动装设计第2章第6节ppt课件.ppt

船舶动力安装原理与设计课件〔第2章第6~7节〕 〔方案学时6h〕 吕庭豪 设计 2004年12月 第2章 推进安装设计§ 2-6 支承轴承与轴系附件 一一. . 中间轴承中间轴承 作用：中间轴承是为减少轴系挠度而设置的支承点作用：中间轴承是为减少轴系挠度而设置的支承点, ,用来接受中间轴本身的分量用来接受中间轴本身的分量, ,以及因其变形或运动而产生以及因其变形或运动而产生的径向负荷的径向负荷 型式：中间轴承可分为滑动式与滚动式两种轴承型式：中间轴承可分为滑动式与滚动式两种轴承 1 1、滑动式中间轴承、滑动式中间轴承 通常制成单独光滑体系并有滑油的专门冷却设备按通常制成单独光滑体系并有滑油的专门冷却设备按其光滑方式分，有单油环式，双油环式以及油盘式三种形其光滑方式分，有单油环式，双油环式以及油盘式三种形式 1 1〕型式〕型式 (1 (1〕油环式中间轴承〕油环式中间轴承 图图2-6-12-6-1为一种常见的单油环中间轴承构造。

为一种常见的单油环中间轴承构造 任务原理：中间轴放在轴承座1的轴瓦4上，轴承盖2用螺钉固定在轴承座上，盖上设有盖板1，可掀开盖板加油或察看轴承的运转情况油环3的直径比轴颈要大，当轴旋转时它依托磨擦力随轴一同转动，其角速度比轴为小环的下部浸入底部油池，转动时将滑油带到轴颈的上部，对轴颈与轴瓦外表进展光滑磨擦面的热油，在轴颈载荷的压力下， 有一部分从轴瓦两端泄出，流回到轴承座底部的油池中大，中型中间轴承的油池底部设有冷却水管，流入海水以热交换的方式冷却油池中的热油为了防止滑油漏到轴承座外，在轴瓦两端外侧的轴上装有甩油环10，依托回转时的离心力作用，油被甩入油池轴承座两端装有填料密封9油池油位的放油塞可放出脏油，这种单油环中间轴承主要适用于小型船舶 对于中型船舶，因其轴承长度较长，为改善其光滑质量，普通采用双油环，其作用原理与上述单油环中间轴承一样 这种油环式中间轴承，当在低速航行或进出港工况变化频繁时，因转速变化，油环供油效果变差，特别当转速低于50—60r/min.时情况更糟，光滑的可靠性不能保证所以，此种轴承仅适用于中，小型船舶，因其轴系的转速较高，可保证供油，光滑效果较好。

(2〕油盘式中间轴承 图2-6-2所示的是油盘式中间轴承， 任务原理：这种轴承在轴瓦的左侧〔即安装时在轴承的船尾侧〕装有供轴承光滑用的固定式油盘2运转时，油盘随轴一同回转，〔无相对滑差〕，将油池中的油带到轴承上部，并靠上部的刮油器6刮油，使滑油沿轴向分布在需求光滑的轴颈上这种轴承在轴低速任务光阴滑效果较好这种轴承有的带上轴瓦，有的不带上轴瓦，根据用途不一而选用油盘装在轴承的船尾侧，其开口方向朝前，这样有利于从油池中携带油的同时防止将滑油抛向轴承尾部填料处而泄露轴承底部的冷却水腔可引入舷外水，供冷却滑油用  固定油盘式滑动中间轴承普通只适用于轴的最大线速度在8m/s左右的旋转轴系，不适用于高转速的轴系 2〕选用方法 在轴系设计时，滑动式中间轴承普通不作专门计算，其轴承的尺寸和构造按母型选取 任务长度: (根据轴颈直径d决议〕 L0=〔0.8~1.2〕d 普通L0 /d=1,鉴于轴承单位承载才干的提高，可取0.7~0.8轴瓦厚度普通2~3mm 轴瓦与轴颈之间的间隙： △ =0.001d+0.1 mm 极限间隙： △j=2.5△ mm 其滑油的油温不超越55~60ºC，轴承温度升高主要是填料函对轴产生摩擦所致。

 3)性能的校核 光滑性能的校核是从承载才干、最小油膜厚度及温度等几项目的来进展 (1)承载才干 普通用比压[p]来限定为了不使滑油在任务时被挤出而引起摩擦偶件的过渡磨损，轴承单位面积的比压[p]应满足以下的要求： 式中： P——轴承的载荷，N； d——轴承的轴颈，cm； L——轴承的任务长度，cm  (2)最小油膜厚度 中间轴与轴承的最小油膜厚度应满足以下条件： 式中：f1、f2——分别为轴颈和轴瓦加工外表的粗糙 度，按机修手册有关部分选取 K——思索到外表几何外形不准确和零件变形 的任务可靠系数，普通取K≥2 (3)轴承任务时的温度升高度 对于轴转速较高的轴承，除限制其比压外，还必需限制轴承的温度不超越许用值，详细校验方法参考机修手册有关部分中间滑动轴承其温度普通不超越60ºC；油环式滑动轴承限制运用线速度为3m/s ；油盘式滑动轴承限制运用线速度为8m/s。

 2．滚动式中间轴承 滚动式中间轴承普通用于小轴径的轴系为了拆装方便，通常采用带有紧定套的双列向心球面滚子轴承 3．滑动与滚动轴承的特点比较 滑动轴承 优点：构造简单，任务较可靠；接受载荷较大，抗振抗冲击性好；安装修缮方便；制造本钱低 其缺陷：摩擦系数大；必需有一定的间隙才干正常任务，转速和载荷变化过大时难于构成较佳的承载油膜；光滑与维护保养费事 滚动轴承 优点：摩擦损失小，无须冷却，滑油耗费少；轴承有自动调整才干；修缮时便于改换，并可直接在市场购置 其缺陷：任务噪声大；轴系为非剖分式，为能安装，中间轴至少一端要采用可拆联轴节；承载才干小；安装工艺要求高 在选择中间轴承时，要根据轴的粗细、负荷的大小、船舶的构造与要求，按其特点进展选择 二、滑动式推力轴承 船用推力轴承是船舶动力安装中不可短少的重要组成部分他接受螺旋桨产生的轴向推力，并传给船体，使船舶在水中运动，同时，它还承当推力轴的径向负荷 有些直接传动的主推进安装，以大型低速柴油机作主机，其主机自带推力轴承；带有减速箱的推力安装，其推力轴承普通设在减速箱内对于这类轴系，普通不需再设推力轴承。

但是，不少船舶主机采用中速机，其机内未设专门的推力轴承，故必需单独配置推力轴承推力轴承有滑动式和滚动式两种型式对于大、中型船舶，目前均采用滑动式推力轴承滚动式推力轴承只需一些小型船舶上才运用，故不作引见，可参看有关资料下面引见滑动式推力轴承  1、原理与构造 图2-6-3是一种国内最常用的滑动式推力轴承，也称其为动块式〔或“米契尔〞式〕推力轴承推力轴两端的法兰〔图中未画出〕分别与主机输出法兰和中间轴法兰衔接，轴中部设有一个推力环18，环的两侧各安顿一组独立的扇形推力块13用来接受轴向推、拉力其中的推力块均匀分布在推力环前、后端圆环面积上，接受螺旋桨的正车与倒车推力，每块推力块在其与推力环的接触面上都浇有白合金反面设有硬化的顶头，偏心地支承在支撑垫4上当推力环按某一方向旋转时，滑油由推力环引到推力块上滑油对推力块的压力中心与支承点是不重合的，这样推力T和反作用力R构成一对力偶而倾斜，因此使推力块自行调整到一定的倾斜度构成楔形油膜，使推力T的中心向反作用力挪动，当推力T与反作用力R重合在一条直线上，即平衡时，推力块坚持一定的倾斜度稳定，从而得到液体动力光滑图2-6-4为油楔构成的任务原理图。

