內(nèi)河船舶尾軸管常用密封裝置形式

任 剛

（安徽省地方海事局 合肥 230011）

船舶尾軸管密封裝置是保證軸系正常工作，防止尾軸管內(nèi)潤滑油外泄造成水域污染，防止河水及泥砂侵入尾軸管內(nèi)加劇軸與軸承磨損、破壞潤滑油的性能和防止?jié)櫥椭苯有孤p失的裝置。尾軸管密封裝置的工作環(huán)境和條件極其惡劣，在工作時除受到軸系高速轉動帶來劇烈摩擦的作用外，還會受到螺旋槳運轉及軸系自然下沉產(chǎn)生的不均勻作用力的影響，軸系運轉的縱向和橫向振動也會加劇對密封件的局部磨損。上述各種情況都會對密封裝置的密封性能和使用壽命產(chǎn)生不利的影響，加之尾軸管的后密封裝置一般都在水下，檢查和維修十分不便，所以船舶尾軸管密封裝置的選用，對于船舶的正常航行十分重要。筆者根據(jù)工作實踐并參考有關技術資料和文獻，推介幾種常用的內(nèi)河船舶尾軸管密封裝置。

1 水潤滑船舶尾軸管密封裝置

1.1 開式水潤滑尾軸管密封裝置

1.1.1 結構形式

常用的水潤滑尾軸管密封裝置為開放式的，即僅有尾軸管的首密封裝置，而尾部不設密封裝置，直接與舷外水相通，見圖1。

圖1 水潤滑尾軸管首密封裝置

其結構一般是由裝置總成（本體汽胎）、密封總成（密封圈、彈簧、端蓋、襯套、夾環(huán)）及水、氣管路3大部分組成。工作原理是端蓋④與密封圈③之1號端面緊密接觸形成徑向的密封，防止尾軸管內(nèi)的水沿徑向進入船體內(nèi)。密封圈③緊套在軸套⑤上，環(huán)狀螺旋彈簧均勻的徑向力將密封圈緊箍在軸襯套⑤上，防止尾軸管內(nèi)的水沿軸向進入船體內(nèi)。軸系工作時，密封圈③隨軸轉動，1號密封圈端面的唇形邊與壓蓋④產(chǎn)生相對摩擦。壓力水通過專設的管系引入尾軸管，對尾軸承進行潤滑、冷卻，同時將尾管內(nèi)的泥砂經(jīng)尾管后端敞開處沖洗到舷外。當密封圈1號端面唇邊磨損嚴重失去密封作用時，可在軸不轉動的情況下，通過專設的空氣管路向氣胎內(nèi)充氣，使其膨脹抱緊尾軸，起到密封作用，防止舷外水通過尾管后端敞開處進入船體內(nèi)，這時，即可將損壞的1號密封圈去除，用2號密封圈替換。

1.1.2 特點

（1）尾軸管軸承（軸承一般采用橡膠或高分子復合材料制成）采用水作為潤滑、冷卻劑，對水體不產(chǎn)生任何污染，符合國家的防止水體污染政策要求。同時獲取方便，不需要成本。

（2）水作為潤滑劑由于粘度較小，因此在軸與軸承之間產(chǎn)生的潤滑膜強度也較小，潤滑效果較油潤滑差。

（3）尾軸管后端與舷外水相通，水中的泥砂可直接進入尾管，雖然有泥砂沖洗裝置，但是難以沖洗干凈，這會造成軸與軸承之間較大的磨損。現(xiàn)在內(nèi)河水域中的泥砂含量都較大，這一點是限制開式水潤滑尾軸管密封裝置在內(nèi)河船上使用的最主要原因。一般可考慮在水體泥砂含量較少、水流緩慢、水較深，不易泛起泥砂的庫區(qū)船上使用。

（4）開式水潤滑尾軸管密封裝置雖然省去了尾管后端的密封裝置，但其整個裝置并不簡單，為了沖洗泥砂要加裝沖洗管路，為了維修更換密封圈，要加裝氣胎及充氣管路，有的為了防止軸的腐蝕，還要在非工作軸頸處包裹防腐層等。這些都加大了安裝、使用、維護的成本和工作量。

1.2 閉式水潤滑尾軸管密封裝置

為了解決泥砂對開式水潤滑尾軸管密封裝置中軸與軸承磨損的影響，閉式水潤滑尾軸管密封裝置應運而生，見圖2。

圖2 水潤滑尾軸管尾密封裝置

其結構與開式不同的是在尾軸管后部加裝了密封裝置（首部密封與開式相同），由密封盒①、密封圈②、O形密封圈③及靜磨環(huán)④組成。相對設置的1號密封圈及O形密封圈③的作用是防止尾管內(nèi)的水泄漏至舷外，2號密封圈的作用是防止舷外的泥砂進入尾管內(nèi)。閉式水潤滑尾軸管密封裝置的工作原理及特點與開式的基本相同，不同的就是增設了尾軸管后部的防泥砂裝置，解決了開式水潤滑密封裝置固有的對水質(zhì)要求較高的弊端，可擴大使用范圍［1］。

2 油潤滑船舶尾軸管密封裝置

2.1 后油環(huán)（油令）前填料函尾軸管密封裝置

2.1.1 結構形式

結構形式見圖3。

圖3 后油環(huán)前填料函尾軸管密封裝置

后密封原理為利用油環(huán)與環(huán)座板及軸之間微小的間隙而產(chǎn)生的迷宮及小孔節(jié)流效應，使尾管內(nèi)的潤滑油經(jīng)過這些微小間隙時層層受阻，壓力不斷衰減，直至不外泄。

