船舶軸系的組成與設(shè)計

1、2-1 概述 任務(wù)：將主機的功率傳給螺旋槳，又將螺旋槳所產(chǎn)生的 推力傳給船體，以實現(xiàn)推進船舶的使命。 組成：傳動軸（中間軸、螺旋槳軸、推力軸及連接軸與 軸用的聯(lián)軸器），軸承（中間軸承、推力軸承及尾 軸承），以及其他附件等。 一、船舶軸系的任務(wù)、含義與組成一、船舶軸系的任務(wù)、含義與組成 圖中為直接傳動主機。如用高速不可反轉(zhuǎn)主機，其后面須 設(shè)傳動設(shè)備， 即離合器和齒輪箱。 （1）推力軸：它前端有法蘭與主扭曲輸出法蘭相連接， 其后端的法蘭與中 間軸法蘭相連。 （2）推力軸承：用以承受推進器通過推力軸 傳遞來 的推力，并通過它將推力傳給船體。 （3）隔艙填料函：用以保持軸系穿過水密隔艙處的水 密 （4

2、）中間軸承：主要用來承受中間軸的徑向負荷 和 重量。 （5）尾管：用來支承尾軸承和螺旋軸，螺旋槳軸的密 封元件也裝在管中，用以封水 封油。 （6）潤滑系統(tǒng)：用來提供并保證尾軸承中滑油的供應(yīng)。 （7）制動器：常裝 在中間軸聯(lián)軸器的外緣上，用來 使軸制動。 （8）冷卻管路：給尾軸管、中間軸承、推力軸承供給 冷卻水。 軸 系 關(guān) 鍵 部 件 傳動軸較長，有的達100m以上。對于 這樣長的軸系， 如果只用一整根軸，是困難 和不方便的，且沒有必要。為了加工、制造、 運輸、拆裝方便， 常常把傳動軸分為許多節(jié)， 并用數(shù)個聯(lián)軸器將各節(jié)軸段連接起來組合而成。 軸系的多節(jié)性 由于軸系位于水線以下，一部分軸系長期浸

3、泡在水中， 工作條件惡劣，受力復(fù)雜；同時還受到船體變形、 裝載等的影響。 如果軸系設(shè)計布置或安裝不當，往往會導(dǎo)致軸系摩擦部 位發(fā)熱、劇烈的磨損，甚至發(fā)生斷軸事故。 二、軸系的工作條件和要求 1)工作可靠且有較長的使用壽命。有足夠的強度和剛度， 滿足規(guī)范要求，保證軸系在各種惡劣的載荷情況下不 致發(fā) 生永久變形或斷裂，使其在運行中安全可靠，并 有較長使用壽命。 2)盡量采用標準化結(jié)構(gòu)。在滿足工作需要的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡 量采用標準化結(jié)構(gòu)。這不僅給制造安裝帶來方便，還 能縮短造船周期、降底制造成本、提高經(jīng)濟 效益，而 且對產(chǎn)品的質(zhì)量提供了可靠的保證。 3)傳動損失小。在軸系設(shè)計時，要正確選擇軸承數(shù)目、布

4、置位置和潤滑方式，將傳動損失 降底到最小限度，以 提高推進效率。 2、軸系的要求 4)良好的抗振性能。保證軸系在營運轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不產(chǎn)生 扭轉(zhuǎn)共振和橫振共振， 進行振動臨界轉(zhuǎn)速的計算。 5)對船體變形的敏感性小。因船體變形使軸系各支承產(chǎn) 生位移而導(dǎo)致軸系產(chǎn)生附加應(yīng)力和附加負荷。軸系 設(shè)計和布置時就要考慮使這種影響盡可能小一點以 減少傳動損失延長軸系壽命。 6)良好的密封性。選擇性能良好的密封裝置，既要防止 海水對軸系的腐蝕，又要防止滑 油的外漏而污染海 洋環(huán)境。 7)重量尺寸要小?？s小軸系的重量尺寸，以省出更多空 間來裝載貨物或作其他用，對提高船舶的運行經(jīng)濟 性也看好處。 布置設(shè)計思路： 通過布置