 每个推力轴承的推力块，都自行调整构成油楔，实现液体光滑，使推力轴承的承载才干大大添加 为了到达较好的光滑，在轴承盖上安装有刮油器6〔图2-6-3〕，它将推力环带起的油刮下保送到有关的光滑部位多余的滑油流回轴承座的油池轴承下部外壳上安顿透明的油位表14，可供察看油位上方安放有温度表15，在推力轴承两端部那么设有挡油盖10、16，并在其中填入毛毡环，防止滑油外漏油池内设置独立的冷却水管17，引入舷外水，冷却滑油  2．主要参数的选择 1〕推力块的数目： 普通取z=6~12块 2〕有效面积系数： 是指推力块有效面积与实际环形面积的比值〔见图2-6-5〕，即 m=zQ/〔2〕 实验阐明：普通取m=0.5~0.9〔对自然光滑的轴承取下限，强迫循环取上限〕 3〕推力块的尺寸比： 推力块的内、外半径的比r/R，普通取0.5~0.7；其长宽比l/b：普通摆动式推力块可取1.0~1.25图中l为推力块平均半径处圆弧长；b为推力环宽度 4〕偏心距e： 目前世界各国对e的大小选择是不一样的，普通e值0.05l~0.10l的范围。

我国所编制的推力轴承规范取e=0.8l 我国船用推力轴承的构造已根本定型，其外形尺寸及技术数据，可据我国的CB规范确定，参见表2-6-1 注：TZ——自然光滑的滑动推力轴承； TQ——强迫循环光滑的平衡块滑动推力轴承 型 号轴颈直径DZ〔mm〕最大运用推力Pmax〔N 〕最大运用推力时的转速n〔r/min〕推力块承压面积F〔cm²〕推力块与推力环之间的总间隙Δ〔mm〕推力块数目Z推力环直径D〔mm〕TZ14014060000300~6003900.4~0.66340TZ16016090000200~6006000.4~0.66410TZ180180120000200~6006600.5~0.76430TZ200200160000180~5007500.5~0.76470TZ220220200000180~50010050.5~0.76520TZ280280300000120~35015300.65~0.86640TQ250250400000250~55016650.808600TQ280280500000250~55020000.908670TQ300300600000200~52023400.908710表2-6-1 推力轴承的尺寸参数 3．尺寸的校验和计算 在主要构造尺寸参数选定后，普通尚须校验推力块和推力环接触时的单位面积的压力Pm〔比压〕和推力环的运用应力σ。

Pm可按下式效验： Pm=T/F1 N/cm²式中：T——螺旋桨的总推力，N ； F1——推力块总面积，cm² Pm的计算结果应符合以下数据范围： 自然光滑的推力轴承，Pm=150~200N/cm² 强迫光滑的推力轴承，Pm=200~350 N/cm² 对于推力环的尺寸能否选择正确，可按下式进展效验，即使其最大应力σ不超越应力许用值[σ] 式中：[σ]——许用应力，N/cm² σs——资料的屈服极限，N/cm² α——系数，见图2-6-6 在推力轴承计算时，先根据阅历公式的数据确定推力块的数量Z与R、r的关系 假设取l=b 那么l=R-r 推力块的平均半径 令l´为两推力块的间隔，那么周长为： Z(l+l)=2rm (原书误为r) 因此： Z(l+l)=2(R+r)/2 即 又根据阅历公式，取m=0.85，那么得： 故l´=0.1765l (原书误为0.175l) 将l´代入上式得： Z=(R+r)/(l+0.1765l)= (R+r)/1.1765(R-r) (原书误为0.175l) [原书误为1.175(R-r)] 根据以上推导出的Z和R、r之间的关系式，即可进展轴承的计算。

计算步骤如下： 1〕推力T： 按螺旋桨推力计算式求得： N 式中：η0——螺旋桨的效率； Peb——主机的标定功率，kW ； Vs——船舶的航速；kn 2〕推力块总面积F1： cm²式中：[pm]——许用比压，普通[pm]≤250N/cm² 3〕推力环圆环面积F2： cm² 4〕推力块的内半径r： cm 式中：r0——是轴颈的半径，cm 5〕推力块的外半径R： R=(F2+r2)/ cm cm² 6〕推力块的数目Z： Z= (R+r) /1.1765(R-r) (原书误为1.175(R-r) 计算所得的Z值如非整数时，那么将其修正成整数Z´。

 7〕修正后的Z´值，欲坚持r不变，那么R应变成R´： R=r(1.1765Z+)/(1.1765Z-) cm (原书误为1.175Z) 8〕推力块总面积F1变成F´1： cm² 此时实践接受的比压为： N/cm² 9〕推力环平均直径处的圆周速度v： m/s式中：dT——推力环的直径，m； dZ——轴颈直径，m； n——轴的转速，r/min  10〕推力环厚度B： cm 11〕两端支承轴承的长度尺寸L： L=dz cm 12〕推力轴承的外形长度尺寸L0： cm 13〕推力轴承的高度H： 对于压力光滑 H=2.5R cm 对于单独光滑 H=4R cm 14〕推力轴承的宽度B0： B0=〔2.5~3.0〕R cm 普通除进展上述计算外，还应校核轴承的油膜厚度hmin。

应使hmin符合以下规定： hmin≥y+0.01 cm 式中：y——推力环最大挠度， cm 式中：β——系数〔查图2-6-6〕； E——资料弹性模数，N/cm²； B——推力环厚度， cm 式中：K ——系数，按图2-6-7选取； F0 —— 一个推力块的面积，cm²； n —— 轴的转速，r/min； μ—— 滑油粘度系数，kg·s/ cm²； γ—— 滑油密度，Kg/cm³； C —— 滑油比热，kcal/〔kg·℃〕； Δt —— 滑油温升，℃ 4．光滑方法与间隙 推力轴承的光滑方式普通有两种：一种是压力光滑，采用单独的滑油泵或主机滑油泵将滑油打入推力轴承，任务后受热的滑油再被抽出送至冷却器，再至循环油柜；另一种是自然光滑，滑油不进展压力循环，靠滑油的飞溅和油雾进展光滑，用蛇形管以舷外水进展冷却 推力轴承两端径向支承的间隙及推力环与推力块的间隙见表2-6-2 三．刚性联轴器 联轴器是用来把轴系中各段轴衔接起来的一个重要部件。

所谓“刚性〞，即指不经过其它中间弹性元件，经联轴器直接把两根轴衔接在一同 常用的刚性联轴器有整锻法兰式，可拆法兰式、甲壳式及液压控制变形结合式等 1 、整锻法兰式联轴器 这种联轴器是把法兰和轴锻成一体其特点,构造已在§2－5的中间轴部分表达设计时可参阅专门的规范图2－6－8为圆柱螺栓衔接的典型构造图为了便于联轴器的拆装，也可采用锥形螺栓衔接构造，如图2－6－9所示 联轴器螺栓的数目通常为6～12个，螺栓直径可按“船规〞公式进展计算和校验 为对这种联轴器各部分尺寸间的关系有所了解，现列出一些阅历数据供参考： D1=(1.75~1.9)D D2=(1.35~1.5)D D4=(0.8~0.9)D R≥0.125D b1=(0.8~0.85)d1=0.2D 符号表示见上图 2、可拆式法兰联轴器 可拆式法兰联轴器的尺寸，普通大于整锻式法兰，如图2－6－10所示 轴系中采用可拆法兰较普遍，如尾轴〔桨轴〕要求由船后抽出，就必需采用这种联轴器的内孔为一圆锥面，安装时必需与轴段端部的锥面严密配合，并用螺母锁紧，配合锥面接受螺旋桨的前进推力。

