船舶尾轴密封
浅析船舶尾轴密封装置
浅析船舶尾轴密封装置摘要:尾轴管密封装置的工作环境和条件极其恶劣,在工作时除受到轴系高速转动带来剧烈摩擦的作用外,还会受到螺旋桨运转及轴系自然下沉产生的不均匀作用力的影响,轴系运转的纵向和横向振动也会加剧对密封件的局部磨损。
所以船舶尾轴管密封装置的选用、检验和优化,对于船舶的正常航行十分重要。
关键词:尾轴管检验密封装置船舶尾轴管密封装置是保证轴系正常工作,防止尾轴管内润滑油外泄造成水域污染,防止河水及泥砂侵入尾轴管内加剧轴与轴承磨损、破坏润滑油的性能和防止润滑油直接泄漏损失的装置。
一.尾轴密封装置的工作条件船舶尾轴密封装置的工作条件是十分恶劣的,在工作时,它除受到剧烈的磨损及摩擦高温的作用外,尚受到江河含泥沙水的作用。
特别是对吃水比较深的船舶,还要承受较高水压和滑油静压两者压力差的作用。
另外螺旋桨在回转时,还会产生悬臂及不均匀载荷,致使尾轴在尾轴承中所产生的径向跳动及偏心运动幅度较大。
再者,主机常用正倒车工作情况,尾轴在运转时往往还会产生一定的横向和轴向振动,对尾轴密封装置也会造成不良的影响。
这些工作特点,对尾轴的密封是很不利的。
加之尾轴密封装置一旦出现故障,不仅使滑油泄露或产生大量的机舱污水,对水域造成污染,而且换修往往需要船舶进坞或上排,影响船舶的正常营运,所以对尾轴密封装置的研究是及其必要的。
二、常用密封装置形式1、水润滑船舶尾轴管密封装置1.1常用的水润滑尾轴管密封装置为开放式的,即仅有尾轴管的首密封装置,而尾部不设密封装置,直接与舷外水相通闭式水润滑尾轴管密封装置。
特点:1.1.1尾轴管轴承(轴承一般采用橡胶或高分子复合材料制成(采用水作为润滑、冷却剂、对水体不产生任何污染、符合国家的防止水体污染政策要求。
同时获取方便、不需要成本。
1.1.2水作为润滑剂由于粘度较小,因此在轴与轴承之间产生的润滑膜强度也较小,润滑效果较油润滑差。
1.1.3尾轴管后端与舷外水相通,水中的泥砂可直接进入尾管,虽然有泥砂冲洗装置,但是难以冲洗干净,这会造成轴与轴承之间较大的磨损。
内河船舶尾轴密封装置的设置及检验
关键词:尾轴密封装置;填料函式;骨架油封;检验
中图分类号:U664.21
文献标识码:A
文章编号:1006-7973(2009)010-0137-03
一、尾轴密封装置的工作条件 船舶尾轴密封装置的工作条件是十分恶劣的,在工作时, 它除受到剧烈的磨损及摩擦高温的作用外,尚受到江河含泥 沙水的作用。特别是对吃水比较深的船舶,还要承受较高水 压和滑油静压两者压力差的作用。另外螺旋桨在回转时,还 会产生悬臂及不均匀载荷,致使尾轴在尾轴承中所产生的径 向跳动及偏心运动幅度较大。再者,主机常用正倒车工作情 况,尾轴在运转时往往还会产生一定的横向和轴向振动,对 尾轴密封装置也会造成不良的影响。 这些工作特点,对尾轴的密封是很不利的。加之尾轴密 封装置一旦出现故障,不仅使滑油泄露或产生大量的机舱污 水,对水域造成污染,而且换修往往需要船舶进坞或上排, 影响船舶的正常营运,所以对尾轴密封装置的研究是及其必 要的。 尾轴密封装置的发展日新月异,主要有两种形式:水润 滑密封装置和油润滑密封装置。对于内河船舶,水润滑密封 装置主要为填料函式,油润滑密封装置主要为骨架油封。下 面,笔者对这两种尾轴密封形式进行一下介绍。 二、填料函式 1.