5、確定軸系長度，決定軸承位置和間距等。 根據(jù)規(guī)范計算確定基本軸徑。 進行軸系的強度校核。 有些大型船舶軸系還要進行必要的振動計算和合理校 中計算。 軸系部件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及選型，最后繪制軸系布置圖、 尾軸尾管總圖及有關(guān)部件圖紙。 2-2 軸系的布置設(shè)計 （一）軸線的數(shù)目：取決于船舶的類型、航行性能、 生命力、主機型式和數(shù)量、經(jīng)濟性、可靠性。軸 線數(shù)目早在總體初步設(shè)計階段已決定。 一、軸線的數(shù)目、長度、位置及布置 （二）軸線及軸段長度的確定 軸線的基本長度L =首部端點為主機(或齒輪箱)的 功 率輸出法蘭的中心，尾部端點為螺旋槳的中心。 單軸系的軸線：常布置在船舶的縱中剖 面上; 雙軸系的軸線：對稱

6、布置在船舶兩舷; 三根軸系：一根布置在船舶的縱中剖面上，其余兩根對 稱布置在機艙左右兩舷。 單軸系的安裝 1、主機位置 主機布置高度：使主機(或齒 輪箱)的油底殼不碰到船 的雙層底或肋骨，并使 它們間 留有間隙，還應(yīng) 留出油底殼放油所需的 操作高度。 2、螺旋槳的位置 螺旋槳的位置一般由船體設(shè)計人員確定。船體殼板產(chǎn) 生振動的原因之一，是螺旋槳葉尖與船體外板 沒有足 夠的間隙，致使螺旋槳在運轉(zhuǎn)時水流沖擊外板造成 的。 1、軸承位置的確定 軸承破壞原因： 軸承中各支承軸承均與船體剛性連接，所以船體的變形將 引起軸承的徑向位移，這種位移會使軸承的負荷增加 許多倍甚至十幾倍，致使軸承處產(chǎn)生劇烈的磨損、

7、發(fā) 熱，甚至咬死燒壞。 二、軸承的位置、數(shù)目和間距 1-左軸承端蓋 2-輸出軸 3-滾動軸承 4-減速器殼體 5-齒輪 6-隔套 7-右軸承端蓋 8-密封圈 9-半聯(lián)軸器 10-擋圈 11-緊固螺釘 軸承的軸向位置還與各軸承負荷的均勻程度有關(guān)。 特別是在需進行合理校中的軸系中，為取得校中的滿意結(jié) 果，為使影響系數(shù)盡可能小，在布置時應(yīng)對軸承的軸 向位置作多方案的計算和論證。 為什么用增加軸承數(shù)目、減小軸間距來減小軸系的變 形量和軸承負荷，這種想法和做法是錯誤的？ 實踐證明：目前絕大多數(shù)船舶已從每節(jié)兩個軸承減 到一個。適當減少支承點會增加軸承彎矩，但軸 系變形牽制減 少，軸系附加負荷減少，船體變形

8、 對軸系影響相應(yīng)減少，對軸系工作有利。 2、中間軸承的數(shù)目和數(shù)目 (1)軸系臨界轉(zhuǎn)速的限制。軸承跨距過大，易產(chǎn)生軸系的 回轉(zhuǎn)振動和橫向振動。 (2)比壓和撓度的限制。增大軸承跨距，減少軸承數(shù)量， 使軸承比壓增加，撓度增加，同時 造成軸承負荷的 不均勻性。 (3)工藝條件的限制。增大軸承跨距給軸系的制造和安裝 帶來困難，特別是軸系安裝校中 時，要增加臨時支 承，以保持軸系的穩(wěn)定性。 為什么軸系必須使各軸承的比壓在許可范圍內(nèi)，并力求使 各軸承的負荷均 勻？如何控制？ 一旦軸承發(fā)生負荷過重，超過了許用比壓，導(dǎo)致軸承迅 速磨損、發(fā)熱及其他事故。遇到這種情況，不能輕易 用加大軸承長度的方法來降低比壓，一

