，加之受到的海水的腐蝕，泥砂水的磨刷，壓力差的作用，螺旋槳的懸臂不均勻載荷作用等。而且它又在水線以下工作，不便拆裝維修，一旦發(fā)生故障，就迫使船 舶停航上塢檢修，影響航運(yùn)和生產(chǎn)，故在設(shè)計(jì)選型時(shí)，要求尾軸密封裝置使用可靠，選材容易，制造與維修方便等。下面介紹常用的幾種密封裝置。 1) 首部密封裝置 （ 1）填料函型水密封裝置 圖 2626為真料函型水密封裝置（表示上半部分）。填料函 4裝在尾管 3中，借壓蓋 6的壓緊力使其與轉(zhuǎn)軸緊密封接觸，以達(dá)到封水的目的。這種裝置一般均設(shè)進(jìn)水管，以便引入具有壓力的冷卻水對軸承進(jìn)行潤滑、冷卻與沖走泥砂。配水環(huán) 2的作用是保證引入水流能均勻地沿著整個尾管的圓周進(jìn)行分配，防止短路及渦流的形成，填料常用滲油的麻索或石棉制品制成。對于海船，壓蓋，配水環(huán)采用青銅或黃銅制成 。 航行時(shí)，壓蓋不能上得過緊，以免加劇磨損軸或襯套而應(yīng)該適當(dāng)松開些，讓舷外水每分鐘滴入數(shù)滴進(jìn)行潤滑與冷卻。 這種密封裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，修換方便等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是所耗磨擦功較大，易使軸或軸套磨損。 （ 2）骨架式橡膠油封 圖 2627是我國目前在中，小型船舶上廣泛應(yīng)用的一種密封裝置。密封填料為骨架式橡膠油封 3，置于密封環(huán)座 1之中，靠剖分式壓蓋 2及定位螺栓將其夾緊定位，依靠其唇口部與轉(zhuǎn)軸間接進(jìn)行阻油密封。 6為備用油封。當(dāng)耐磨襯套表面受油封磨損起槽過深時(shí)，可松開夾緊環(huán)5，沿轉(zhuǎn)向移動耐磨襯套位置，使之完好地油封接觸，延長壽命。在設(shè)計(jì)選型時(shí)可參考我國的有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 油潤滑艉軸密封裝置 （ 3）辛潑萊克司密封裝置 圖 2628為改進(jìn)型的辛潑萊克司首部密封裝置，其密封原理是靠彈簧固緊密封元件唇口，旋轉(zhuǎn)中油壓因油楔等形成動壓潤滑與軸表面接觸阻油。其主要特點(diǎn)是腰部較長，元件的彈性與跟隨性較好，加之唇口接觸寬度?。s ~1mm），甚至更小），唇部與彈簧的徑向力適當(dāng)，其中的托環(huán)與前蓋護(hù)托支承密封元件，防止其壓翻邊或過渡變形，故其密封效果良好，使用壽命長，目前在中、大型船舶上應(yīng)用廣泛。注油螺孔 3可由油管充入滑油。在此油腔底部還開設(shè)一個放油孔，必要時(shí)可使腔室的滑油進(jìn)行自然循環(huán)或定期強(qiáng)制循環(huán)，以保證其具有良好的工作狀態(tài)。耐磨襯套 7借螺栓固定于前面的夾緊環(huán)上。 （ 4） EVK型水潤滑首部密封裝置 圖 2629為 EVK密封裝置簡圖，是日本油封公司為改進(jìn)老式填料函密封而研制的新結(jié)構(gòu)。它是一種端面接觸密封。圖中工作密封環(huán) 11，備用環(huán) 13分別由彈簧 12緊固定于槳軸上，工作時(shí)隨軸一起轉(zhuǎn)動。件 11的端面與靜環(huán) 7相接，靠二者端面接觸進(jìn)行封水。為了減少磨損和偶件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)熱而導(dǎo)致橡膠老化，由注水接頭 9供入壓力水，對其接觸面進(jìn)行潤滑與冷卻。