安裝時油環(huán)緊套在軸套上（加工時金屬油環(huán)與軸套配合按H7／k6，保證過盈量在0.01～0.03 mm），并且保證油環(huán)與環(huán)座板之間有軸向間隙（一般為0.2～0.5mm）。特別需要注意的是，環(huán)座板與環(huán)座板及壓蓋之間宜采用較簿的紙質(zhì)墊片（一般用青殼紙墊片），以便控制油環(huán)與環(huán)座板之間的軸向間隙，較厚的墊片安裝時難以控制油環(huán)與環(huán)座板之間的軸向間隙。防泥砂橡皮⑧在壓蓋⑨的徑向、軸向雙重擠壓下緊抱住軸徑，從而防止泥砂沿徑向或軸向進入尾管。前密封原理為：填料②在壓蓋①的擠壓下緊抱住軸頸并緊貼在填料函③端面上，防止尾管內(nèi)的潤滑油沿徑向或軸向外泄。

2.1.2 特點

（1）結構較簡單、結構尺寸較小，利于螺旋槳處空間較小的船舶安裝使用。軸轉動時油環(huán)隨軸轉動，既不與軸產(chǎn)生相對運動，同時也不與環(huán)座板產(chǎn)生接觸摩擦，所以對軸和環(huán)座板不產(chǎn)生磨損，使用壽命較長。

（2）油環(huán)及環(huán)座板一般采用鑄銅ZHMn58－2－2制做，成本較高。另外加工精度及安裝精度要求也較高，如果油環(huán)及環(huán)座板發(fā)生磨損則潤滑油泄漏會隨著磨損量的增大而愈發(fā)嚴重，并且無補償能力。

（3）前填料函式密封裝置，結構簡單、造價低廉，加工、安裝、維修方便，更換時只需將原盤根拉出，填入新盤根再壓緊即可。密封的效果可通過調(diào)節(jié)填料壓蓋軸向移動來實現(xiàn)，具有一定的補償能力。但填料一般與軸直接接觸，對軸的磨損較大。

（4）防泥砂橡皮一般采用8～12mm的耐油橡膠板剪制，安裝時保證軸向和徑向均有1mm左右的壓縮量。從實際使用情況看，防泥砂效果頗佳，在很多其他尾軸管密封裝置上，都采用此防泥砂形式。

2.2 J形橡膠油封型尾軸管密封裝置

2.2.1 結構形式

結構形式見圖4。

圖4 J形橡膠油封形尾軸管密封裝置

其工作原理是：J形橡膠油封的環(huán)狀預緊彈簧，將油封唇口均勻地箍緊在軸防磨襯套上，防止?jié)櫥脱剌S向外泄。油封壓蓋軸向壓緊，保證了油封端面與油封盒緊貼，防止?jié)櫥脱貜较蛐孤Ｍ瑫r，也會使油封的變形沿徑向延伸，增加了油封唇口的抱軸力，也能提高J形油封軸向密封效果。后部防泥砂橡皮和1或2道唇口朝外的J形油封可阻止舷外水及泥砂進入尾軸管內(nèi)。前、后封油的J型油封安裝時，建議在兩道J形油封之間充填油脂，以保證靠外的J形油封唇口得到潤滑，減小磨擦發(fā)熱而不至很快磨損［2］。

2.2.2 特點

（1）密封效果良好，漏油很少，運轉平穩(wěn)。因橡膠的彈性效大，有一定的補償能力，與防磨襯套組合使用對軸無磨損。

（2）結構簡單、安裝、維修方便。由于J形密封圈為標準件，因此密封裝置易于工業(yè)化批量生產(chǎn)，價格低廉，選用方便。目前內(nèi)河船上多使用該型船舶尾軸管密封裝置，宜推薦采用這種形式。

2.3 橡膠碗形尾軸管密封裝置

2.3.1 結構形式

結構形式見圖5。

圖5 橡皮碗形尾軸管密封裝置

其工作原理與J形橡膠密封圈基本相同，都是利用唇部與端面防止尾管內(nèi)的潤滑油沿徑向或軸向泄漏。尾部4道橡膠碗的中間兩道之間有與尾軸潤滑油箱相通的管路，并裝有直通截上閥。使用一段時間后，如發(fā)現(xiàn)漏油較多時則把截止閥關閉，前面2道橡膠碗即起密封作用，這樣可延常整個裝置的使用壽命。

2.3.2 特點

（1）密封能力較好，使用較可靠，特別是尾部加裝了備用橡膠碗后，可使裝置的使用壽命有所延長。同樣是橡膠制品，彈性好，對磨損有一定的補償能力。

（2）結構比較簡單，安裝、維修較方便，與J形橡膠油封型尾軸管密封裝置特點基本相同，但結構上稍復雜，構件尺寸稍大。

3 結語

內(nèi)河船舶尾軸管密封裝置經(jīng)過這些年的發(fā)展，變化并不大。本文介紹的幾種船舶尾軸管密封裝置仍然是當今內(nèi)河船上經(jīng)常使用的形式。油的潤滑效果較水為好，所以油潤滑尾軸管密封裝置被大部分內(nèi)河船采用，其中J形橡膠油封型因其綜合性能較優(yōu)而最受歡迎。但是隨著科學技術的不斷發(fā)展，國家控制水域油污染政策的不斷推出，人們環(huán)保意識的不斷增強，相信尾軸管水潤滑密封裝置，特別是閉式水潤滑密封裝置將會有更美好的發(fā)展前景。

［1］郭賢明，譚祖勝，陳川艾.閉式水潤滑尾軸尾管裝置可行性研究［J］.船舶工程，2004（3）：14－16.

［2］長江船舶設計院.內(nèi)河船舶設計手冊［M］.動力分冊.北京：人民交通出版社，1989.