工作原理 设置填料函式密封装置的尾轴,仅仅设首端密封,如图 一所示。此种密封装置主要是靠填料3来阻止尾轴承内的江 河水流入机舱,填料3在压盖6的预紧力作用下与尾轴7紧 密接触,达到阻水密封之目的。尾轴承磨损使尾轴下沉时, 可径向调节填料函本体使与尾轴同心,保证密封效果。填料 一般采用浸油脂的棉、麻或尼龙绳。 该密封装置,一般都设有进水管l,以引入具有压力的 舷外水,冷却和冲走积存在填料内的泥砂。一般都是江河水 经过粗细滤器后,由水泵经进水管泵入轴承前部,从后部流 出江河水。其供水压力根据船舶吃水深度决定,要求大于舷 外水深的自然压力,并能冲走轴承槽中沉积的泥沙。一般供 水压力取O.05—0.1Mpa,供水量要求能带走轴承运转时产生 的摩擦热量。
船用艉轴密封
船用艉轴密封
船用艉轴密封是一种用于船舶尾部轴承密封的装置,主要
用于防止海水进入船舶的机舱。
它通常由以下几个部分组成:
1. 艉轴密封壳体:密封壳体是安装在船舶艉部的一个金属
外壳,通常由高强度和耐腐蚀的材料制成,如不锈钢。
密
封壳体具有良好的密封性能,能够有效防止海水进入机舱。
2. 密封垫片:密封垫片是安装在密封壳体内部的一个重要
部件,通常由弹性材料制成,如橡胶。
密封垫片能够与轴
承紧密接触,并形成密封效果,防止海水渗入。
3. 密封油:密封油是填充在密封壳体内部的润滑油,通常
为高温、高压和耐腐蚀的润滑油。
密封油能够在轴承和密
封垫片之间形成一层润滑膜,减少摩擦和磨损,同时也能
起到密封作用。
4. 密封装置:密封装置包括密封环、密封垫、密封圈等,
用于确保密封的完整性和稳定性。
这些密封装置通常由耐
腐蚀和耐磨损的材料制成,如橡胶和金属。
船用艉轴密封的工作原理是,当轴承转动时,密封垫片与
轴承紧密接触,并形成一层密封效果。
同时,密封油在密
封壳体内形成一层润滑膜,减少摩擦和磨损。
当海水试图
进入机舱时,密封垫片和密封装置会阻止海水的渗入,保
持机舱的干燥和安全。
船用艉轴密封在船舶的设计和制造中起到了至关重要的作用,它能够有效保护船舶的机舱免受海水的侵蚀,提高船舶的安全性和可靠性。
同时,船用艉轴密封还能减少轴承的磨损和故障,延长轴承的使用寿命,降低维修和更换的成本。
船用尾轴密封标准
船用尾轴密封标准一、密封材料船用尾轴密封应采用耐腐蚀、耐磨损、耐高温的材料,如橡胶、聚四氟乙烯等。
密封材料应具有良好的弹性和恢复性,以确保密封性能的稳定性和持久性。
二、密封结构船用尾轴密封应采用合理的密封结构,包括动环、静环、密封圈等部件。
密封结构的设计应能够有效地减少泄漏,同时降低摩擦和磨损。
此外,密封结构应易于安装和维护,以提高整体可靠性。
三、密封间隙密封间隙是影响船用尾轴密封性能的重要因素之一。
合适的密封间隙可以有效地减少泄漏,同时降低摩擦和磨损。
密封间隙的大小应根据具体的工况和使用要求进行选择,以确保最佳的密封效果。
四、润滑系统船用尾轴密封的润滑系统是保证密封性能的重要环节。
润滑系统应能够提供足够的润滑剂,以减少摩擦和磨损,延长密封件的使用寿命。
同时,润滑系统应具有良好的过滤和冷却功能,以保持润滑剂的清洁和适宜的温度。
五、安装和维护安装和维护是保证船用尾轴密封性能的重要措施。
在安装过程中,应确保密封件的正确安装和紧固,避免因安装不当导致的密封失效。