9、般采用減小軸 承間距、降低軸承的高度和比壓；軸承負荷過小，出 現(xiàn)零值或負值，也是不允許的，這不僅影響軸承的正 常工作，而且造成鄰近軸承負荷過重。這是因為當軸 承負荷為零值或負值時，軸段與下軸瓦脫離，這樣， 一方面使計算的負荷與實際不符，另一方面影響橫向 振動的頻率的計算，設(shè)計者應(yīng)加大軸承間距。甚至取 消一道軸承，以改變受力情況。 1、軸承負荷的分配和調(diào)整 軸承負荷比壓過大或過小都是不適宜的。理想的狀態(tài) 是使各道軸承比壓值大致相等。我國1989年制訂 的鋼質(zhì)海船建造規(guī)范規(guī)定特 殊情況每個軸 承所受的正壓力應(yīng)不小于相鄰兩跨軸重量20%。 三、軸系布置設(shè)計的其他問題 2、中間軸承和尾軸管的后軸承 支

10、承反力位置有何區(qū)別？ 中間軸承不很長(約0.8倍軸徑) ， 一般軸頸和軸承接 觸比較均勻， 故其接觸壓力常用平均比壓表示， 其支承反力位置也取軸承中點。 但對尾軸管的后軸承，由于受到 螺旋 槳懸臂力矩的作用，其受 力情況是不均勻的，后端軸承負 荷 較重，支反力的位置也相應(yīng) 后移。 中間軸承支座布置圖 如上圖一長軸系，軸徑在 400650mrn之間，有三根連在一起 的等直徑中間軸，每根軸分別由一個 中間軸承所支承，各軸承的跨距與各 軸的長度相等為L，已知最大軸承許 用比壓取0.59MPa，軸承長度取軸徑 的0.8倍,求兩軸承最大間距 。 在進行船舶軸系設(shè)計時，傳動軸的基本直徑勻按有關(guān) 船舶建造規(guī)

11、范進行計算，必要時再作強度校核予 已補充。 2-3 傳動軸的規(guī)范計算及強度校核 用何種規(guī)范作為船舶設(shè)計建造的依據(jù)，除了考慮船舶 的性質(zhì)、航區(qū)等因素外，還要征得訂貨部門的意見。 為國外貨主建造船舶，要用世界多數(shù)國家認可的勞氏 規(guī)范及貨主國規(guī)范。 船舶建造規(guī)范的的性質(zhì) 1）它是強制性的法規(guī)性文件，凡不符合規(guī)范要求的船舶， 就認為不合格，不能營運。 2）規(guī)范中的計算公式必定是可靠的，有權(quán)威性的，它既有 理論根據(jù)，又是長期實踐經(jīng)驗的 總結(jié)。 3）規(guī)范中的公式是經(jīng)過簡化了的。許多須考慮的因素均用 系數(shù)來表達，使用方便。 4）具有不同種類的規(guī)范 區(qū)域劃分：各個國家或地區(qū)自己的規(guī)范和相應(yīng)的計算公式 用途劃分

