船舶尾轴管优质教育.ppt

项目：尾轴管项目：尾轴管¡能力目标：掌握尾轴管设计方法；会绘制尾轴管零件图¡知识目标：掌握尾轴管的作用；掌握尾轴密封装置的相关知识1全面分析㈠概述㈠概述¡尾尾轴轴管管装装置置的的任任务务是是支支承承尾尾轴轴或或螺螺旋旋桨桨轴轴，，并并使使其其中中能能可可靠靠的的通通出出船船外外，，不不使使舷舷外外水水大大量量漏漏入入船船内内，，同时亦不使滑油外泄同时亦不使滑油外泄¡尾尾轴轴管管装装置置一一般般由由尾尾轴轴管管、、尾尾轴轴承承、、密密封封装装置置以以及及润滑与冷却系统等部分组成润滑与冷却系统等部分组成¡尾轴管装置按润滑方式可分为：水润滑和油润滑尾轴管装置按润滑方式可分为：水润滑和油润滑 2全面分析㈡尾轴管㈡尾轴管⒈⒈尾轴管的结构尾轴管的结构¡尾尾轴轴管管一一般般由由前前后后轴轴承承壳壳体体和和尾尾管管组组成成，，轴轴承承壳壳体体的的作作用用是是安安装装轴轴承承和和轴轴封封，，尾尾管管则则起起连接和保护作用连接和保护作用¡其其结结构构型型式式按按照照轴轴承承壳壳体体和和尾尾管管是是否否制制成成整整体而分为整体式和连接式两种型式体而分为整体式和连接式两种型式¡尾尾轴轴管管的的后后轴轴承承壳壳体体在在船船舶舶上上通通常常是是压压入入或或粘粘接接于于尾尾柱柱（（或或人人字字架架））轴轴毂毂内内，，还还有有一一种种改改进进型型尾尾轴轴管管，，是是直直接接将将轴轴承承压压入入在在尾尾柱柱（（或或人人字字架架））轴轴毂毂内内，，省省去去了了后后轴轴承承壳壳体体，，也也可可以以说说是是后后轴轴承承壳壳体体尾尾柱柱（（或或人人字字架架））轴轴毂合二为一，成为一个整体。

毂合二为一，成为一个整体3全面分析⑴⑴整体式尾轴管整体式尾轴管¡按按照照其其加加工工方方式式可可分分为为整整体体铸铸造造和和焊焊接接两两种种型式¡整整体体铸铸造造式式尾尾轴轴管管的的末末端端车车有有外外螺螺纹纹，，用用螺螺母母2将将其其固固紧紧于于尾尾柱柱尾尾管管的的前前端端设设有有法法兰兰，，将将其其固固定定于于水水密密隔隔舱舱壁壁的的焊焊接接座座板板上上，，法法兰兰与座板间往往装有铅质的垫片与座板间往往装有铅质的垫片¡焊焊接接式式是是将将轴轴承承壳壳体体与与中中间间的的尾尾管管分分别别粗粗加加工工后后，，或或在在船船上上将将轴轴承承壳壳体体定定位位安安装装完完成成后后，，将其焊接成整体将其焊接成整体4全面分析5全面分析⑵⑵连接式尾轴管连接式尾轴管¡如图如图2－－48所示，一般用于双轴系船舶，它借助于所示，一般用于双轴系船舶，它借助于法兰或螺纹法兰固定于人字架毂和前支承上法兰或螺纹法兰固定于人字架毂和前支承上6全面分析⒉⒉尾轴管的材料尾轴管的材料¡整整体体铸铸造造尾尾管管的的材材料料一一般般用用铸铸钢钢，，铸铸钢钢强强度度较大，但是铸造时容易出现缺陷；较大，但是铸造时容易出现缺陷；¡焊焊接接式式和和连连接接式式尾尾轴轴管管的的轴轴承承壳壳体体多多采采用用铸铸钢，一些小型船舶也有使用厚壁无缝钢管；钢，一些小型船舶也有使用厚壁无缝钢管；¡而而尾尾管管多多采采用用无无缝缝钢钢管管，，其其壁壁厚厚约约为为10～～25mm，，对对于于小小型型船船舶舶一一般般可可采采用用5～～10mm。