在日常维护中,应定期检查密封件的磨损和泄漏情况,及时更换损坏的密封件,以保证密封性能的稳定性和持久性。
六、试验要求为了确保船用尾轴密封的性能和质量,应进行必要的试验。
试验应包括静压试验、动压试验和温度试验等环节,以模拟实际工况下的密封性能。
试验结果应符合相关标准和规定的要求,不合格的密封件应予以更换或修复。
七、安全性评估船用尾轴密封的安全性评估是保证船舶安全的重要环节。
评估应包括密封结构的强度、耐久性和可靠性等方面,以确保密封件在各种工况下都能够安全可靠地工作。
如有必要,应对密封件进行失效模式分析(FMEA),以预防潜在的失效风险。
八、环境适应性船用尾轴密封应具有良好的环境适应性,能够在不同温度、湿度、盐度等环境下正常工作。
同时,密封件应具有一定的抗腐蚀和防老化能力,以保证较长的使用寿命。
在特殊环境下工作的船舶,如深海、极地等,其尾轴密封还应具备更高的环境适应性要求。
船舶尾轴密封装置原理及漏泄处理
船舶尾轴密封装置原理及漏泄处理一、引言船舶尾轴密封装置是船舶轴系的重要部件之一,其性能好坏直接影响到船舶的运行,同时对防止尾轴滑油污染海洋环境也起着十分重要的作用,因此对尾轴密封装置的研究是极其必要的。
笔者所在的船舶,大风浪天气航行时突发机舱尾轴密封油柜高位报警,后经检查发现,是尾轴密封不良导致海水漏泄至密封油腔里,引起密封油柜高位且乳化。
船舶尾轴密封油漏泄有两种情况常见:一是大风浪天气,船舶尾吃水小,由于船体剧烈震动,就会引起密封装置密封不好;二是船舶长时间锚泊,主机启动时有时会引起尾轴密封不好,从而导致漏泄。
尾轴密封不好导致漏泄一般分为:海水进入油腔造成密封油柜油乳化,最终导致尾轴腐蚀,或者密封油柜的油漏泄至船舷外,导致油污染水域。
无论哪种情况,都会造成不良的后果。
因此,必须重视船舶尾轴密封情况,一旦发生漏泄,就要及时采取正确措施。
二、船舶尾轴密封装置1.现代尾轴密封的特点目前海船的尾轴承绝大部分以油润滑的白合金轴承替代铁犁木等传统的水润滑轴承,其油膜承载能力大,油的润滑性能好,尤其是其密封装置能有效地密封,使海水和泥沙不易进入尾轴管,所以磨损很小,主机和轴系的工作相对平稳、可靠。
2.尾轴密封的结构尾轴密封装置分前密封装置(SC2Z)和后密封装置(SC2B)。
前密封装置位于机舱一端,其作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱;后密封装置位于螺旋桨一端,其作用是既防止尾轴管内滑油泄漏到舷外污染海面,又防止海水进入尾轴管内乳化润滑油。
后密封装置一般有三道密封环(1号、2号和3号),后面两道密封环(1号、2号)的作用是防止海水进入尾轴管内,第三道密封环(3号) 的作用是防止尾轴管内滑油泄漏(见图1)。
前密封装置的结构与后密封装置的结构基本相同,不同的是前密封装置只有两道密封环(V1、V2)(见图2)。
密封环是由丁晴橡胶图2前密封装置的两道密封环(NBR)或氟橡胶(VITON)制成的,可根据不同的使用条件选择使用。
思舶讲堂船舶艉轴密封装置与防护罩可能出现的问题及其解决办法
思舶讲堂船舶艉轴密封装置与防护罩可能出现的问题及其解决办法267-2018船舶艉轴密封因各种原因可能会出现泄漏,海水进人密封腔,使后密封油箱滑油乳化(见图1),严重时滑油向外泄漏至海面,导致港口当局滞留或罚款,或者海水向内泄漏,使得艉管滑油乳化,润滑油膜失效,导致艉轴承高温甚至烧毁等严重事故,给船舶带来严重的安全隐患。
