大功率船用齒輪箱輸出軸推力瓦潤滑及密封結構設計

侯玉江 毛方元

摘要：齒輪箱推力軸瓦采用不間斷注入一定壓力潤滑油浸泡的方式潤滑，輸出軸密封結構的設計極為關鍵。本文提出的船用齒輪箱輸出軸瓦密封結構設計方法已經過大量實船驗證，為解決輸出軸漏油提供了一種可靠的參考方案。

關鍵詞：推力軸瓦；密封；回油孔；當量進油孔直徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.052

0引言

大功率船舶大多采用中低速柴油機作為動力源，按船舶推進所需的螺旋槳轉速設計合適的減速齒輪箱（低速機不需要齒輪箱），工作時槳葉旋轉產生的正/倒車軸向推力通過齒輪箱輸出軸上的滑動推力瓦傳遞給與船體剛性連接的齒輪箱殼體上，從而實現船舶的前進或倒退。齒輪箱輸出滑動推力瓦一般設計在輸出軸法蘭側，對于采用浸泡方式潤滑的輸出軸推力瓦，輸出軸密封結構的設計對船舶正常使用及日常維護尤為重要。

1齒輪箱輸出軸推力瓦潤滑油量設計

大功率船用齒輪箱輸出軸上的推力瓦一般采用米歇爾滑動軸瓦結構形式，采用巴氏合金的推力瓦設計計算比壓要求不大于4Mpa，螺旋槳推力的大小一般由設計院提供。

2齒輪箱輸出軸密封結構設計

2.1如圖為典型大功率船用齒輪箱輸出軸推力軸承及密封詳細結構

在齒輪箱工作時，安裝輸出軸推力瓦（4）的軸瓦油腔（8）內充滿潤滑油，回箱體的潤滑油有三個回路，一部分通過輸出軸（1）與輸出擋油環（3）的間隙后由箱體回油孔2（7）流入下箱體，第二部分通過油腔下端的回油孔3（10）流入箱體，第三部分通過油腔最上端的箱體回油孔1（5）返回齒輪箱箱體（9）；輸出油封（2）用于密封和防塵。

2.2輸出擋油環內徑C、回油孔直徑a的取值設計

其次，根據當量回油孔徑d1/3小于進油孔直徑d的原則校核擋油環3直徑C、回油孔10直徑a是否取值合理；確定好輸出擋油環3的直徑C及回油孔10的直徑a后，再直徑不小于3倍當量進油孔直徑d1的方法設計箱體回油孔2的直徑（建議箱體回油孔2根據結構盡量設計大）。

最后，設計箱體回油孔1的大小。由于船舶工作時不斷有潤滑油充滿軸瓦油腔8，大量的潤滑油通過設置在最上端的箱體回油孔1返回箱體，故該孔設計時要盡量，具體結構和尺寸根據不同齒輪箱調整。

3結論

針對輸出軸采用米歇爾結構滑動推力瓦的大功率船用齒輪箱，本文提供了輸出軸瓦實際所需潤滑油量的計算方法；輸出軸瓦潤滑油分三個位置返回箱體，輸出軸與擋油環間隙的取值及油腔下端回油孔（兼顧排油腔雜質）的取值有一定的關聯性，本文一并給出了設計取值的原則及計算方法。通過采用本文的設計方法，希望為解決大功率船用齒輪箱輸出軸漏油這一頑疾找到一種有價值的參考方案。