通常按船底板的厚度进行选取通常按船底板的厚度进行选取 7全面分析⒊⒊尾轴管的结构尺寸尾轴管的结构尺寸¡尾尾轴轴管管的的轴轴向向尺尺寸寸，，根根据据轴轴系系布布置置及及所所安安装装轴轴系系附附件件决决定定径径向向尺尺寸寸(壁壁厚厚和和孔孔径径)按按照照设设计计手手册册及及所所安装轴系附件相关尺寸确定安装轴系附件相关尺寸确定8全面分析㈢尾轴管轴承㈢尾轴管轴承¡尾管轴承按其润滑型式可分为油润滑轴承和尾管轴承按其润滑型式可分为油润滑轴承和水润滑轴承两种油润滑轴承与转轴接触处水润滑轴承两种油润滑轴承与转轴接触处的材料常采用白合金、青铜；水润滑轴承采的材料常采用白合金、青铜；水润滑轴承采用铁梨木、橡胶、桦木层压板和合成材料等用铁梨木、橡胶、桦木层压板和合成材料等¡青铜和合成材料轴承一般不设衬套青铜和合成材料轴承一般不设衬套9全面分析⒈⒈白合金尾轴承白合金尾轴承¡⑴结构：内河船舶的衬套材料常用青铜或黄铜，海船大多采用钢、铸铁或球墨铸铁采用铸铁或球墨铸铁材料时，应先将衬套的内表面进行电化学阳极腐蚀特殊处理(去石墨处理)，然后浇铸白合金为不使白合金脱落，在轴承衬套上开有纵向和横向的燕尾槽沿轴线方向开有油槽，使滑油能够均匀分布。

滑油孔开在衬套不受压力一边，供半圆形油槽注油，并与轴向油槽相通¡⑵特点：白合金轴承耐磨性很好，不伤轴颈；抗压强度相当高；散热好，极少发生因摩擦发热而烧轴的事故，寿命长，锡基合金的使用寿命相对较长白合金轴承的缺点是制造、修理复杂，而且价格昂贵10全面分析11全面分析⑶⑶白合金轴承的一些问题白合金轴承的一些问题¡①①白白合合金金尾尾轴轴承承衬衬套套的的外外圆圆在在安安装装时时应应与与尾尾管管紧紧密密配配合合；；前前衬衬套套的的前前端端做做成成凸凸肩肩，，使使其其与与尾尾管管紧紧密密配配合合并并用用止止动动螺螺钉钉与与尾尾管管紧紧固固；；后后衬衬套套的的后后端端往往往往具具有有法法兰兰，，以以螺螺柱柱紧紧固固于于尾尾管管上上，，否否则则衬衬套套可可能能会会随随轴轴转转动动，，发发热甚至烧毁热甚至烧毁¡②②白合金轴承长度应满足有关要求白合金轴承长度应满足有关要求¡③③白白合合金金尾尾轴轴承承的的安安装装间间隙隙与与允允许许极极限限间间隙隙可可参参照照表表2－－25，也可按经验公式计算：，也可按经验公式计算：¡△△＝＝0.001d+0.50 mm 式中式中d为轴颈直径，为轴颈直径，mm ¡④④轴承衬套厚度用下式计算：轴承衬套厚度用下式计算：¡ m＝＝(0.06～～0.11)d mm 式中式中d为轴颈直径，为轴颈直径，mm12全面分析⒉⒉橡胶尾轴承橡胶尾轴承¡橡胶尾轴承有条式和整体式两种类型。