12、：各種船舶級別、航區(qū)、用途的規(guī)范，如鋼質(zhì) 海船人級與建造規(guī)范、長江水系鋼船建造規(guī)范、 長江水系小型鋼船建造規(guī)范、海軍艦 艇建造規(guī) 范等。 規(guī)范的共同性： 不同的規(guī)范有不同的計算軸徑的公式和規(guī)定，但其共 同特點是以中間軸為基本軸徑(系數(shù) c = 1)，以靜強 度為計算基礎(chǔ)。根據(jù)材料力學(xué)的基本原理，以軸在 額定工況時傳遞主機功率的 平均扭矩所產(chǎn)生的扭應(yīng) 力，應(yīng)小于或等于軸材料的許用扭應(yīng)力(剪切)，并考 慮一些 經(jīng)驗數(shù)據(jù)而推導(dǎo)出來的。 已知：已知：P P7.5kW, 7.5kW, n n=100r/min,=100r/min,許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力40MPa,40MPa, 空心圓軸的內(nèi)外徑之比空心圓軸

13、的內(nèi)外徑之比 = 0.5= 0.5。 求求: : 實心軸的直徑實心軸的直徑d d1 1和空心軸的外徑和空心軸的外徑D D2 2。 P M=9549 n 7.5 = 9549 100 =716.2 N.m max= Wt1 16 MM =40 MPa 我國規(guī)范軸的 基本直徑d計 算值 傳動軸在工作時，同時受到扭轉(zhuǎn)、彎曲和壓縮三種負荷， 不僅承受靜載荷，而且還有附加動載荷作用。目前國 內(nèi)外主要根據(jù)規(guī)范公式計算軸徑，而主要依據(jù)扭矩， 即以軸在額定工況時傳遞的平均扭矩所產(chǎn)生的扭應(yīng)力 ，應(yīng)小于或等于許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ，并考慮一些經(jīng)驗數(shù) 據(jù)推導(dǎo) 出來的。而沒有明確考慮扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮 三種負荷的綜合作用。為了

14、反映實際受力情況，以及 對規(guī)范公式計算出的軸徑作進一步校核，有必要對傳 動軸的強度進行計算和校核。 二、 傳動軸的強度校核 1.由主機扭矩引起的扭應(yīng)力 2.由螺旋槳推力所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力 3.由中間軸重量所產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 4.由安裝誤差引起的附加彎曲應(yīng)力 5.合成應(yīng)力，根據(jù)強度計算合成應(yīng)力 傳動軸的任務(wù)，是連接主機(齒輪箱)輸出法蘭和螺旋 槳的橋梁，將主機的輸出功率傳遞給 螺旋槳。 2-4 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、任務(wù)、組成及要求一、任務(wù)、組成及要求 二、螺旋槳 軸和尾軸 螺旋槳與螺旋槳軸的聯(lián)接形式：螺旋槳與螺旋槳軸的聯(lián)接形式： 三、中間軸與推力軸三、中間軸與推力軸 2-5 中間軸承與推力軸承 中間

15、軸承是用來支承中間軸，以及 為了減少軸系 撓度而設(shè)置的支承點。 按基本結(jié)構(gòu)及摩擦形式:滑動軸承和滾動軸承 (一)滑動式中間軸承 1、滑動式中間軸承結(jié)構(gòu) 滑動式中間軸承的軸襯(軸瓦)澆有自合金，為了減少 軸頸與軸瓦之間的接觸摩擦，必 在兩者之間供給適量 的潤滑油。良好 不僅起減摩作用，還起到散熱和 沖擊 的作用 。 1）單油環(huán)中間軸承）單油環(huán)中間軸承 對于中型船舶，軸承相對較長，為了改善其潤滑質(zhì)量，一般 采用雙油環(huán)。 2）雙油環(huán)中間軸承）雙油環(huán)中間軸承 油環(huán)式中間軸承的適應(yīng)性：油環(huán)式中間軸承，其軸承座 與軸承蓋、軸瓦、油環(huán)以及甩油環(huán)都是采用剖分式，以 利于拆 裝。經(jīng)一定時間使用，發(fā)現(xiàn)軸瓦上的白合