艉轴密封装置设计不当或安装不当是引发艉轴密封泄漏的主要原因。
另外,防护罩结构不合理或安装不当,容易使渔网缠绕。
渔网进人密封腔引发艉轴密封泄漏,或者防护罩碰擦螺旋桨等现象。
某系列散货船共12艘,建造于2012年期间,使用某厂同一型号和尺寸的艉轴密封装置,船舶大多在出厂后3—6个月出现艉轴后密封泄漏和艉轴后密封油箱以及尾管滑油乳化等问题。
1调查与分析船舶艉轴密封泄漏发生后,造船厂于次年初安排第1艘船舶进坞修理,船厂和船舶所有人以及制造商代表都在第一时间赶到现场。
当密封装置拆开后,发现密封圈内滑油已经乳化,不锈钢套也磨出比较深的凹槽,在最后一道密封环的后面,还有一道羊毛毡已经部分脱落(见图2)。
仔细检查乳化的滑油,用手摸感觉有明显的细颗粒物,感觉好像是男士洗面奶(见图3),仔细查看发现还有细小的羊毛在乳化物中(见图4)。
厂家设计的意图是考虑船舶经常进出长江等内河航道,为挡住泥沙,就在密封装置后面增加一道羊毛毡 (见图5)。
羊毛毡上脱落的羊毛在螺旋桨水流的作用下部分进人密封圈,羊毛穿过橡胶密封面时破坏密封,同时使不锈钢套异常磨损(见图6),更加破坏密封,使海水进人密封腔导致滑油乳化,这是艉轴密封泄漏的真正原因。
最明显的证据就是乳化物经过清理后残留的羊毛球(见图7)。
需要说明的是,羊毛毡看起来柔软,其实是具有相当硬度的物体,如轴系的机加工最后就是用羊毛毡抛光。
2对策和改进羊毛毡通过高温挤压成型,经海水浸泡后的羊毛在不镑钢套旋转摩擦作用下会脱落,而橡胶或者高分子材料则不易脱落,因此选用橡胶替换羊毛毡,或者干脆去除这一道多余的密封圈。
某船艉轴密封装置失效的处理措施
2020.6 CHINA SHIP SURVEY 中国船检101某船艉轴密封装置失效的处理措施部件包括固定夹紧环、衬套、压盖、端面密封圈和箍筋弹簧。
该装置端面密封圈安装于衬套上,随衬套转动,同时实现轴向密封,径向密封通过端面密封圈与压盖的紧密接触实现。
密封圈与压盖端面摩擦环带较窄,砂粒不易在环带中存留,延长了密封装置在浅水水域的使用寿命。
当端面密封圈磨损失效后,该装置可通过向气胎内充压缩空气实现临时密封,更换备用端面密封圈。
船舶艉轴密封装置作为船舶推进系统重要部件之一,具有隔绝船舶内外和保证艉轴正常运转的重要作用。
一旦失效,往往造成船舶进水、设备损坏和环境污染等严重事故后果。
某船发生机舱进水事故,大量进水漫过辅机舱进入主机舱,造成舵机、辅机海水泵等设备浸水损坏。
而船舶艉轴密封装置失效是造成机舱进水的直接原因。
调查发现,为了减小机舱噪音,该船主机、齿轮箱垫块采用了弹性垫块(如图1)。
弹性垫块的弹性模量比金属小很多,在船舶运行中,容易产生弹性变形。
其次,该船采用的艉轴密封装置与设计图纸不符,设计图纸使用SMB 型艉轴密封装置,实船采用SM 型艉轴密封装置。
SM型和SMB型艉轴密封装置对比分析SM 型水润滑艉轴密封装置,其轴向补偿量为±1mm ,主要密封此方法无须将艉轴密封装置从轴系上拆卸下来,大大降低了维修成本。
SMB 型水润滑艉轴密封装置,其轴向补偿量为±3mm ,主要密封部件包括静环总成和动环总成两部分。
静环总成包括本体、气胎和静环等,动环总成包括动环、动环座、衬套和固定夹紧环等。