橡胶尾轴承有条式和整体式两种类型¡条式橡胶轴承的橡皮衬条用沉头螺钉从衬套外面旋条式橡胶轴承的橡皮衬条用沉头螺钉从衬套外面旋入衬条中的金属衬板上，以便把橡皮衬条拉紧于衬入衬条中的金属衬板上，以便把橡皮衬条拉紧于衬套上，并要求金属衬板和衬套及埋头螺钉之间的材套上，并要求金属衬板和衬套及埋头螺钉之间的材料不应有显著的电位差这种条式橡皮轴承，主要料不应有显著的电位差这种条式橡皮轴承，主要用于中大型船舶用于中大型船舶¡整体式橡胶轴承它是将橡胶通过模具直接硫化于衬整体式橡胶轴承它是将橡胶通过模具直接硫化于衬套之内，衬套的材料多采用青铜内孔开有纵向均套之内，衬套的材料多采用青铜内孔开有纵向均匀布置的流水槽，以便对橡胶进行散热及冲走泥砂匀布置的流水槽，以便对橡胶进行散热及冲走泥砂整体式因其结构较条式简单，故在中小型船舶上得整体式因其结构较条式简单，故在中小型船舶上得到广泛应用到广泛应用13全面分析橡胶尾轴承的特点橡胶尾轴承的特点¡①①由由于于橡橡胶胶轴轴承承具具有有一一定定的的弹弹性性，，由由于于橡橡胶胶有有弹弹性性，，比比其其他他木木质质轴轴承承接接触触面面积积大大，，且且负负荷荷分分布布比比较较合合理理。

而而且且能能吸吸收收振振动动，，故故对对轴轴系系的的安安装装误误差差及及其其冲冲击击的的敏敏感感性性较较小小，，轴轴系系的的安安装和找正比较容易，工作噪声小装和找正比较容易，工作噪声小¡②②采采用用水水润润滑滑，，营营运运成成本本低低，，无无尾尾封封，，结结构构较较简简单单，，管管理理方方便，且避免了这部分摩擦功的损失便，且避免了这部分摩擦功的损失 ¡③③橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力¡④④制制造造比比较较麻麻烦烦，，橡橡胶胶成成型型需需要要硫硫化化工工艺艺，，这这就就要要有有刚刚性性强强且加工较精确的模具且加工较精确的模具¡⑤⑤橡橡胶胶含含硫硫，，对对轴轴有有一一定定腐腐蚀蚀性性，，要要求求轴轴与与橡橡胶胶的的接接触触表表面面上上用用不不锈锈钢钢或或用用其其他他防防腐腐蚀蚀材材料料进进行行包包覆覆长长时时间间停停船船时时要要定期转动尾轴定期转动尾轴¡⑥⑥橡橡胶胶的的传传热热性性差差，，且且温温度度超超过过65℃℃～～70℃℃时时，，就就容容易易老老化化失效，这就需要有可靠的冷却失效，这就需要有可靠的冷却14全面分析15全面分析16全面分析⒊⒊铁梨木尾轴承铁梨木尾轴承¡木木质质坚坚韧韧，，耐耐海海水水腐腐蚀蚀，，在在海海水水中中与与铜铜合合金金之之间间的的磨磨擦擦系系数数很很小小，，不不伤伤铜铜套套。

但但价价格格昂昂贵贵其其次次，，当当在在轴轴承承与与轴轴套套间间进进入砂粒时，磨损速度显著增加，因此不适用于近海工作入砂粒时，磨损速度显著增加，因此不适用于近海工作¡铁铁梨梨木木在在尾尾管管衬衬套套中中的的布布置置多多采采用用桶桶形形排排列列，，板板条条厚厚度度为为15～～25mm，，宽宽度度为为60～～80mm板板条条宽宽度度基基本本相相同同，，镶镶嵌嵌紧紧密密纵纵向向接接缝缝在在一一条条直直线线上上，，在在85％％的的板板条条长长度度应应插插不不进进0.10mm塞塞尺尺板板条条背背面面与与衬衬套套内内孔孔也也应应紧紧密密贴贴合合，，其其不不贴贴合合区区不不可可超超过过总总面面积积的的20％％，，且且不不应应集集中中一一处处板板条条间间应应装装有有青青铜铜或或黄黄铜铜止止动动条条(2～～3根根)止止动动条条长长度度等等于于轴轴承承全全长长，，径径向向厚厚度度约约为为铁铁梨梨木木厚厚度度的的60％％，，且且不不应应大大于于铁铁梨梨木木允允许许极极限间隙时的板条厚度限间隙时的板条厚度¡铁梨木板条之间开有冷却水槽（除轴承下部铁梨木板条之间开有冷却水槽（除轴承下部60°范围内）范围内）¡板条总长度应使板条在轴向留有板条总长度应使板条在轴向留有2～～8mm的膨胀间隙。