16、金磨 損已超過規(guī)定限度時，只需更換軸瓦，而不必更 換整 個軸承。這種軸承比較簡單，只適用于連續(xù)穩(wěn)定運行的 軸上。 3）油盤式中間軸承）油盤式中間軸承 2.滑動式中間軸承技術(shù)參數(shù)的選擇和潤滑性能校核 1）主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 （1）軸承間隙：軸承間隙軸承孔徑D和軸頸直徑d的差 值，=D-d （2）長徑比：按軸瓦長度L和軸徑d的比值。 軸瓦長度L與軸承單位面積的承載能力(即比壓)有關(guān)。 （3）其他結(jié)構(gòu)尺寸。中間軸承選型先按規(guī)范確定中間軸 的基本軸徑，經(jīng)強度校核合格后，根據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)特 點決定中間軸軸頸的尺寸。決定中間軸軸頸尺寸可查閱 表2-5-2。 如采用非標準軸頸直徑，選配不到相應(yīng)尺 寸的中間軸

17、承。 2）承載力及潤滑性能校核 （1）承載能力校核。承載能力一般用比壓 p校核。 為了不使滑油在工作時被擠出，或 因軸瓦長度L不夠使 比壓太高，使軸承發(fā)熱和磨損，軸承比壓 p應(yīng)滿足下 列要求 （2）最小油膜厚度校核。中間軸和中間軸承的油膜厚 度，必須滿足以下條件，才能保證 軸承處于良好的液 體摩擦狀態(tài) （3）軸承工作時的溫度升高度（增加部分） (二)滾動式中間軸承 1、結(jié)構(gòu)類型 船用中間軸承使用較多的是雙列調(diào)心球面滾子軸承(GB287- 81) 。 滾動式中間軸承適應(yīng)范圍：因內(nèi)外圈之間允許有1 2.5。的偏斜角，加之緊定套沿軸向有移動的可能， 故 安裝比較方便。 對于軸徑小于70mm的小型船舶

18、，特 別是對其中負荷小、轉(zhuǎn)速高者，宜采用調(diào)心軸承 (GB282-81)。 2、額定動載荷C的計算和校核 由于滾動軸承的類型、 尺寸、精度級別等已 有國家標準，因此在 軸系設(shè)計中主要是根 據(jù)具體的載荷、轉(zhuǎn)速 和工作條件等方面的 要求，解決如何 合理 地選用軸承的結(jié)構(gòu)型 式及其額定動載荷C的 計算和校核。 3、特點比較 二、推力軸承 推力軸承的作用是承受水對螺旋槳的推力，并將其傳給 船體使船航行，因此推力軸承是軸系中不可缺的。 直接傳動的大型低速柴油機主機，往往自帶推力軸承； 帶有減速箱裝置的推進 裝置，其內(nèi)設(shè)有推力軸承；采用 中速機作主機的裝置要單獨配置推力軸承。 分類：滑動式（大型船舶）和滾動

19、式（小型船舶）兩類。 (一)滑動式推力軸承 1、軸承結(jié)構(gòu) 推力軸1的法蘭分別與主機功率輸出法蘭和中間軸法蘭聯(lián)接。 推力軸中部設(shè)有一個推力環(huán)，它的兩側(cè)各安置一組獨立的 扇形推力塊13，用來承受軸向推力，其中6塊均勻分布在 推力環(huán)前端圓環(huán)面積上，承受螺旋槳正車推力，另6塊均 勻分布在 推力環(huán)的另一面，承受螺旋槳倒車推力。每塊 推力塊在與推力環(huán)的接觸面上都澆有白合金，其背面則有 津硬的頂頭，偏心地支承在撐墊4上，使推力塊在推力環(huán) 回轉(zhuǎn)時有一定的浮動能力，以便形成較合理的模形油膜， 使其受力均勻且可減少摩擦阻力。 在支撐墊4后面設(shè)有調(diào)整板 7，用來調(diào)整推力環(huán)和推力塊之 間的間隙。上下軸瓦9與11分別放