锁紧螺母那么接受倒车拉力，主机转矩那么由键及配合锥面来传送其主要尺寸关系： L=(2.2~2.9)D A=(2.2~3)D C≈ 2D B≈ 1.15D H≈ 0.5D 3.夹壳形联轴器 夹壳形联轴器的特点是由上下两半的夹壳将相邻的两轴段“I〞和“Ⅱ〞的轴端夹紧，并将二者衔接起来，借摩擦力传送转矩，详细如图2－6－11所示 夹壳的内孔与两轴端的外径配合，上﹑下夹壳1﹑ 2间留有一定的间隙，以便经过螺栓能将其夹紧于轴上，键3的功用是防止轴与夹壳间的转动，卡环5那么用来防止两轴段沿轴向松动 夹壳联轴器的横截面尺寸比整段法兰小，拆装时不用将轴转动方向，所以，适于安装在不易进入的狭窄地方或舷外轴段的衔接但由于它比整段法兰要重1.5～2倍，普通较少采用 其强度计算普通只验算键的挤压应力和螺栓应力，可参考有关手册进展计算 4．液压联轴器 1〕构造与任务原理： 液压联轴器与夹壳形联轴器都是利用摩擦力来传送转矩和推力的，不同之处是夹壳形联轴器利用螺栓的收紧力而产生摩擦力而液压联轴器利用液压技术使被衔接件发生弹性形变之后的恢复力产生摩擦力。

液压联轴器运用时衔接端部要准确加工，直径应相等，其根本动作原理可参见图2－6－12在轴Ⅰ和Ⅱ的端部有一个刚衬筒套在上面，衬筒内圆外表与轴颈为动配合，衬筒1的外周是圆锥体，它与外套2的内锥相配合外套在虚线位置是预备联接形状，这时除了分量外，外套与衬筒﹑衬筒与轴颈之间，没有其它作用力存在结合时把高压油管与外套接上，并用公用工具5将外套沿锥面向右拉动，使内外锥面相互贴紧在一同，然后打进高压油高压油首先充溢环形油槽3，并借油的压力挤进锥面间隙，在整个锥面上构成一层油膜油膜压力向外将外套涨大，并向内将衬筒压小，把它紧箍在端部轴颈上由于外套被涨大，衬筒被压小，锥面间隙扩展，这样便可利用公用工具5将外套沿锥面向右拉动，而坚持衬筒不动，使内外锥面重新接触如此继续添加油的压力，使外套直径不断涨大，并借工具将它继续拉向右方，同时经过衬筒而压在轴颈上的力也不断增大直至外套右移至实线位置后，放掉高压油，油压消逝原来不断涨大作弹性形变的外套因油压消逝而复原，紧箍在衬套上，衬套紧压在轴颈上，产生正压力并引起摩擦力，所需传送的转矩与推力均靠摩擦力传送，其传送道路是轴段、衬套、外套、衬套至另一轴段 在装配时那么只需用高压油泵。

当油压升至一定的数值，外套涨大并与衬套脱离，同时由于锥面的关系，油的压力有一个轴向分力作用在外套上，该分力会使外套向左自行滑出在拆装时应留意平安，防止外套忽然退出伤人 液压联轴器外套的资料强度要求高，普通采用高强度钢〔如轴承钢〕等锻制衬套的义务是传送正压力，因此，所用的资料强度要求不一定要很高，套的厚度也很薄，以利于受压时作径向变形，普通采用普通碳钢制成 拆装时所需油压常在120Mpa左右，有时还可以更高些 液压联轴器与轴结合，径向不用键，轴的强度提高；不需求衔接螺栓，联接结实可靠，构造简单，径向尺寸小，制造和安装任务简便，但需求专门的工具拆装目前在不少大型船舶上得到广泛的运用 2〕设计计算步骤： 液压联轴器的设计计算步骤：先决议其所接受的最大转矩；其次是在满足资料强度要求下选定其有关尺寸，并计算出所思索的轴、衬筒及外套的变形量；然后再计算出它们间为保证可靠任务〔不致松脱〕所需求的过盈量 〔1〕承载转矩 Mmax=½Π*d²*l*pi*f≥N*Meb式中：d——与衬筒接触处的轴径，mm； l——衬筒和轴接触处的压紧长度，mm； f——摩擦系数，可取0.14～0.15； p1——轴和衬筒之间的压紧力，N∕cm²； p1可取107.8 N∕cm²； Meb——主机标定传送转矩，； N——平安系数，可取2～3。

在主轴接受轴向力时，平安系数可取上限• (2)轴向推入量S(或过盈量δ)的计算按“船规〞规定:• 对于套筒式联轴器,应具有传送2.7倍平均转矩的才干,且其最大过盈的当量应力应不超越套筒资料屈服应力的70%.• 对于不属于上述所指的普通液压套合联轴器,那么实践选用的轴向推入量S(或过盈量δ)应满足以下要求: • S1≤S≤S2 mm• δ1≤δ≤δ2 mm式中:S1----最小轴向推入量,mm; S2----最大轴向推入量,mm; δ1----最小过盈量,mm; δ2----最大过盈量,mm; K----套合轴的锥度; Peb----轴传送的标定功率,KW; neb----传送Peb时轴的轴速,r∕min; A----套合面的实际接触面积,mm²;式中:d0----轴中孔直径,mm; d1----套合接触长度范围内轴的平均直径,mm; d2----套合接触长度范围内联轴器平均外径,mm; μ1=μ2=0.3 σs----联轴器资料的屈服强度,N∕mm²。

四、联轴器螺栓 联轴器螺栓的作用:除了衔接二轴段外,一是传送主机的转矩,二是传送倒车时螺旋桨的拉力.螺栓传送转矩的方式,一是经过它将两法兰夹紧,利用法兰上面的摩擦作用来传送转矩,另一个是使螺栓与螺栓孔间作紧配合,依托螺栓接受剪切作用来传送转矩. 在轴系设计时,必需对它进展强度校验.但是,由于螺栓受力较复杂,除了上述载荷外,还遭到装配应力、振动力和弯曲变形等方面的影响,目前普通都按〞船规〞的有关公式进展计算. 1、按1989年〞海规〞计算 在联轴器接合面处的紧配螺栓直径df应不小于按下式计算的值: 式中:Peb----轴传送的标定功率,KW; neb----轴传送Peb时的转速,r∕min; Z----螺栓数目,个; D----节圆直径,mm; σb----螺栓资料的最小抗拉强度,N/mm². 如采用普通螺栓衔接时，那么螺栓的螺纹根部直径dn应不小于按下式计算的值： 式中符号意义同上 普通螺栓的预紧力及安装工艺应经中国船级社〔CCS〕赞同。

螺旋桨与桨轴的衔接螺栓应为紧配螺栓，其直径至少比df的计算值大5% 对仅航行在港口的船舶，其联接螺栓的直径可以减少4% 对衔接曲轴各段及曲轴与推力轴的联轴器紧配螺栓，其直径至少比df计算值增大5% 2、按1991年“河规〞计算 联轴器法兰衔接螺栓应有紧配螺栓，其直径df应不小于按下式计算的值： 式中：d——确定的轴的直径，mm； Z——紧配螺栓数目，不少于总数的50%； D——节圆直径，mm； σb——轴资料的抗拉强度，N/mm²; σb b——螺栓资料的抗拉强度,N/mm² 对于曲轴与推力轴的联轴器法兰，其紧配螺栓按上公式计算df值添加5%  五、隔舱填料函五、隔舱填料函 传动轴从主机到螺旋桨，在其经过船体隔舱壁时，传动轴从主机到螺旋桨，在其经过船体隔舱壁时，须在舱壁上开孔，这样就破坏其水密性能，对于要求水须在舱壁上开孔，这样就破坏其水密性能，对于要求水密的舱壁须在开孔处装设隔舱填料函，以保证水密，从密的舱壁须在开孔处装设隔舱填料函，以保证水密，从而防止海水进入水密舱室。

而防止海水进入水密舱室 1、对隔舱填料函的要求、对隔舱填料函的要求 1〕不论轴系能否转动，应能接受一定的水压而不〕不论轴系能否转动，应能接受一定的水压而不至于泄露至于泄露 2〕拆装方便，并能在隔舱壁一边调整其松紧〕拆装方便，并能在隔舱壁一边调整其松紧 3〕力求外形尺寸小，构造简单，分量轻〕力求外形尺寸小，构造简单，分量轻 4〕〕 当轴旋转任务时，摩擦系数小，温度普通不超越当轴旋转任务时，摩擦系数小，温度普通不超越55～～60℃  2、构造方式 填料函本体内孔比轴的外径大数毫米，其中装塞防漏填料，该填料常用浸油或涂油的棉麻严密编织而成，外形有方形绳和圆形绳，填料的密封性是靠压盖的压紧度来调整的，既要思索水密性，又要使轴旋转时填料函温度不致于太高 隔舱填料函的方式有整体式和可分式两种 整体式填料函是将填料函体及压盖分别制成整体，如图2-6-13所示在拆装时必需先从传动轴上将可拆联轴器拆下，才可使传动轴直接从填料函的孔中取出或装入，而不须装配填料函它主要适用于小型船舶 可分式隔舱填料函，如图2-6-14所示。