的膨胀间隙¡在在加加工工、、安安装装和和修修理理过过程程中中应应使使铁铁梨梨木木处处于于湿湿润润状状态态，，以以免免干裂17全面分析18全面分析⒋桦木层压板尾轴承¡铁铁梨梨木木的的代代用用材材料料用用酚酚醛醛树树脂脂浸浸泡泡过过的的厚厚度度为为0.4～～0.5mm的的桦桦树树板板在在16～～20MPa的的压压力力和和145℃℃～～160℃℃的的温温度度下下胶胶合合起起来来的的材材料料耐耐磨磨、、耐耐腐腐蚀蚀它它在在海海水水中中能能与与青青铜铜配配成成良良好好的的磨磨擦擦付付层层压压板板的的端端面面耐耐磨磨性性能能更更好好些些，，故故板板条条的的纤纤维维方方向向应应与与轴轴颈颈表面垂直表面垂直¡轴轴承承下下部部层层压压板板的的木木层层方方向向与与轴轴中中心心线线垂垂直直，，上上半半部部则则可可与与轴轴中中心心线线平平行行轴轴承承支支承承表表面面包包角角在在100°～～110°之之间间层层压压板板尾尾轴轴承承的的冷冷却却水水槽槽设设在在止止动动条条附近，采用压力水润滑和冷却附近，采用压力水润滑和冷却19全面分析20全面分析㈣尾轴密封装置㈣尾轴密封装置¡任任务务：：为为了了防防止止舷舷外外水水沿沿螺螺旋旋桨桨轴轴进进入入船船内内以以及及润润滑油的外漏。

滑油的外漏¡尾尾轴轴密密封封装装置置就就其其布布置置的的位位置置，，可可以以分分为为首首部部密密封封装装置置及及尾尾部部密密封封装装置置两两种种对对于于油油润润滑滑的的密密封封装装置置，，其其首首封封的的任任务务主主要要是是封封油油，，使使其其不不致致漏漏入入船船内内；；而而尾尾部部密密封封装装置置则则担担负负着着封封水水和和封封油油的的双双重重任任务务对对于于水水润润滑滑的的尾尾轴轴管管，，则则只只设设首首封封，，仅仅担担负负着着不不使使船船外水漏入船内的任务外水漏入船内的任务¡组组成成：：密密封封装装置置由由密密封封元元件件(摩摩擦擦偶偶件件)及及其其夹夹持持、、定位部件等定位部件等21全面分析尾轴密封基本方法尾轴密封基本方法¡根据密封元件与轴的接触和防漏方式，尾轴密封又可以分为接触式和非接触式两种¡接触式密封装置以橡胶制品或浸油石棉盘根作填料，将其充填于转轴与其支承固定件的缝隙之中，并与轴(或轴套)接触，目前广泛采用的橡胶密封均属此类¡非接触式密封装置中密封元件的静、动部件之间留有一定间隙，不发生接触，而是靠流体流动路径（如迷宫）对流体的节流作用达到密封目的，油圈式密封属此类22全面分析⒈⒈骨架式密封¡如图2－56所示为骨架式首封。

J型骨架式橡胶密封圈3置于密封环座1中，剖分式压盖2及定位螺栓将其夹紧定位，依靠其唇部与转轴间的接触进行阻油当工作的油封磨损或变形失效后，可拆开压盖2，剪断并去掉工作油封3，换上备用油封6，再装上压盖2；当耐磨衬套表面受油封磨擦起槽过深时，可松开夹紧环5，沿轴向移动耐磨衬套位置，使其表面完好处与油封接触，这样可延长其使用寿命¡如图2－62所示为骨架式尾封，它属接触式密封，为了担负封水、阻油的双重任务，故所用的油封道数，比首部油封为多，一般用3～4道，其中两道向外翻边的件5和件6，主要用来阻水，向内翻边的一道或两道油封则主要用来阻油另在尾端设一道翻边橡皮4用来阻水和挡砂¡骨架式轴封目前被广泛应用干我国的中、小型船舶上，并已标准化，可供设计建造时选用 23全面分析24全面分析⒉⒉填料函式密封装置填料函式密封装置¡典典型型的的接接触触式式密密封封装装置置，，以以盘盘根根作作填填料料，，将将其其充充填填于于转转轴轴与与其其支支承承固固定定件件的的缝缝隙隙之之中中，，借借填填料料压压盖盖6及及压压盖盖衬衬套套5的的压压紧紧力使其与轴力使其与轴(或轴套或轴套)紧密接触，以达到密封的目的紧密接触，以达到密封的目的。