如果端面等被磨損，必要時(shí)可在航行時(shí)拆下修理，這時(shí)可將氣胎 6進(jìn)行充氣，抱軸，以防止舷外水的浸入。供水接頭 7引入壓力水，對軸承進(jìn)行潤滑，冷卻及沖走泥砂與雜物。 水封接觸面的比壓要適當(dāng)，應(yīng)保證有水膜存在，一般可采用 。 圖中 p1和 p2處的注水壓力和注水量： p2≈(～ )╳ 105 Pa時(shí)， p1 = p2 +（ ～ ） ╳ 105 Pa p2≤╳ 105Pa時(shí)， p1 = p2+（ ～ ） ╳ 105Pa 注水量： p1 處為 3～ 4L/min p2處為 4～ 5/h 氣胎空氣壓力 p3≈～ . 2)尾部密封裝置 油潤滑的尾軸尾管裝置，其尾部必須設(shè)置密封裝置。它置于船體外，工作環(huán)境惡劣，航行時(shí)又無法檢查，一旦發(fā)生漏泄，滑油無法回收，造成浪費(fèi)，同時(shí)污染水域，影響環(huán)境，因此，它比首部密封裝置的要求要高得多。下面介紹幾種常用的尾部密封裝置。 (1)油圈式密封裝置 它是一種較古老的密封裝置，結(jié)構(gòu)如圖 2–6–30 所示，由三道油圈和三道油令板組成，油圈緊套在軸的防腐襯套上，隨軸轉(zhuǎn)動，油圈與油令板的軸向和徑向間隙很小，通過迷宮式 Z形前進(jìn)，節(jié)流減壓，防止和減少油的漏泄。另外，在其后壓板 7內(nèi)裝有橡皮 3和油毛氈 4，伸出部分緊貼在防腐襯套的外圈上，以防海水漏入并起擋砂等作用。 這種裝置歷史長、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。但時(shí)間一長，密封性能變差，易漏水、漏油。近年逐漸淘汰。 (2)骨架式密封裝置 圖 2–6–31是骨架式后密封裝置的結(jié)構(gòu)圖。它承擔(dān)著封水、封油的雙重任務(wù)，故所用的油封道數(shù)比首部多，一般用 3~4道，其中兩道向外翻用來阻水，兩道向內(nèi)翻用來阻油。尾部設(shè)一道翻邊橡皮用來阻水與擋砂等。 其裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，有一定的密封效果，油封可購置標(biāo)準(zhǔn)件，修換方便。其缺點(diǎn)是對螺旋槳軸偏心運(yùn)動或下沉的跟隨性與適應(yīng)性差，使用壽命不長。 (3) 端面密封裝置 圖 2–6–32中的圖 a）是一種橡皮筒式的端面密封裝置。它主要依靠靜摩擦盤 6和動摩擦盤 3兩端面的緊密接觸來阻油外漏，件 6只允許軸向移動，它對件 3的壓緊力是靠橡皮筒 7的壓縮彈力來保證。而壓縮彈力的大小是靠調(diào)整橡皮筒的壓縮量來達(dá)到的。所以在動靜端面摩損后，不用停航進(jìn)廠修理，只要把尾軸與中間軸法蘭間墊片抽去幾片，即可增加橡皮筒的壓縮量。這種裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造安裝工藝要求高，近年來應(yīng)用漸少。 圖 2–6–32中的 b）是瑞典生產(chǎn)的一種端面密封裝置，它是利用彈簧對二摩擦接觸面 12與 13產(chǎn)生的接觸壓力達(dá)到密封效果。由于這種密封在其摩擦盤與支承座之間裝有 O形密封圈墊，故能使其摩擦面在接觸時(shí)有一定的彈性及應(yīng)變能力。這種密封受氣溫及背壓的影響較小，且二摩擦面的接觸壓力可隨意進(jìn)行調(diào)節(jié)，其適應(yīng)性較廣。它可用作首或尾密封，還可供深海密封應(yīng)用。 (4)辛潑萊克司改進(jìn)型密封裝置 圖 2–6–33為目前世界上廣泛采用的辛潑萊克司改進(jìn)型（或緊湊型）尾密封裝置。 