系泊状态时,补偿弹簧的预紧量使动环与静环紧密贴合,起到密封作用。
船舶作业时,动环随艉轴转动,静环固定在朱水雄朱水雄 中国船级社温州办事处验船师、高级工程师,先后从事船舶轮机管理、船舶检验、船用产品检验等,现为中国航海协会机电委员会委员。
中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2020.6102一线手记 Site Notes艉轴管上静止不动,动环与静环间相互摩擦,形成润滑水膜,实现密封作用。
船舶尾轴密封装置原理
船舶尾轴密封装置原理
船舶尾轴密封装置是用于防止船舶尾轴处的润滑油或者润滑脂泄漏,并防止海水进入船舶机舱的重要装置。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 紧固密封,船舶尾轴密封装置采用特殊的设计和材料,能够紧密贴合在尾轴和尾轴轴承上,形成有效的密封。
这种紧固密封可以防止润滑油或者润滑脂从尾轴处泄漏。
2. 隔离海水,船舶尾轴密封装置通常包括多级密封结构,能够在尾轴周围形成有效的隔离屏障,阻止海水进入尾轴密封处。
这种隔离海水的设计可以保护尾轴轴承和润滑系统,防止其受到海水侵蚀和腐蚀。
3. 冷却和润滑,部分船舶尾轴密封装置还会配备冷却和润滑系统,通过循环水或者润滑油来降低尾轴密封处的温度,减少摩擦和磨损,从而延长密封件和轴承的使用寿命。
4. 监测和报警,一些高级船舶尾轴密封装置还会集成监测和报警系统,能够实时监测尾轴密封处的压力、温度和泄漏情况,一旦
发现异常,即可及时报警,提醒船员进行检修和维护。
总的来说,船舶尾轴密封装置通过紧固密封、隔离海水、冷却润滑和监测报警等原理,保障船舶尾轴处的密封性能和安全运行,是船舶动力系统中不可或缺的重要部件。
浅析内河船舶尾轴密封故障及维修
浅析内河船舶尾轴密封故障及维修内河船舶尾轴密封采用动静盘式的非接触密封,由于内河泥沙的作用,造成动静环配合面的严重磨损,影响密封效果,起坡进坞维修增加了维修成本。
标签:尾轴密封;动静环;泄漏1 引言船舶尾轴密封作为轴系中重要的设备,防止船外水沿尾轴管进入船内以及尾轴管内的润滑油泄漏。
由于螺旋桨和尾轴位于水线以下,尾轴尾密封装置不便于监测,一旦发生泄漏故障,船舶需要起坡进入船坞进行修理,船舶的工作和任务会受到很大的影响。
本文以长江航道的某型船尾轴密封出现的故障进行浅析,并给出可行的维修方法。
2 尾轴密封的工作原理船舶尾轴密封装置根据密封元件防漏方式,可以分为接触式和非接触式两种。
接触式密封以橡胶制品和盘根作为填料,将其填充于缝隙之中,并与轴或者轴套接触;非接触式密封中密封元件的动、静部件之间有一定间隙,不发生接触,而是靠流体流动路径节流作用达到密封的目的[1]。
本文的尾轴密封装置是非接触式,如图1所示,靠动摩擦盘和静摩擦盘的配合间隙来密封,动静盘的间隙的紧密程度可以通过调节静摩擦盘中的弹簧强度来控制。
3 运行故障该型船长期在南京和上海之间的长江航道段航行,新船运行约九个月时间后发现前尾轴密封有少量泄漏,没有影响轴系的工作;尾轴后密封由于在水里,没法检查是否泄漏;运行一年时间时,船舱内的尾轴前密封泄漏很严重,舱内可以看到大量的润滑油泄漏,而且泄漏的油已经乳化变成乳白色,说明已有大量的江水进入到尾轴管内,尾轴的尾密封泄漏严重,船舶虽然还能正常航行,但尾轴管内的尾轴承和尾轴已经磨损,如果不及时处理会造成严重的后果,影响船舶的行驶安全。