其特点是将填料函体和压盖等均做成剖分式两半块，安装时用螺栓结合为一体，在其拆装或修换时毋须装配传动轴，故被广泛地运用它又有两种方式：图 2-6-13 整体式隔舱填料函1-填料本体；2-轴；3-填料函压盖；4-填料函；5-分油环；6-油杯 1〕填料函孔是与轴同心布置，普通用于中、小型船舶 2〕填料函体外形为椭圆形，其轴线对函体偏心布置，舱壁上的孔沿高低方向开得较大，故便于在船内装拆及运送轴系这种构造的填料函多运用于大、中型船舶图 2-6-14 可分式隔舱填料函1-座板；2-填料函本体；3-填料座衬；4-油杯； 5-分油环；6-填料；7-填料压盖；8-垫片；9-衔接板 六、轴系的制动器六、轴系的制动器 当船舶停靠或航行，螺旋桨遭到急流的冲击时，使当船舶停靠或航行，螺旋桨遭到急流的冲击时，使传动轴坚持静止形状，就是制动器的义务传动轴坚持静止形状，就是制动器的义务 轴系中设置制动器是很必要的如在航船舶或在急轴系中设置制动器是很必要的如在航船舶或在急流中需修缮主机时，必需使轴制动，以便于修缮；多桨流中需修缮主机时，必需使轴制动，以便于修缮；多桨推进安装，需停顿部分主机或作被拖带船时，必需使桨推进安装，需停顿部分主机或作被拖带船时，必需使桨静止，以免添加不用要的磨损；还有对于某些采用牙嵌静止，以免添加不用要的磨损；还有对于某些采用牙嵌离合器的小型船舶的推进安装，在离合器结合时，必需离合器的小型船舶的推进安装，在离合器结合时，必需先使转轴制动等。

先使转轴制动等 选用制动器要求其平安可靠，不会自动松开；刹轴选用制动器要求其平安可靠，不会自动松开；刹轴时不使轴受较大的弯曲应力；构造简单，操作方便；分时不使轴受较大的弯曲应力；构造简单，操作方便；分量轻，外形尺寸小等量轻，外形尺寸小等 常用的制动器有带式、抱箍式和气胎式三种，前两常用的制动器有带式、抱箍式和气胎式三种，前两种多用于小型船舶这些制动器普通均是采用传动轴的种多用于小型船舶这些制动器普通均是采用传动轴的联轴器法兰的外圆面作制动盘联轴器法兰的外圆面作制动盘  1、抱箍式制动器 由于它在刹轴时使轴产生的弯曲应力比带式制动器为小，故在小型船舶上用得较多其构造如图2-6-15所示 它主要由可绕耳环6转动的两块制动块所组成，在与轴相接触的制动块摩擦部位上装有一层石棉或石棉与橡胶压成的耐磨资料 这种制动器可按下法估算：为能使传动轴刹得住，其刹车力矩Ms应比轴的标定力矩大20%～50%，以防打滑 1〕刹车盘上的刹车力 Fs=2Ms*100/Ds N式中：Ms-----制动力矩，N*m； Ds-----轴〔或法兰〕的外圆直径，cm。

 2〕制动箍在刹轴盘上的正压力 Ps=Fs/f N 式中：f-------摩擦系数， 对于钢带与箍：f=0.15～0.18； 对于石棉带与钢刹轴盘：f=0.32～0.35 对于橡胶石棉带与钢刹轴盘：f=0.4～0.44 作用在每一个摩擦副上的正压力为Ps/2 3〕制动带外表平均单位压力： P=Ps/(2bs*l)=Ps*180/bsπ*Ds*α N/cm² 式中：bs------刹轴箍或刹轴带宽度，cm; l------接触弧的长度，cm; α------箍接触的包角〔普通α取120°〕 计算刹轴器〔制动器〕时，给出bs，Ds或采用联轴器法兰外圆周面作刹轴盘时，取其法兰的外径和宽度作根据选定摩檫系数f 值，并给出包角α值后，便可算出p值 p≤[p]式中： [p]-----许用压力值，N/cm² 对于带式制动器，许用压力值[p]=50∽100 N/cm²； 对于抱箍式制动器，许用压力值[p]=400∽600 N/cm²。

2．气胎式制动器 图2-6-16为气胎式制动器对于中，大型船舶，由于船上有气源，加之刹轴的制动力矩要求较大，往往采用这种制动器 它主要由端盖11及壳体1与刹车飞轮5两部分组成壳体1经过底座12固定于机舱底部专门的机座上，刹车飞轮5那么经过安装孔13借助螺栓将其固定在某一选定的联轴器上，并使孔13的数目及位置与欲安装的联轴器法兰的孔一致，且孔径略大，以便安装故当传动轴回转时，刹车飞轮5将随法兰一同转动，而1却不动在壳体1的内孔的圆周面上安装有橡胶制成的气胎和进气管接头3，并安装有弹簧板8及刹车带6，需求刹住传动轴时，只需自进气管接头3接入紧缩空气〔普通其气压取〔8∽10〕*105 pa〕,即可使气胎膨胀，并经过紧缩弹簧8，刹车带就能紧抱住刹车飞轮而使轴制动弹簧板8的功用是气胎放气松箍时，使刹车带可以复位，并使刹车飞轮的外径与刹车带之间能留有1mm的间隙  刹车带对刹车飞轮的外圆而产生的正压力： Ps=2πR*B*C〔P1- P2〕*104 N式中：R-----刹车飞轮半径，cm； B------刹车带宽，cm； C------ 有效接触系数，〔约0.9〕； P1------蓄气瓶空气压力，取〔8∽10〕*105 pa； P2------刹车带与刹车飞轮的外圆面接触时所需求的气压，普通可取〔0.3∽0.7〕*105 pa。

刹车带与刹车飞轮的外圆面接触时的摩檫力矩Mm应为： Mm= Ps* f * R ≥ Ms N ·m 从上面两式即可得到刹车带的根本尺寸或对它进展校验 七、 尾轴管安装的构造与选型 尾轴管安装的义务是用来支承尾轴或螺旋桨轴，并使其能可靠的通出船外，不使眩外水大量漏入船内，同时，亦不使滑油外泄为了承当上述义务，尾轴管安装普通由尾管，尾轴承，密封安装以及光滑与冷却系统等部分组成 尾轴管安装的构外型式，按其轴数的数目，可分为双轴系和单轴系；按光滑的方式，可分为油光滑和水光滑 图2-6-17为油光滑的双轴系尾轴管安装 这种安装因用油来光滑与冷却，故其前后都用白合金轴承来支承尾轴为防止滑油外泄与海水渗入，在尾轴管的前后均设置密封安装 某船轴系布置图某船尾轴尾管安装总图某船尾轴尾管安装总图某船尾轴尾管安装简图某船尾轴尾管安装简图某船尾轴尾管安装简图〔首部〕某船尾轴尾管安装简图〔首部〕某船尾轴尾管安装简图〔尾部〕某船尾轴尾管安装简图〔尾部〕 图2-6-18为水光滑的单轴系尾轴管安装。