其密封元件由 3個唇部裝有箍緊彈簧的橡膠密封圈組成， 1道向前翻，兩道身后翻，其工作原理同首部辛潑萊克司改進(jìn)型密封裝置。這種密封裝置結(jié)構(gòu)緊湊，對槳軸的跟隨性好，滑油漏泄很少，使用壽命較長，且拆裝、管理均較方便，故受到用船部門的普遍歡迎。 圖 2–6–34為這種密封環(huán)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。從圖中可見，在唇部與轉(zhuǎn)軸或防腐襯套的接觸處，有前、后刃角 ?和 ?。設(shè)計(jì)時(shí)所選的 刃角必須合理，過小將使唇部的接觸面積增加，增加磨損與發(fā)熱；過大又使其平衡穩(wěn)定性差。一般前刃角 ? ≈50176。 ~60176。 ，后刃角?≈20176。 ~40176。 。頭部 1可做成球鼻或矩形兩種，在其轉(zhuǎn)彎過渡處應(yīng)圓弧過渡，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中。腰部一般做得較長以改善其跟隨性。 密封環(huán)唇口的耐磨性及其使用壽命與橡膠材質(zhì)及其工作溫度有關(guān)。在工作時(shí)橡膠唇口與軸套接觸處所產(chǎn)生的摩擦熱，易使橡膠老化變質(zhì)，所以要求采用耐熱性較好的材料。大型船舶的密封元件工件作條件惡劣，散熱性差，故使用價(jià)格較高的氟橡膠代替丁腈橡膠。 另外，橡膠環(huán)的一些技術(shù)參數(shù)（如徑向力、過盈量、彈簧的箍緊力等），對密封元件的性能有較大的影響 ,故應(yīng)予重視。 尾管裝置中的軸與軸承、密封元件及其動、靜摩擦副之間 ,必須提供必要的潤滑與冷卻 ,以保證其工作的可靠性及延長使用壽命 ,否則將發(fā)生故障 ,影響船舶航行和營運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。 1）潤滑劑的供給方式 ⑴ 油潤滑尾管與尾軸承滑油的供給 ①自然潤滑法 實(shí)際上是指重力油柜中滑油靠自身重力供油潤滑 .具體組成如圖 2635所示 .滑油自油柜 1進(jìn)入后尾軸承 5,經(jīng)尾管 6流至前尾軸承 8,經(jīng)回油管 7回到油柜 1。泵 12的任務(wù)是在安裝和營運(yùn)時(shí)向尾管裝置泵油 ,當(dāng)見到回油管有回油時(shí)，表明系統(tǒng)已 充 滿了滑油，可終止泵油。圖中泵 12為螺桿式手搖泵 ,現(xiàn)在不少船舶已改用活塞手搖泵 ,一些中型船舶用 1臺電動油泵與之并聯(lián)應(yīng)用。圖中回油管除作回油外，還可以作透氣之用。 目前大多數(shù)中、小型船舶采用這種重力供油的自然潤滑方式，其油柜的位置高于水線 500～ 1000mm，而對于大型船舶當(dāng)其滿載與輕載水線差大于 5m時(shí)應(yīng)設(shè)置兩只油柜，并要求重力油柜高于滿載水線 3～ 4m。 ② 間歇循環(huán)法 近年來國內(nèi)外軸徑較大的船舶常采用這種供油方式。圖 2636為我國建造的 16000t級多用途船尾管裝置的間歇循環(huán)潤滑系統(tǒng)。如圖所示，重力油柜 1中的滑油經(jīng)閥 4流進(jìn)尾管及軸承 1 14等處，并經(jīng)閥 15流入尾軸下油柜 12。當(dāng)系統(tǒng)的滑油消耗后，一般仍可靠重力油柜補(bǔ)油，系統(tǒng)即成為上述的自然潤滑法。操縱閥 15的開度，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)的速度。