4 故障分析本文中的非接触式密封装置对安装的要求比较高,首先要保证动静摩擦盘的相对位置(间隙合适),在安装前需做泵压试验,安装过程中要调整好弹簧的压缩量保证动静环间隙;其次要保证密封装置垂直于轴系中心线,曲折值在规定范围内。
船舶在运行初期,安装的各项指标都能满足要求,尾轴密封装置工作良好,未发现泄漏情况;船舶在运行一段时间后,长江航道水况复杂,船舶需要频繁改变航行工况,由于推力轴承中的推力环和推力块间有轴向间隙,倒车或者顺车时,整个轴系轴向的窜动改变了尾轴密封动静环间的固有间隙,使动静摩擦盘的间隙忽大忽小,随着时间的推移,动静盘之间相对间隙会出现偏差;由于本船采用柴油机驱动,整个轴系在运行过程中会有径向的跳动,螺旋桨尾轴在长江水道复杂工况下也会频繁振动,时间长了尾轴密封装置相对于轴心线的曲折和偏移值都出现偏差;长江水中含有大量的泥沙,较小泥沙颗粒可以随着水流进入动静环之间间隙,造成动静摩擦环的环面损伤(维修时能看到动静盘上有很多明显的划痕),更进一步恶化了动静盘的相对位置,更大的泥沙也能进入到动静环间隙中,动静环彻底失去密封作用,江水大量进入尾轴管中使润滑油乳化,润滑油润滑效果下降。
船舶尾轴机械密封改造研究
92交通科技与管理技术与应用0 引言通常情况下在使用螺旋桨推进的船只中,为避免出现海水进入船内和防止润滑油泄漏在尾部设置密封装置。
该装置的工作环境复杂且周围影响因素较多,正常的转动和磨损都会对原有的密封装置造成严重损伤。
尾部密封装置性能的好坏直接影响船只运行效果,因此提升船舶尾部密封装置的可靠性具有现实意义。
1 船舶尾轴机械密封存在不足现阶段,船舶尾轴使用的机械型密封装置主要包括径向和轴向,径向式常见的样式包括唇口型和填料函型;轴向又被称为端面密封用于船舶的机械润滑。
迄今为止,市面上比较常见的还是唇口型密封装置。
通过分析上述装置的实际使用情况,了解到其本身存在着不足,以及当前水资源存在的污染比较严重,导致船只的螺旋桨比较容易受到外部因素影响,进而造成船舶尾部装置的损伤,进水和润滑油泄漏都极有可能造成船只无法正常运行,尾轴装置的运转情况是否正常一定程度上影响船只经营成本和运作安全。
2 船舶尾轴机械密封运转原理与失效成因2.1 运转原理船只的密封装置就是一种在机械基础上完成的密封,主要是针对水下环境进而设计的特殊部件。
其中密封装置的转动表面中存在相互摩擦的效果,此类表面的材质主要为碳化硅和石墨,其中密封座的材料组成为不锈钢材质。
为保证船舶的正常行进其中密封座中应保持稳定的运转状态,使用机械地工作方式主要是为避免推进泵不工作时密封圈的内部情况被干扰。
一般情况下,密封装置不仅防止水进入船室还防止尾部部件的运行温度过高,具备一定的散热导热作用。
其中的密封部件主要是由静环和动环二者之间的相互摩擦,进而产生更好的密封效果,静环需要安装在密封底座上;动环则需要安装在密封套筒之上随其一同运转。
尾轴机械密封装置主要是根据尾部固定拉环,再通过旋转等密封方式带动套筒的转动,形成的相互摩擦,尾部的弹簧压力保证动环和静环之间的接触方式,进而实现更好的密封条件、有效防止管道内部的水流入船舱。
2.2 失效原因在船舶尾轴机械密封装置日常运转过程中,时常会发生密封端面受到磨损不均的情况,造成一些部位的发生形变和破裂。