见书p75) 这种安装因用水作光滑与冷却，故其前后用木质轴承支承尾轴海水靠水压由尾端自然进入尾管内，完成其光滑与冷却作用为了防止海水对尾轴的腐蚀，在与尾轴承接触的轴上镶有铜套或其它轴的包覆，在裸露于海水中的轴段上还要包扎涂有环氧树脂的玻璃纤维布等 由于尾轴管安装位于水下，故其运用可靠与否及寿命长短将影响到船舶的营运及效益，所以对其要求严厉 1、尾管的构外型式与根本尺寸 尾管的构外型式主要有整体式尾管和衔接式尾管两种 整体式尾管普通用于单轴系船舶，它是用来支承尾轴的重要部件，内部装有尾轴承，尾轴，密封安装等构件图2-6-18中的5为整体式尾管它布置在纵中剖面上，从船里往船后进展安装，使它穿过隔舱壁及尾柱尾管前端设有法兰，固定于水密隔舱的焊接座板上，法兰与座板间装有铅质垫片末端车有外螺纹，用螺母2将其固紧在尾柱上.其长度按船体总布置决议. 衔接式尾管普通用于双轴系船舶,如图2-6-17中的10,它借助法兰或螺纹法兰固定于人字架壳和前支承上,用作运送和储存尾轴承滑油的通道,并有维护尾轴(螺旋桨轴)的作用. 2、尾管的资料与厚度 整体式尾管资料普通用铸钢,铸铁或球墨铸铁,衔接式尾管那么采用钢管或无缝钢管,详细见§2—7轴系零部件的资料表2-7-1. 铸铁尾管:铸铁的铸造性能好,收缩性小,尾管加工简便,消费本钱低.其缺陷是分量尺寸较大,塑性低,抗冲击才干差等. 铸钢尾管:铸钢强度大,故尾管厚度较薄,分量较轻,是尾管的常用资料.但是铸钢冷凝时其收缩性大,易产生缩孔和裂纹,其铸件应尽能够坚持壁厚均匀,过渡圆弧防止部分积聚大量金属。

小型船舶采用钢管作尾管 尾管的厚度： 1〕整体式尾管 主要尺寸见图2-6-19所示• 〔1〕铸铁尾管• 轴颈D<210mm时• C=(D/12)+12.7 mm• 轴颈D>210mm时• C=(D/20)+20.0 mm• a=(1.5～1.8) C mm• b=(1.2～1.5) C mm• 〔2〕球墨铸铁尾管的壁厚为铸铁的0.7～0.8倍• 〔3〕钢质尾管的衬套装配处最小壁厚按表2-6-3选取轴颈D<8080～120120～150150～180180～260260～360360～500500～700装衬套处壁厚1012141618202224表2-6-3 尾管的壁厚 单位：mm 2〕衔接式尾管 普通采用无缝钢管，其壁厚约10～25mm，对于小型船舶普通可采用5～10mm通常按船壳板厚度选取 3．尾管轴承 尾管轴承设在尾管或人字架及前支承中。

各道轴承，特别是后尾轴承，因接受桨在水中回转时的不均匀、悬臂的负荷、及在运转中发生的振动影响等，其任务条件更为恶劣由于船舶在航行时很难对尾轴管轴承进展检查，只需在船舶进坞时才干检修，所以，为了不因其缺点而影响船舶营运，故要求尾管轴承具有可靠和巩固的构造 尾管轴承按其光滑的型式可分为油光滑轴承和水光滑轴承两种由于其光滑剂不同，所以轴承的资料也不一样油光滑的轴承与转轴接触处的资料常采用白合金、青铜或铸铁水光滑的轴承采用铁梨木、橡胶、桦木层压板、加强资料、MC尼龙及夹布塑料等制成 目前，我国油光滑船舶的尾轴承以用白合金轴承的最多，小型船舶常采用青铜作轴承水光滑轴承由于铁梨木需求进口而且价钱昂贵，所以采用桦木胶合板〔层压板〕和橡胶轴承近几十年来，英国雷尔科〔Roilko〕公司消费一种WA.80H强化塑料轴承，据引见这种轴承具有较高的抗压力、回弹性、抗疲劳及抗微振性，其耐磨性亦好，是白合金轴承磨损量的1/2左右，而且既适用于油光滑又适用于水光滑下面引见常用的几种尾轴承 1〕白合金尾轴承 构造：图2-6-20所示为白合金轴承的根本构造轴系任务时，白合金轴承接受剪切摩擦，为了不使白合金零落，均在轴承衬套1上开有纵向和横向的燕尾槽5。

浇好合金后，应沿轴线方向开有上、左、右三条油槽，槽宽10~35mm,深3~5 mm滑油孔2开在衬套不受压力一边，供半圆形油槽注油，与轴向油槽相通 浇铸白合金衬套1的资料，常用青铜或黄铜，也可用钢或铸铁制成但应留意白合金对铸铁的附着力较差，必需仔细处置浇铸白合金的衬套外表有时在浇铸白合金前，先在衬套的内外表电镀一层锡，有助于白合金的顺利浇铸 分类：白合金根本上分为两大类：即以锡为主体的锡基合金〔其中锡的含量约占83%〕和以铅为主体的铅基合金〔其中锡的含量约占16%左右〕，前者的性能优越，而后者的价钱较低这两种白合金的化学成分和性能参见 表2-6-4合金种类化学成分〔%〕轴承负荷〔N/cm²〕PV值锑铜锡铅 静负荷 动负荷锡基合金10~12 5.5~6.5 其他— <980<980当v>5m/s时PV=500×9.8铅基合金15~17 1.5~2.0 15~17 其他<980当v>1.5m/s时PV=150×9.8表2-6-4 白合金轴承的化学成分和机械性能 特点：白合金轴承耐磨性很好，不伤轴颈；抗压强度相当高同时，其散热很快，因此极少发生因摩擦发热而烧轴的事故。

白合金轴承的缺陷是制造、修缮复杂，而且价钱昂贵 白合金轴承运用寿命的平均值约2~3年，但也有运用6~7年而不损坏，锡基合金的运用寿命相对较长 安装工艺：白合金尾轴承衬套的外圆在安装时应与尾管严密配合；前衬套的前端做成凸肩，使其与尾管严密配合并用止动螺钉与尾管紧固；后衬套的后端往往具有法兰，以螺柱紧固于尾管上，否那么衬套能够随轴转动，引起发热烧毁的不良后果 白合金尾轴承的安装间隙Δ，可按阅历公式计算： Δ=0.001d+0.50 mm式中：d——轴颈直径，mm 极限间隙： Δj=4Δ 构造尺寸： 白合金的轴承的铜衬厚度，按阅历公式计算 海船铜衬厚度： t=0.03d+7.5 mm式中：d——尾轴或桨轴在轴承处的直径，mm； 在轴承处之间的轴套厚度可适当减小，但不得小于0.75t 内河船舶铜衬厚度: δ=d/32+6 mm式中：d——桨轴的直径，mm. 非轴承处的铜衬厚度可适当减少，但不得小于0.75δ。

白合金轴承与青铜轴承的长度： 海船白合金轴承的长度，应不小于所要求的螺旋桨轴直径的2倍 内河船白合金轴承的长度，应不小于所要求的螺旋桨轴直径的2倍 青铜轴承的长度，应不小于所要求的螺旋桨轴直径的4倍 对于油脂光滑的轴承，其长度应不小于所要求的螺旋桨轴直径的4倍〔补充图〕 尾管轴承尺寸与安装工艺 2〕橡胶尾轴承 构外型式：橡胶尾轴承的构造有条状式和整体式两种对于条状式的橡胶轴承，橡胶在压制前先参与金属芯条，然后将橡胶在压模上采用硫化方法制成图2-6-21(见P78)所示为具有金属衬条的条式橡胶轴承橡胶包的金属衬套3用埋头螺钉2从衬套外面旋入衬条中的金属芯条上以便把橡胶衬条拉紧于衬套上，并要求金属芯条和衬套3及埋头螺钉2之间的资料不应有显著的电位差为了防止橡胶衬条沿周向转动，装有用来定位的止动条磨损后，可以对磨损处进展部分改换 对于整体式的橡胶轴承，它是将橡胶经过模具直接硫化在衬套之内，衬套采用青铜，内河船可用铸铁或钢管橡胶的任务外表有凸形和凹形两种外形图2-6-22为整体式凸形橡胶轴承在整体式橡胶轴承中，与轴外圆接触处开有呈纵向均匀布置的流水槽，以便橡胶散热及冲走流沙。

