船舶尾軸非工作軸徑包覆設(shè)備的設(shè)計

◇福建船政交通職業(yè)學(xué)院 李碧桃

船舶尾軸采用舷外水潤滑及冷卻的形式時，尾軸全部浸入水中，尾軸容易被水腐蝕，為此必須對尾軸采取防腐蝕措施，目前普遍采用的防腐措施是在尾軸的工作軸徑處用過盈套裝的銅套加以保護，而尾軸的非工作軸徑采用包覆玻璃鋼保護層防腐，故在此設(shè)計了一種船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼保護層的設(shè)備。

船舶的尾軸潤滑與冷卻方式有兩種，一種是用潤滑油潤滑與冷卻，另一種是用舷外水潤滑與冷卻。當船舶尾軸采用舷外水潤滑與冷卻時，尾軸全部浸入水中，尾軸容易被水腐蝕，所以應(yīng)該對尾軸采取防腐蝕措施，目前普遍采用的防腐措施是在尾軸的工作軸徑處用過盈套裝的銅套加以保護，而尾軸的非工作軸徑采用包覆玻璃鋼保護層。包覆玻璃鋼保護層的專用設(shè)備目前較少，在此設(shè)計一種船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼保護層的設(shè)備。

1 玻璃鋼材料

玻璃鋼材料包含膠黏劑和玻璃布，膠黏劑包括樹脂、增塑劑、硬化劑和稀釋劑，玻璃布一般需經(jīng)過350℃脫脂熱處理，玻璃布要求縱橫密度稀疏以便于膠黏劑滲透，玻璃布寬度尺寸有30mm、60mm、80mm、100mm、120mm等規(guī)格。

2 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼的方法

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼，即將玻璃布浸透膠黏劑之后，把玻璃布纏繞包裹在尾軸非工作軸徑表面上。包覆時從尾軸尾端開始，玻璃布的包裹方向和螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反，玻璃布的纏繞層間重疊尺寸為玻璃布寬度的1/3～ 1/2，玻璃布的起點應(yīng)該在距端點150～200mm處開始向近端包裹，之后再向反方向包裹；玻璃布包裹到達終點后也必須再向反方向包裹150～ 200mm，玻璃布包裹的層數(shù)應(yīng)不少于四層。

在玻璃布包裹過程中，尾軸需慢慢轉(zhuǎn)動，一直到膠黏劑不流動為止[1-2]。

3 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼設(shè)備的設(shè)計

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼的設(shè)備原理圖如圖1所示。

圖1 包覆玻璃鋼的設(shè)備原理圖

3.1 設(shè)備主要組成部件及其作用

鋼板1和彈簧及彈簧座2對玻璃布卷3壓緊，可自行調(diào)節(jié)玻璃布的松緊，調(diào)配好的膠黏劑儲存在儲膠柜5，刮膠板6把玻璃布上多余的膠刮下并流回到儲膠柜5中，刮膠板可調(diào)節(jié)刮膠的角度，滑輪8、10、13、15對玻璃布進行傳送及導(dǎo)向，其中滑輪8為主動滑輪，由電動機經(jīng)減速箱驅(qū)動，滾輪14、18支撐儲膠柜5并可沿著軸向移動，儲膠柜5的軸向移動由滾輪驅(qū)動裝置16帶動滾輪14、18滾動來實現(xiàn)，滾輪驅(qū)動裝置16由電動機、減速箱和齒輪傳動機構(gòu)等組成，滾輪14、18需置放在地面的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與尾軸的中心線平行。

3.2 設(shè)備驅(qū)動裝置的設(shè)計

該包覆玻璃鋼設(shè)備的驅(qū)動裝置有滑輪8的驅(qū)動裝置和儲膠柜5的軸向移動驅(qū)動裝置，滑輪8的驅(qū)動裝置輸送玻璃布實現(xiàn)徑向包裹尾軸，儲膠柜5的滑輪驅(qū)動裝置帶動滾輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)玻璃布包裹時的軸向移動，該軸向移動的速度需保證尾軸徑向玻璃布包裹一周時軸向移動的距離為1/3～ 1/2的玻璃布寬度。

（1）滾輪驅(qū)動裝置。滑輪驅(qū)動裝置如圖2所示，由變頻電動機、渦輪蝸桿減速機和滑輪等組成[3]。

圖2 滑輪驅(qū)動裝置

驅(qū)動裝置中滑輪的轉(zhuǎn)速為：

由于玻璃布包覆時尾軸需要慢慢轉(zhuǎn)動，所以滑輪驅(qū)動裝置的滑輪轉(zhuǎn)速需與尾軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。

（2）儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置。儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置如圖3所示，由變頻電動機8、減速箱6、傘形齒輪5和滾輪等組成[3]。

圖3 儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置

對于不同的尾軸轉(zhuǎn)速、不同的尾軸直徑及不同規(guī)格的玻璃布寬度，可以通過調(diào)整尾軸的轉(zhuǎn)速及儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置的變頻電動機的轉(zhuǎn)速相互配合，并滿足玻璃布層間重疊尺寸的要求。

滾輪轉(zhuǎn)速與尾軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

包裹玻璃布時，變頻電動機的轉(zhuǎn)速根據(jù)尾軸的轉(zhuǎn)速、尾軸的直徑和玻璃布的寬度計算并調(diào)整滾輪驅(qū)動裝置中變頻電動機的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)上述公式（2）和（3），可得：

4 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼設(shè)備的工作原理

如圖1所示，選定好寬度規(guī)格的玻璃布卷置于滑輪4上，調(diào)整好壓緊彈簧及鋼板1的位置，使玻璃布卷不會松動為止，抽出玻璃布卷的頭部，穿過滑輪15及滑輪10，并從刮膠板6下面穿過滑輪8、滑輪13之間，調(diào)整好刮膠板6的角度位置。

將調(diào)配好的膠黏劑倒入儲膠柜，啟動滑輪8的驅(qū)動裝置，將玻璃布頭部拉至尾軸處，并將前面未浸膠黏劑的玻璃布部分剪掉，然后將已浸透膠黏劑的玻璃布纏繞在尾軸的適當位置（距端點150～ 200mm處），啟動尾軸驅(qū)動電動機，并設(shè)置好轉(zhuǎn)速檔位，合上離合器，當尾軸開始旋轉(zhuǎn)時，開啟儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置的變頻電動機（按照要求的轉(zhuǎn)速預(yù)先調(diào)整好變頻電動機的轉(zhuǎn)速），隨后即進入正常的玻璃鋼包覆。包裹一層后，可改變儲膠柜軸向移動驅(qū)動裝置的變頻電動機的轉(zhuǎn)向（反轉(zhuǎn)），即可反向包裹第二層，重復(fù)正反向包裹直至達到層數(shù)的要求為止。

5 結(jié)語

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼，目前國內(nèi)各造船廠使用的設(shè)備多數(shù)比較簡陋，多數(shù)設(shè)備的包裹生產(chǎn)效率低，包覆質(zhì)量欠佳。本設(shè)計的船舶尾軸非工作軸徑玻璃鋼包覆設(shè)備具有通用性與先進性，適用于不同造船技術(shù)水平的造船廠，可以普遍推廣應(yīng)用，該設(shè)備包覆的玻璃鋼質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。