20、置在上下軸承座體中， 用來承受徑向載荷。在軸承的下部設(shè)有冷卻水管17，用 以供給海水來冷卻滑油。在運行時，推力環(huán)將滑油帶起， 流往推力塊的摩擦面上。在軸承上方安有溫度計15。在 推力軸承的兩個端部 則設(shè)有檔油蓋10、16，并在其中填 人毛氈環(huán)，以阻止?jié)櫥偷穆┏觥?2、潤滑特點 單環(huán)式推力軸承只設(shè)一個推力環(huán)，卻比多環(huán)式推力軸 承能承受更大推力。 3、主要參數(shù)和選型 4、校驗 1）推力塊與推力環(huán)間比壓校驗 2）推力環(huán)應(yīng)力校驗 (二)滾動式推力軸承 優(yōu)點：摩擦損失小、傳動效率 高、尺寸小、滑油消耗少、 管理方便。 缺點：承受推力 較小，噪聲大。它適合中小型功率船舶 的推進裝置， 特別適合輕型高速快

21、艇。 1、尾軸管裝置的功能 尾軸管裝置布置于船體尾部，其主要功能是：支承 螺旋槳軸，保持船體的水密，防止舷外 水的大量 漏人或滑油的外泄。 2-6 尾軸管裝置 尾軸管裝置的結(jié)構(gòu)與軸系數(shù)目、潤滑方式關(guān)系 尾軸管裝置的結(jié)構(gòu)隨著軸系的數(shù)目、潤滑方式的不同 而不同。單軸系的船舶，螺旋槳離尾軸管距離較近，而 雙軸系的船舶，由于船體的線型關(guān)系，螺旋槳軸須伸出 較長，才能與螺旋槳相連接，故須在船體內(nèi)部設(shè)置尾托 架作支承。因此，兩者尾軸管裝置的結(jié)構(gòu)有所不同。 這種尾軸管裝置因采用水作為潤滑劑，故只需首部密封 10、11等。在裝置中，舷外水進入尾管內(nèi)，對尾部軸承 與螺旋槳軸的摩擦部位進行潤滑和冷卻。為了防止舷外

22、水 對螺旋槳軸的腐蝕，在與尾軸承相接觸的螺旋槳軸上鑲有 銅套14或其他 軸包覆，裸露在外的軸干表面還須包扎玻 璃鋼。 圖為雙軸系油潤滑的尾軸管裝置，尾管軸承前端和后 端均設(shè)有密封裝 置12、14、15、16、17、22等。 此外，還設(shè)有潤滑油油管，提供潤滑油給軸承及密封 裝置。 二、尾管的結(jié)構(gòu)型式與基本尺寸 1、結(jié)構(gòu)形式 ：有整體式和連接式兩種。 整體式尾管一般多用在單軸系的船上，是支承螺旋槳 軸的重要部件。尾管一般從艙內(nèi)向 船后安裝，使其 穿過艙壁及尾柱，其末端有外蝶、紋，用螺帽將其固 緊。尾管前端設(shè)有法蘭，將其固定于隔艙壁的焊接座 板上。法蘭與座板間裝有鉛質(zhì)墊片。 連接式尾管一般多用在雙軸

23、系的船舶上(圖2-6-3)， 件10借法蘭或螺紋法蘭固定于人字架軸殼和前支承 上。 2、材料 整體式尾管一般用鑄鋼、鑄鐵或球墨鑄鐵; 連接式尾管一般用鋼管或無縫鋼管。 三、尾軸承 尾管軸承6、12設(shè)置在尾軸管或人字架轂中。如圖所 示， 尾管軸承受力狀況 尾管軸承除了承受螺旋槳和螺旋槳軸 的重量之外，還要 承受更為復(fù)雜的負荷。特別是后軸承因承受螺旋槳在水 中回轉(zhuǎn)時的不均勻懸臂負荷，螺旋槳偶然碰到障礙物時 的沖擊負荷，螺旋槳和軸在運轉(zhuǎn)過程中的振動，使其工 作條件更為惡劣。尾軸承在船舶航行時很難檢修，只有 在船舶進塢后才能進行檢修。因此，軸承的結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固 可靠，否則因其故障而影響船舶正常營運。 尾軸