磨损后，可旋转180º固定运用 橡胶轴承的优点： 〔1〕具有一定的弹性，可吸振，对安装误差及冲击的敏感性小，任务平稳，对船员、旅客的任务与生活环境均有益处 〔2〕构造简化，毋须后密封，摩擦功的损失少，对水域无污染，运转费用低，管理方便 〔3〕对水中泥沙有一定的顺应才干轴系回转过程中硬砂粒被压入橡胶，防止沙粒对轴的磨损，而积存于纵向槽内的沙粒可被水流冲走 〔4〕由于橡胶有弹性，其接触面积较大，负荷分布合理  缺陷： 〔1〕制造比较费事，硫化工艺要求高，需求加工准确的模具，尤其整体式的、需求较大的模具及硫化设备 〔2〕橡胶轴承中含有硫分，对轴有一定的腐蚀性，这就要求轴与橡胶的接触外表上用不锈钢或其他防腐资料进展包覆另外，船舶在长期停靠时要定期转动尾轴 〔3〕橡胶的传热性差，温度超越65--70ºC时易老化失效，须采取必要的冷却与散热措施 随着工艺程度的不断提高，上述一些缺陷可采取措施加以抑制或弥补，故近年来橡胶轴承在我国民船上的运用也日益添加 橡胶尾轴承的主要技术参数及尺寸： 〔1〕许用比压 p 是设计轴承的一项重要目的，可按下式进展计算〔参见图2—6—23〕： p=R1/bL N/cm2 式中：R1------底部橡胶的支反力，N； b------底部橡胶接触宽度，cm； L------橡胶轴承长度，cm。

对图中所示12条槽道的构造进展受力分析可得 Rn=R1+2R2cosα1 +2R3cosα2 =R1+2R1cos²α1 +2R1cos²α2 因此 R1= Rn/ (1+2cos²α1 +2cos²α2)式中：Rn------轴的总负荷，N. 对于8槽道的构造进展受力分析，可得 R1= Rn/ (1+2cos²α) 由此可见，R1的计算式与橡胶的槽道数有关，我国普通采用8或12条槽道，故只引见这两种情况的计算 p值与轴的转速有关，转速越低p值将越小，普通引荐在〔0.2—0.49〕MPa的范围内选取，资料好的可选上限 〔2〕轴承的长度L 主要根据比压、安装难易及轴径大小来决议长度L现各国尚无一致规范如前苏联取L=〔2.75—3.5〕d;德国取L=2.5d；英国取L=4d;日本取L=(2—4)d;(d为桨轴直径)我国的“海规〞规定，水光滑轴承其长度不小于所要求的桨轴直径的4倍河规〞规定，水光滑轴承的长度应不小于所要求的桨轴直径的4倍• (3)橡胶层厚度• S=0.25d/100+K mm•式中：d—尾轴或桨轴的直径，mm;• K—修正值，按表2-6-5中选取。

•表2-6-5 K值 单位：mm• (4)冷却光滑的槽道数及其深度 • 槽道数与轴径有关，轴径越大，为改善散热，槽道数•应越多，普通最少8条槽深h1同橡胶层厚度有关，薄层•橡胶h1≈0.5S；厚层橡胶h1≈(0.4~0.5)S •(5)冷却光滑水量Q• 轴径为30-140mm,冷却水量Q≤1.5 t/h;• 轴径为140-350mm,冷却水量 Q=5.5d²×10-3 t/h;• 轴径大于350mm,冷却水量 Q=(6~7)d²×10-3 t/h;•式中：d-----为轴径，cm.d100--400400-700700--2000K11.51314 (6)安装间隙 参考表2-6-6表2-6-6 安装间隙 单位：mm 也可按以下公式计算 橡胶条式尾轴承安装间隙公式： ∆=0.002d+0.50 mm轴径〔d〕安装间隙轴径〔d〕安装间隙轴径〔d〕安装间隙轴径〔d〕安装间隙1000.31400.52250.83001.01100.31500.52501.04001.21200.41750.62751.05001.51300.42000.8• 整体式尾轴承安装间隙公式：• ∆=0.002d+0.20 mm•式中：d----尾轴直径，mm.• 橡胶轴承老化或脱壳严重时，应进展改换。

• 3) 铁梨木尾轴承• 铁梨木是海洋船舶常用的一种尾轴承资料，它适用于水光滑铁梨木木质组织细密巩固，分量大，具有抗腐蚀性，顺纤维方向的抗压强度达7250N/cm²它浸于水中能分泌出一种粘液，可作为光滑剂；它和青铜摩擦时，摩擦系数约0.003~0.007,几乎不伤青铜轴套；耐磨性好，运转可靠但当枯燥时容易裂开和弯曲，在水中任务时会被泡涨，故加工安装前要浸泡，在端部留有一定的轴向间隙•  铁梨木尾轴承在尾管衬套中，将其开成木条式，普通木条厚度为12-25mm,宽度为60-80mm，采用桶形陈列，为防止在衬套内转动，镶以两条青铜止动条，其厚度为铁梨木条厚度的60%，止动条用埋头螺钉装在青铜衬套上铁梨木的木条与木条之间开有V型水槽，供通入冷却水对其光滑与冷却，详细参见图2-6-24为合理运用资料，普通下半部轴承的铁梨木衬条，选用纤维与轴承外表垂直的铁梨木进展加工，而上半部因轴承接受的负荷较小，可选用其纤维与轴心平行的铁梨木加工 铁梨木轴承的长度，按“海规〞应不小于所要求桨轴直径的4倍在尾轴较短时，有时可设前轴承，此时可在尾轴的法兰端设一道中间轴承。

光滑和冷却良好的铁梨木轴承，其轴承比压力可达0.3MPa  4) 桦木层压板尾轴承 鉴于铁梨木需依赖进口，价钱昂贵，因此我国船舶采用桦木层压板替代铁梨木作为尾轴承资料，实际证明是可行的 桦木层压板是将桦木旋切成薄片，经浸渍酚醛树脂后制成板坯，再在高温下压制成材 桦木层压板材质坚实，强度较高、耐磨、耐水、耐腐蚀、电气绝缘性能好，是一种较好的轴承资料参见图2-6-25  采用桦木层压板尾轴承的轴应包覆耐磨、耐腐的轴套，资料采用锡青铜或锰黄铜铸件不允许有裂纹、集中渣孔等足以影响强度与严密性的缺陷，存在小缺陷时允许修补后运用 铸铜尾轴承衬套的厚度 h=0.018d+4.5 mm式中：d---尾轴或桨轴直径，mm 铁梨木及层压板轴承的安装间隙可参看表2-6-7 铁梨木及桦木层压板尾轴承的安装间隙也可按下式计算: Δ=0.003d+(0.50~0.75) mm 极限间隙 Δj=4Δ式中：d------轴承处的轴颈直径或铜包覆外径，mm。

 规范值轴颈(d)安装规范改换规范安装间隙板条新制最小厚度极限间隙板条极限厚度<1000.90~1.003.50100~1201.00~1.104.00120~1501.10~1.2011.004.506.00150~1801.20~1.3012.005.006.50180~2201.30~1.4012.005.507.00220~2601.40~1.5013.006.007.50260~3101.50~1.6514.006.608.00310~3601.65~1.8015.007.309.00360~4401.80~2.0016.008.0010.00440~5002.00~2.2018.008.7011.50500~6002.20~2.4020.009.5013.00600~7002.40~2.6022.0010.50表2-6-7 木质尾轴承的安装技术条件 单位：mm 桦木层压板轴承安装间隙可取上式的较小值 尾轴承极限间隙，普通以距尾端100mm处(即约轴承总长的1/15左右)垂直方向的数值作为改换根据(即以丈量间隙的最大数值为规范)。