¡填填料料常常用用浸浸油油石石棉棉盘盘根根加加装装填填料料时时，，每每圈圈的的长长度度应应使使两两端端刚刚好好接接拢拢，，各各道道填填料料搭搭口口应应相相互互错错开开压压盖盖衬衬套套内内孔孔不不准准与与轴轴有有接接触触，，力力求求上上、、下下、、左左、、右右方方向向的的间间隙隙对对等等填填料料函函的的压压盖盖5，，管管接接头头和和配配水水环环2常常用用青青铜铜或或黄黄铜铜制制成成航航行行时时压压盖盖不不能能上上得得过过紧紧，，以以免免加加剧剧轴轴或或衬衬套套的的磨磨损损，，可可适适当当地地让让舷舷外外水水通通过过填填料料沿沿压压盖盖渗渗漏漏进进来来一一点点(每每分分钟钟约约数数滴滴)，，这这对对轴轴套套的冷却和减少其磨耗都将有好处的冷却和减少其磨耗都将有好处¡这这种种密密封封装装置置结结构构简简单单，，工工作作可可靠靠，，修修换换方方便便，，螺螺旋旋桨桨轴轴或或轴套磨损较严重轴套磨损较严重只用于首封只用于首封25全面分析26全面分析27全面分析⒉⒉水润滑尾管装置的润滑和冷却水润滑尾管装置的润滑和冷却¡首端的尾轴承及密封装置一般均采用封闭式的油脂润滑或是压力水（主机冷却水）润滑¡后端的尾轴承则不需考虑润滑和冷却措施。

¡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增加，故必须对摩擦副进行冷却，一般使冷却介质的温度不超过50℃为了改善摩擦副的散热条件，在轴承的内孔开有纵向冷却水槽，以便能有效地带走摩擦热并且要求在轴运转之前，应先供入压力水，以便进行冷却，并且冲走泥砂与杂物28全面分析29全面分析⒊⒊simplex密封装置密封装置¡这种装置的密封环的防漏和阻油原理与前面提到的骨架油封相同，其主要特点是其弹性及跟随性较好，加之唇口的接触宽度小，唇部及弹簧的径向力合适，且在其后面有中间托环8密封前盖9护托支承，以防其受压翻边或过度变形，故其密封效果良好，使用寿命长，在中大型船舶上应用极为广泛¡随动性随动性 30全面分析31全面分析⒋⒋油令圈式尾部密封装置油令圈式尾部密封装置¡如如图图2－－61所所示示为为油油令令圈圈式式尾尾部部密密封封的的结结构构示示意意图图装装置置由由三三道道油油令令圈圈9和和三三道道油油令令板板8组组成成件件6、、件件7、、件件8以以及及垫垫板板10用用螺螺栓栓固固紧紧在在尾尾管管后后轴轴承承11或或尾尾管管上上，，油油圈圈9紧紧套套在在防防磨磨衬衬套套2上上，，与与轴轴同同转转。

因因油油圈圈和和油油令令板板间间轴轴向向和和径径向向间间隙隙很很小小，，加加之之滑滑油油在在流流经经装装置置时时是是迷迷宫宫形形前前进进，，故故油油的的流流体体阻阻力力增增加加，，润润滑滑油油的的压压力力渐渐次次减减弱弱，，从从而而限限制制和和减减少少了了油油的的泄泄漏漏油油圈圈的的表表面面开开有有油油槽槽润润滑滑其其接接触触面面，，以以防防止止油油圈圈与与油油令令板板的的磨磨损损在在压压板板7内内装装有有翻翻边边橡橡皮皮3和和油油毛毛毡毡4，，伸伸出出部部分分紧紧贴贴在防蚀套的外圈上，以防海水漏入在防蚀套的外圈上，以防海水漏入¡油油圈圈式式密密封封装装置置结结构构简简单单、、重重量量轻轻但但使使用用时时间间一一长长，，油油圈圈与与油油令令板板问问的的磨磨损损就就会会使使密密封封性性能能变变差差，，易易产产生生漏漏水水、、漏漏油油现象，故近年来渐被其他性能较好的油封所取代现象，故近年来渐被其他性能较好的油封所取代 32全面分析⒌⒌端面轴封端面轴封¡主要由集装式轴套、动环、静环、补偿装置、锁紧系统等组成其基本原理是：动环通过动环座与集装式轴套合为一体；集装式轴套依靠锁紧装置同艉轴固紧，并随艉轴同步旋转。