24、承的材料 油潤滑的尾軸承：一般用白合金做耐磨材料，小型船舶 使 用青銅或鑄鐵。 水潤滑的尾軸承：用鐵梨木、樺木層壓板、橡膠增強塑 料等作耐磨材料。雖然鐵 梨木性能好，但由于生長緩 慢，需要進口，價格昂貴，除在一些特殊船舶使用外， 一般用樺木層 壓板、橡膠等代替。 常用尾軸承 常用尾軸承有白合金尾軸承、橡膠尾軸承、鐵梨木尾軸承。 (一)白合金尾軸承 白合金材料成分 白合金分兩大類: (1)以錫為主體的錫基合金(其中錫含量約占83，性能優(yōu)越。 (2)以鉛為主體的鉛基合 金(其中錫的含量占16%) ，價格 較低。 這兩種白合金的化學(xué)成分和性能 如表2-6-2所示。 白合金的特點 優(yōu)點： 耐磨性很好，

25、不傷軸頸，抗壓強度相當高，散熱快，不 易發(fā)生摩擦發(fā)熱。 缺點： 制造、修理復(fù)雜，價格貴。安裝時，自合金軸承襯套的 外圓面與尾管應(yīng)緊密配合，否則襯套可能隨軸轉(zhuǎn)動，引 起發(fā)熱 燒壞。 (二)橡膠尾軸承 橡膠尾軸承廣泛應(yīng)用于中小型船舶，有條式和整體式兩種。 橡膠軸承的特點 （1）橡膠軸承富有彈性，能吸收振動，故對安裝誤差及沖擊敏感性較小， 工作平穩(wěn)無聲， 這對保護船體及改善船員、旅客的工作和生活環(huán)境均有 好處。 （2）由于沒有后密封裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，且避免了這部分摩擦功的損失。 （3）采用水作為潤滑冷卻劑，營運成本低。由于不用潤滑油，不污染航 道，降底了造價。 （4）橡膠傳熱性差，溫度超過65 -7

26、0度時，容易老化失效。低溫易變脆。 (三)鐵梨木尾軸承 鐵梨木是海船常用的一種水潤滑尾軸承材料。 優(yōu)點：鐵梨木組織細密、堅硬、重量大(密度約1.2） ， 具有抗壓、抗腐蝕、耐磨等優(yōu)點，順纖維方向的抗 壓強度達7250N/cm2。鐵梨木在水中能 分泌出一 種樹脂粘液，它與水一起形成乳狀液體，是良好的 潤滑劑；它和青銅摩擦?xí)r，摩擦系數(shù) 約為 0.0030.007， 且不傷軸頸。 缺點：鐵梨木在干燥時會裂開和扭曲變形，所以，加工 和安裝時應(yīng)使其處于濕潤狀態(tài)，或浸泡水中。 鐵梨木的機械物理性能可參見有關(guān)材料手冊。 鐵梨木軸承安 裝 在鑲嵌鐵梨木時應(yīng)使軸承下半部板條的 纖維紋路方向與 軸心線相垂直，以提