对中机型尾轴架处尾轴承的极限间隙，参照表2-6-7中规定值放大20%；对尾机型的尾轴承，其极限间隙应取表2-6-7中规定值的75% 对于正常修缮的船舶，尾轴承镗削时，轴线应提高，其值可为安装间隙的50%~75% 桦木层压板与铁梨木轴承相比： 优点是取材方便，工艺简单，水涨性比铁梨木小，不会干裂，价钱廉价，主要性能与铁梨木轴承接近 缺陷是硬度高，材质较脆，切削性差，磨损量大，产生的摩擦热较大，在混浊水区铜套磨损量大，为了延伸寿命可采用开式强迫水光滑冷却其耐磨性及安装不如橡胶轴承方便  4.尾轴密封安装 为了防止舷外水沿尾轴浸入船内及尾管内滑油外漏，在尾轴管安装中必需设置尾轴密封安装尾轴密封安装就其布置的位置而言，可以分为首部密封与尾部密封两种 对油光滑的密封安装，其首部密封安装的义务主要是封油，使滑油不致于漏入船内；而尾部密封安装那么担负着封水和封油的双重担务对于水光滑尾管安装，只设有首部密封安装，仅担负着不使船外的水漏入船内 密封安装是由密封元件及其夹持定位部件等所组成。

船舶尾轴密封元件的任务条件是非常恶劣的在任务时，除遭到猛烈的磨损及高温磨擦的作用外，尾轴还存着安装间隙和推力轴承的轴向间隙，特别是在轴承磨损后，轴及密封元件会遭到猛烈的径向跳动；正倒车时轴的轴向窜动影响，加之遭到的海水的腐蚀，泥砂水的磨刷，压力差的作用，螺旋桨的悬臂不均匀载荷作用等而且它又在水线以下任务，不便拆装维修，一旦发生缺点，就迫使船舶停航上坞检修，影响航运和消费，故在设计选型时，要求尾轴密封安装运用可靠，选材容易，制造与维修方便等下面引见常用的几种密封安装 1) 首部密封安装 〔1〕填料函型水密封安装 图2-6-26为真料函型水密封安装〔表示上半部分〕填料函4装在尾管3中，借压盖6的压紧力使其与转轴严密封接触，以到达封水的目的这种安装普通均设进水管，以便引入具有压力的冷却水对轴承进展光滑、冷却与冲走泥砂配水环2的作用是保证引入水流能均匀地沿着整个尾管的圆周进展分配，防止短路及涡流的构成，填料常用渗油的麻索或石棉制品制成对于海船，压盖，配水环采用青铜或黄铜制成 航行时，压盖不能上得过紧，以免加剧磨损轴或衬套而应该适当松开些，让舷外水每分钟滴入数滴进展光滑与冷却。

这种密封安装具有构造简单，任务可靠，修换方便等优点其缺陷是所耗磨擦功较大，易使轴或轴套磨损〔2〕骨架式橡胶油封 图2-6-27是我国目前在中，小型船舶上广泛运用的一种密封安装密封填料为骨架式橡胶油封3，置于密封环座1之中，靠剖分式压盖2及定位螺栓将其夹紧定位，依托其唇口部与转轴间接进展阻油密封6为备用油封当耐磨衬套外表受油封磨损起槽过深时，可松开夹紧环5，沿转向挪动耐磨衬套位置，使之完好地油封接触，延伸寿命在设计选型时可参考我国的有关的规范进展油光滑艉轴密封安装  〔3〕辛泼莱克司密封安装 图2-6-28为改良型的辛泼莱克司首部密封安装，其密封原理是靠弹簧固严密封元件唇口，旋转中油压因油楔等构成动压光滑与轴外表接触阻油其主要特点是腰部较长，元件的弹性与跟随性较好，加之唇口接触宽度小〔约0.5~1mm〕，甚至更小〕，唇部与弹簧的径向力适当，其中的托环与前盖护托支承密封元件，防止其压翻边或过渡变形，故其密封效果良好，运用寿命长，目前在中、大型船舶上运用广泛注油螺孔3可由油管充入滑油在此油腔底部还开设一个放油孔，必要时可使腔室的滑油进展自然循环或定期强迫循环，以保证其具有良好的任务形状。

耐磨衬套7借螺栓固定于前面的夹紧环上 〔4〕EVK型水光滑首部密封安装 图2-6-29为EVK密封安装简图，是日本油封公司为改良老式填料函密封而研制的新构造它是一种端面接触密封图中任务密封环11，备用环13分别由弹簧12紧固定于桨轴上，任务时随轴一同转动件11的端面与静环7相接，靠二者端面接触进展封水为了减少磨损和偶件运转时发热而导致橡胶老化，由注水接头9供入压力水，对其接触面进展光滑与冷却假设端面等被磨损，必要时可在航行时拆下修缮，这时可将气胎6进展充气，抱轴，以防止舷外水的浸入供水接头7引入压力水，对轴承进展光滑，冷却及冲走泥砂与杂物 水封接触面的比压要适当，应保证有水膜存在，普通可采用0.49MPa 图中p1和p2处的注水压力和注水量： p2≈(0.5～1.5)╳105 Pa时， p1 = p2 +〔0.2～0.8〕╳ 105 Pa p2≤0.5╳ 105Pa时， p1 = p2+〔0.1～0.2〕╳105Pa 注水量： p1 处为3～4L/min p2处为4～5/h 气胎空气压力p3≈0.29～0.39MPa. 2)尾部密封安装 油光滑的尾轴尾管安装，其尾部必需设置密封安装。

它置于船体外，任务环境恶劣，航行时又无法检查，一旦发生漏泄，滑油无法回收，呵斥浪费，同时污染水域，影响环境，因此，它比首部密封安装的要求要高得多下面引见几种常用的尾部密封安装 (1)油圈式密封安装 它是一种较古老的密封安装，构造如图2–6–30 所示，由三道油圈和三道油令板组成，油圈紧套在轴的防腐衬套上，随轴转动，油圈与油令板的轴向和径向间隙很小，经过迷宫式Z形前进，节流减压，防止和减少油的漏泄另外，在其后压板7内装有橡皮3和油毛毡4，伸出部分紧贴在防腐衬套的外圈上，以防海水漏入并起挡砂等作用 这种安装历史长、构造简单、分量轻但时间一长，密封性能变差，易漏水、漏油近年逐渐淘汰 (2)骨架式密封安装 图2–6–31是骨架式后密封安装的构造图它承当着封水、封油的双重担务，故所用的油封道数比首部多，普通用3~4道，其中两道向外翻用来阻水，两道向内翻用来阻油尾部设一道翻边橡皮用来阻水与挡砂等 其安装的优点是构造简单，有一定的密封效果，油封可购置规范件，修换方便其缺陷是对螺旋桨轴偏心运动或下沉的跟随性与顺应性差，运用寿命不长 (3) 端面密封安装 图2–6–32中的图a〕是一种橡皮筒式的端面密封安装。

它主要依托静摩擦盘6和动摩擦盘3两端面的严密接触来阻油外漏，件6只允许轴向挪动，它对件3的压紧力是靠橡皮筒7的紧缩弹力来保证而紧缩弹力的大小是靠调整橡皮筒的紧缩量来到达的所以在动静端面摩损后，不用停航进厂修缮，只需把尾轴与中间轴法兰间垫片抽去几片，即可添加橡皮筒的紧缩量这种安装构造比较复杂，制造安装工艺要求高，近年来运用渐少 图2–6–32中的b〕是瑞典消费的一种端面密封安装，它是利用弹簧对二摩擦接触面12与13产生的接触压力到达密封效果由于这种密封在其摩擦盘与支承座之间装有O形密封圈垫，故能使其摩擦面在接触时有一定的弹性及应变才干这种密封受气温及背压的影响较小，且二摩擦面的接触压力可随意进展调理，其顺应性较广它可用作首或尾密封，还可供深海密封运用 (4)辛泼莱克司改良型密封安装 图2–6–33为目前世界上广泛采用的辛泼莱克司改良型〔或紧凑型〕尾密封安装其密封元件由3个唇部装有箍紧弹簧的橡胶密封圈组成，1道向前翻，两道身后翻，其任务原理同首部辛泼莱克司改良型密封安装这种密封安装构造紧凑，对桨轴的跟随性好，滑油漏泄很少，运用寿命较长，且拆装、管理均较方便，故遭到用船部门的普遍欢迎。