静环通过静环座、压盖及弹簧座的定位，利用弹簧或橡胶筒本身的张力，始终与动环保持紧密贴合，形成弹性接触和良好的跟随性，可以充分适应艉轴的轴向窜动，以及因艉轴轴承磨损后，艉轴下沉和轴线失中导致的径向跳动¡这种密封摩擦面的接触压力可随意进行调节，适应性广，既适合用于油润滑的尾部密封，也可用于水润滑的首部密封，还可供深海密封应用¡产品的现场安装无需调试,只要将密封装置与轴承座作相应连接即可¡张家港的Cedervall ，泸州明达的CWS等等33全面分析34全面分析㈤尾管装置的润滑和冷却㈤尾管装置的润滑和冷却¡尾管装置中的轴与轴承、密封元件及其动静摩擦副之间，必须提供必要的润滑与冷却，以保证其工作的可靠性及延长使用寿命，否则桨发生故障，影响船舶航行和营运经济性35全面分析⒈⒈油润滑尾管装置的润滑和冷却油润滑尾管装置的润滑和冷却⑴⑴自然润滑法自然润滑法 ¡自自然然润润滑滑实实际际上上是是指指重重力力油油柜柜中中滑滑油油靠靠自自身身的的重重力力供供油油润润滑滑，，其其基基本本构构成成及及原原理理如如图图2－－64所所示示滑滑油油自自油油柜柜l进进入入后后尾尾轴轴承承5，，经经尾尾管管6流流至至尾尾轴轴前前轴轴承承8，，再再经经回回油油管管7回回至至油油柜柜1。

尾尾轴轴油油泵泵12的的任任务务是是在在安安装装和和营营运运时时向向尾尾管管装装置置泵泵油油用用，，泵泵油油时时将将滑滑油油自自油油柜柜抽抽出出，，沿沿上上述述线线路路将将油油泵泵入入尾尾轴轴承承等等处处，，当当见见到到回回油油管管有有回回油油时时，，即即表表明明系系统统已已充充满满了了油油，，就就可可终终止止泵泵油油图图中中示示出出的的12为为手手摇摇泵泵，，对对一一些些大大、、中中型型船船舶舶尚尚以以一一台台电电动动油油泵泵与与之之并并联联应应用用，，以以节节约约劳劳力力及及泵泵油油时时间间，，图图中中回回油油管管的的功功用用主主要要是是作作透透气气及及泵泵油油时时回回油油之之用用目目前前绝绝大大多多数数的中、小型船舶均采用这种重力供油的自然润滑方式的中、小型船舶均采用这种重力供油的自然润滑方式¡一一般般中中、、小小型型船船舶舶要要求求其其重重力力油油柜柜的的位位置置高高于于水水线线500～～1000mm；；对对于于某某些些大大型型，，当当其其满满载载水水线线与与空空载载水水线线差差大大于于5m时时，，应应设设置置两两个个油油柜柜，，并并求求其其重重力力油油柜柜的的位位置置高高于于水水线线3～～4m。

36全面分析重力式供油37全面分析⑵⑵间歇循环法间歇循环法¡如图2—65所示为某16000吨级多用途船尾管装置的间歇循环润滑系统，该系统的特点是：重力油柜l中的滑油经阀4流进尾管及尾轴承13、14等处，并经阀15流入尾轴下油柜12当系统的滑油耗损后，一般仍可靠重力油柜补油，系统即成为上述的自然润滑法；操纵阀15的开度，可以调节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，将油自下油柜抽出，并经过滤器9打至1内，这时系统也实行间歇循环，当件l内的油达到一定液面高度时循环泵7自动停止本系统的两只循环泵可以轮换工作，在抽出滑油时均使其通过过滤器9进行滤清，故滑油质量也得到改善¡另外，油柜2、3分别为前、后密封件提供润滑油38全面分析39全面分析。