27、高它的耐磨性。上半部板條纖維紋 路方向可與軸心線平 行，以提高材料的利用率。 (四)樺木層壓板尾軸承 樺木層壓板是將我國盛產(chǎn)的樺 木切成簿單板，經(jīng)浸漬酣醒 樹脂后組成板坯，再在高溫 下壓 制成板材，做成尾軸承。 與鐵梨木相似，經(jīng)過加工的 樺木木質(zhì)堅實，強度增加， 耐磨、耐熱、耐腐蝕，摩擦 系數(shù)小，其物理機械性能達 到或接近鐵梨木的性能。 四、尾管密封裝置 為了防止舷外水沿著螺旋槳與軸承間隙浸人船內(nèi)及潤滑 油的外泄，在尾管裝置中心必須設(shè)置尾管密封 裝置。 尾管密封裝置可分為首部和尾部兩類。 密封裝置工作條件 密封裝置是由密封元件及其夾持定位部件等組成，其工 作條件十分惡劣，即要承受舷外水的壓力、

28、劇烈的磨損 及高溫摩擦外，元件還承受軸系的徑向跳動、海水的腐 蝕、泥砂水的磨刷等。 (一)首部密封裝置 航行時，壓蓋不能擰得過緊，以免加劇軸或襯套的磨損。 應(yīng)適當松開，讓舷外水每分鐘滴人數(shù)滴進行潤滑與冷卻。 此種密封裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、修換方便等 優(yōu)點。其缺點是要耗摩擦功，易使軸 或軸套磨損，造 成不良后果。 2、骨架式油密封裝置 骨架式油密封裝置如圖2-6-11所示，其密封元件用橡 膠圈。為了提高橡膠圈的剛性，有利于抱緊轉(zhuǎn)軸， 在橡膠圈中間嵌入金屬骨架。 3、 SIMPLEX型油封裝 置 (二)尾部密封裝置 為防止舷外水沿著螺旋槳與軸承間隙侵人船內(nèi)及潤滑油 的外泄，在尾管裝置中必須設(shè)

29、置尾管密封裝置。 1、油圈式尾部密封裝置 2、骨架式尾部密封裝置 3、 SIMPLEX改進型尾部密封裝置 與骨架式首部密封裝置結(jié)構(gòu)相同，但因尾部 密封裝置既 要阻水又要封油，所用的密封圈比首部密封圈多，一般 用3-4道，其中兩道向外翻 邊，用來阻水，兩道內(nèi)翻邊， 用來阻油。翻邊橡皮是作為舷外水進入的第一道防線， 用來阻水檔 砂。墊板1和O形圈2置于螺旋槳和軸的防 摩襯套的接合處，以防止水的侵人而引起腐蝕。 其主要密封元件是由三 道 唇部裝有箍緊彈簧絲的橡 皮密封圈組成，一道向前 翻，二道向后翻，其頭部 分別夾持在后殼體7、中 間 環(huán)衛(wèi)支承環(huán)4及后壓板 3中，這種固定方法對橡 膠 的壓縮量易于保

30、證。 密封裝置可在車間預(yù)裝， 然后 到實船安裝。 SIMPLEX改進型尾部密封裝置優(yōu)點 (1)密封性能好。 由于密封圈的獨特形狀，在耐磨襯套上作用較大的 比壓 力，有越壓越緊的特性; (2)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝拆方便; (3)由于密封圈富于彈性，當軸產(chǎn)生徑向軸向跳動位移時，其跟隨性較好， 密封性能不受影響。 五、尾軸承及密封元件的潤滑與冷卻 尾軸承與軸及密封元件的靜、動摩擦副之間均處于強烈 摩擦之中，必須供給足夠的滑油或水，否則將發(fā)生干摩 擦，使摩擦副發(fā)熱受損，影響船舶的正常運營。 鐵梨木軸承：水量不足時，水溫迅速提高，當在60- 70 度時，鐵梨木的摩擦系數(shù)提高，軸承發(fā)熱，損壞軸承及軸 包覆。只有在溫度不超過50度時，鐵梨木才能保持其抗 磨性能。 樺木層壓板軸承：由于摩擦系數(shù)較大，易于發(fā)熱，故所需 水量比鐵梨木軸承多。 橡膠軸承：工作時，要求將規(guī)定的冷卻水量連續(xù)輸入軸承 內(nèi)，若