图2–6–34为这种密封环的构造实例从图中可见，在唇部与转轴或防腐衬套的接触处，有前、后刃角和设计时所选的刃角必需合理，过小将使唇部的接触面积添加，添加磨损与发热；过大又使其平衡稳定性差普通前刃角 ≈50°~60°，后刃角≈20°~40°头部1可做成球鼻或矩形两种，在其转弯过渡处应圆弧过渡，以免产生应力集中腰部普通做得较长以改善其跟随性 密封环唇口的耐磨性及其运用寿命与橡胶材质及其任务温度有关在任务时橡胶唇口与轴套接触处所产生的摩擦热，易使橡胶老化蜕变，所以要求采用耐热性较好的资料大型船舶的密封元件工件作条件恶劣，散热性差，故运用价钱较高的氟橡胶替代丁腈橡胶 另外，橡胶环的一些技术参数〔如径向力、过盈量、弹簧的箍紧力等〕，对密封元件的性能有较大的影响,故应予注重 5.尾管安装的光滑和冷却 尾管安装中的轴与轴承、密封元件及其动、静摩擦副之间,必需提供必要的光滑与冷却,以保证其任务的可靠性及延伸运用寿命,否那么将发生缺点,影响船舶航行和营运的经济性 1〕光滑剂的供应方式 ⑴ 油光滑尾管与尾轴承滑油的供应 ①自然光滑法 实践上是指重力油柜中滑油靠本身重力供油光滑.详细组成如图2-6-35所示.滑油自油柜1进入后尾轴承5,经尾管6流至前尾轴承8,经回油管7回到油柜1。

泵12的义务是在安装和营运时向尾管安装泵油,当见到回油管有回油时，阐明系统已充溢了滑油，可终止泵油图中泵12为螺杆式手摇泵,如今不少船舶已改用活塞手摇泵,一些中型船舶用1台电动油泵与之并联运用图中回油管除作回油外，还可以作透气之用 目前大多数中、小型船舶采用这种重力供油的自然光滑方式，其油柜的位置高于水线500～1000mm，而对于大型船舶当其满载与轻载水线差大于5m时应设置两只油柜，并要求重力油柜高于满载水线3～4m ②间歇循环法 近年来国内外轴径较大的船舶常采用这种供油方式图2-6-36为我国建造的16000t级多用途船尾管安装的间歇循环光滑系统如下图，重力油柜1中的滑油经阀4流进尾管及轴承13、14等处，并经阀15流入尾轴下油柜12当系统的滑油耗费后，普通仍可靠重力油柜补油，系统即成为上述的自然光滑法支配阀15的开度，可以调理系统循环的速度当重力油柜的油面低至警戒线时，即启动油泵7〔二者之一〕，将油自下油柜抽出，经过过滤器9打至1内，这时系统也实行间歇循环，当件1内的油到达一定液面高度时循环油泵7自动停顿本系统的两只循环泵可以轮换任务，在抽出滑油时均使其经过过滤器9进展滤清，故滑油质量也得到改善。

 ⑵油光滑尾轴密封偶件的光滑 近来国内、外船舶的尾轴密封，多采用橡胶制品的接触式密封，橡胶唇口与螺旋桨轴套接触线速度约2～7m/s根据橡胶疲劳磨损实际及实验结果可知，在回转摩擦偶件间引入光滑剂，其摩擦系数比干摩擦要减小数倍，而其磨损量要下降更多，故在尾轴密封的摩擦副间适量引入光滑剂是必要的主要供油方式有： ①封锁式光滑 将图2-6-33中的螺塞4，6松开，或自图2-6-28中的螺孔3注入滑油，使其液位超越2/3以上，然后再装上各螺塞，这样油腔就盛有滑油，在桨轴运转时被上述油腔所密封的滑油就可以对各密封环进展光滑这种光滑目前在中、小型船舶上广泛采用 ②靠尾轴密封油柜供油 目前国内、外不少中、大型船舶均设有独立的尾轴密封光滑系统，如图2-6-36中柜2专为前端密封安装供油用，柜3那么为后端密封安装供油用鉴于水位较尾管的油位低，为了减少密封油腔的油与舷外水之间的压力差，以减少滑油的外漏，后密封油柜的位置放的很低当重力油柜的滑油靠重力将两个密封油柜充溢后，封锁阀16，17，18，20，并开启阀6使其与各相应的密封油腔相通，即可构成两个独立的前，后密封的封锁光滑系统。

它有以下的益处：当从密封油柜的液位计上发现滑油耗费至最低液位线时，可以补油，还可以从滑油的耗费率及耗费量对密封元件的任务情况进展判别，以便即时采取相应的措施；同时，因这种独立系统的密封油柜放的较低，可以减少密封元件上所受的静压，使其任务情况有所改善；当开启阀17，还能对后密封油腔进展换油在后密封失效时，封锁阀20，21，6，开启阀16，17便可减少甚至杜绝漏油于水中，或经过它们排出浸入的舷外水 ⑶水光滑尾管安装的光滑 由于“水〞也是光滑剂，故水光滑的尾轴承可以利用自在流入的舷外水或加装管系送来的压力水进展光滑其首部密封普通均采用封锁式的油脂光滑或是压力水光滑〔EVK型〕 2〕冷却方式 〔1〕油光滑尾管安装的冷却 ①尾管及尾轴承冷却 螺旋桨轴在尾轴承中运转所产生的摩擦热，如不及时加以冷却，势必影响滑油的粘度，加剧摩擦副的磨损对于后端的尾轴承及密封安装，因是沉浸在水里，故其冷却条件较好，普通不需另加冷却而对于首端的尾轴承及密封安装，因其冷却条件较差，一些大、中型船舶往往要思索冷却措施图2-6-37所示是尾管的一种冷却方法，图中水套3中的水最好采用清水，并可由膨胀水箱2供应，此膨胀水箱尚可使水套中的水受热有膨胀的余地，当水套中的水耗费以后，可开启阀1进展补水；也可使阀1常开，而靠2中设置的液位器自动补水，以保证首端尾轴承及密封安装的散热与冷却。

图2-6-37 尾管的冷却水套1- 截止阀；2-膨胀水箱；3-尾管的外包水套；4-尾管；a，b-进出水管接头离轴线的间隔 ②密封安装的冷却 由于橡胶传热性差，受高温作用后会老化蜕变，缩短其运用寿命，故对密封摩擦副的冷却与散热问题，也必需给予注重密封安装的主要冷却方法有两种：一是对密封油腔充入滑油，以加强对摩擦偶件的散热与冷却效果〔见图2-6-28和图2-6-33〕；二是密封油腔里设循环器〔见图2-6-38〕 对于某些中、大型船舶，为了加强前端密封的散热效果，德国H.D.W. 公司研制了一种“SIMPLEX-CIR-CULATOR〞〔如图2-6-38示出的件1〕，是专门设置的一种循环器，该安装设有低位循环油柜及进出油管路等安装时将件1固定于托环上，使其底部与桨轴上的前防摩衬套外圆间留有较小的间隙，这样在衬套随轴转动时，油腔中的滑油就会按图中箭头所示方向构成循环据引见效果很好，而且使构造简化 图2-6-38 首部密封油腔装循环器冷却 1-循环器；2-中间支承环；3-螺旋桨轴；4-滑油 〔2〕水光滑尾管安装的冷却 无论是木质轴承还是橡胶轴承，它们的摩擦系数均随其摩擦副接触温度的增高而显著添加。

桨轴在这类尾轴承中运转时摩擦温度太高，易使其发生缺点或损坏，故必需对摩擦副进展冷却和散热，限制其高温〔普通使冷却介质的温度不超越50ºC〕为了改善摩擦副的散热条件，必需在这类轴承的内圆面开纵向冷却水槽，以便能有效的带走摩擦热；起航时由于轴的转速较低，冷却水量往往供应缺乏，易烧轴承，应先供入压力水，加强冷却效果；首端的尾轴承冷却条件不如尾端，易构成死水与淤积泥砂，所以要在其前面装有冷却水接纳，开航时供压力水，以便进展冷却，冲走泥砂与杂物 小型船舶采用这种水光滑轴承安装，普通不须另行冷却，而对于中、大型船舶那么往往在填料函上做成冷却水夹层，借以通入冷却水对其进展冷却；对于EVK型端面密封那么在其接触面间供冷却水。