當(dāng)重力油柜的油面低至警戒線時(shí)，即啟動油泵 7（二者之一），將油自下油柜抽出，經(jīng)過過濾器 9打至 1內(nèi)，這時(shí)系統(tǒng)也實(shí)行間歇循環(huán)，當(dāng)件 1內(nèi)的油達(dá)到一定液面高度時(shí)循環(huán)油泵 7自動停止。本系統(tǒng)的兩只循環(huán)泵可以輪換工作，在抽出滑油時(shí)均使其通過過濾器 9進(jìn)行濾清，故滑油質(zhì)量也得到改善。 ⑵ 油潤滑尾軸密封偶件的潤滑 近來國內(nèi)、外船舶的尾軸密封，多采用橡膠制品的接觸式密封，橡膠唇口與螺旋槳軸套接觸線速度約 2～7m/s。根據(jù)橡膠疲勞磨損理論及試驗(yàn)結(jié)果可知，在回轉(zhuǎn)摩擦偶件間引入潤滑劑，其摩擦系數(shù)比干摩擦要減小數(shù)倍，而其磨損量要下降更多，故在尾軸密封的摩擦副間適量引入潤滑劑是必要的。主要供油方式有： ①封閉式潤滑 將圖 2633中的螺塞 4， 6松開，或自圖 2628中的螺孔 3注入滑油，使其液位超過 2/3以上，然后再裝上各螺塞，這樣油腔就盛有滑油，在槳軸運(yùn)行時(shí)被上述油腔所密封的滑油就可以對各密封環(huán)進(jìn)行潤滑。這種潤滑目前在中、小型船舶上廣泛采用。 ②靠尾軸密封油柜供油 目前國內(nèi)、外不少中、大型船舶均設(shè)有獨(dú)立的尾軸密封潤滑系統(tǒng)，如圖 2636中柜 2專為前端密封裝置供油用，柜 3則為后端密封裝置供油用。鑒于水位較尾管的油位低，為了減少密封油腔的油與舷外水之間的壓力差，以減少滑油的外漏，后密封油柜的位置放的很低。當(dāng)重力油柜的滑油靠重力將兩個 密封油柜充滿后，關(guān)閉閥 16， 17， 18， 20，并開啟閥 6使其與各相應(yīng)的密封油腔相通，即可形成兩個獨(dú)立的前，后密封的封閉潤滑系統(tǒng)。它有以下的好處：當(dāng)從密封油柜的液位計(jì)上發(fā)現(xiàn)滑油消耗至最低液位線時(shí)，可以補(bǔ)油，還可以從滑油的消耗率及消耗量對密封元件的工作情況進(jìn)行判斷，以便即時(shí)采取相應(yīng)的措施；同時(shí)，因這種獨(dú)立系統(tǒng)的密封油柜放的較低，可以減少密封元件上所受的靜壓，使其工作狀況有所改善；當(dāng)開啟閥 17，還能對后密封油腔進(jìn)行換油。在后密封失效時(shí)，關(guān)閉閥 20， 21，6，開啟閥 16， 17便可減少甚至杜絕漏油于水中，或通過它們排出浸入的舷外水。 ⑶水潤滑尾管裝置的潤滑 由于“水”也是潤滑劑，故水潤滑的尾軸承可以利用自由流入的舷外水或加裝管系送來的壓力水進(jìn)行潤滑。其首部密封一般均采用封閉式的油脂潤滑或是壓力水潤滑（ EVK型）。 2） 冷卻方式 （ 1） 油潤滑尾管裝置的冷卻 ① 尾管及尾軸承冷卻 螺旋槳軸在尾軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱 ， 如不及時(shí)加以冷卻 ， 勢必影響滑油的粘度 ， 加劇摩擦副的磨損 。 對于后端的尾軸承及密封裝置 ， 因是沉浸在水里 ， 故其冷卻條件較好 ， 一般不需另加冷卻 。 而對于首端的尾軸承及密封裝置 ， 因其冷卻條件較差 ， 一些大 、 中型船舶往往要考慮冷卻措施 。 圖 2637所示是尾管的一種冷卻方法 ， 圖中水套 3中的水最好采用清水 ， 并可由膨脹水箱 2供給 ， 此膨脹水箱尚可使水套中的水受熱有膨脹的余地 ， 當(dāng)水套中的水消耗以后 ， 可開啟閥 1進(jìn)行補(bǔ)水；也可使閥 1常開 ， 而靠2中設(shè)置的液位器自動補(bǔ)水