某巡逻船尾轴密封装置漏水原因分析及对策研究
◎ 侯显斌
摘 要:介绍某巡逻船SMB型尾轴密封装置的特点,分析了SMB型尾轴密封装置漏水的原因,对SM 型尾轴密封装置与SMB型尾轴密封装置的性能特点进行比较,根据巡逻船的工作水域环境、安装使 用条件,提出用SM型尾轴密封装置代替SMB型尾轴密封装置的改进措施。实船应用结果表明:使用 SM型尾轴密封装置工况稳定,未出现漏水现象,可延长上排周期,节约修船费用,提高经济效益。
关键词:巡逻船 尾轴密封装置 漏水原因 对策
1.引言 船 舶 尾 轴 密 封 装 置 ,根 据 润 滑
形式可分为两种,一种是“水 润滑密 封装 置”,另一种是“油 润滑 密 封装 置”;根据密封机理也可分为两种,一 种是“径向密封”,另二种是“端面密 封”。文章针对某部门多条使用 SMB 型尾轴密封装置的同类型巡逻船都存 在 漏 水 现 象 进 行 调查 分析,总 结出该 类密封装置漏水的原因,对 SMB型和 SM型尾轴密封装置进行比较,得出这 两种密封装置的优缺点,并结合该类 型 巡 逻 船 的工作环 境 和结 构 特点,提 出在后续建造的该类型巡逻船上更换 尾轴密封装置的改进措施,即用SM型 尾轴密封装置替代 SMB型尾轴密封 装置。通过实船应用表明,SM型水润 滑尾 轴 密 封装 置 运 行 稳 定、密 封 性 能 好、上排周期延长。
触面严重磨损。 (2)水 垢 和泥沙等垃圾 颗粒 进
入动 环座,动 环座 被 卡 住 失 去 弹性 补 偿作用。
经 分析,该 船尾 轴 密 封装 置 漏 水 的主要原因有:
(1)静环 与动环 接触 处 是面接 触,接触 处所承受的比压较小,冷 却 不好,耐高温能力比较差, 尤其是巡 逻 船 的工作 水 域 特 殊 ,大部分 时间在 锚地 、航 道、港区 巡 逻 航行,这 些水 域的水比较浅,泥沙垃圾等颗粒容易 进入密封装置的摩擦面加快密封面 的磨损,从而造成泄露。
船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响 姜福生
船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响姜福生摘要:尾轴机械密封装置自身所处在的工作环境与工作的条件都是非常恶劣的,在进行工作的时候其自身除了会受到轴系高速转动所产生的剧烈摩擦产生的作用之后,其自身还会受到螺旋桨的运转还有就是轴系在自然下沉所出现的不均匀的作用力所造成的影响,轴系运转的纵向以及横向振动也会使得密封件自身局部产生严重的磨损。
因此船舶尾轴管密封装置的选择还有检验与优化,针对当前船舶自身的稳定航行有着十分主要的作用和意义,基于此本文主要针对其自身的密封性产生的影响进行分析与总结。
关键词:尾轴;检验;密封装置船舶尾轴机械密封装置是对轴系正常工作给予保证的主要条件,其能够余党尾轴管中润滑油自身的外泄使得水域受到污染,同时其自身还能够预防河水和泥砂侵到尾轴管中使得轴与轴承磨损,破坏润滑油的性能并且还能够非常好的预防润滑油产生直接泄漏使得装置受到磨损和伤害。
1.尾轴密封装置的工作条件船舶尾轴密封装置其自身的工作条件可以说处在的环境是十分恶劣的,其在进行工作的时候,它自身除了会受到剧烈的磨损还有一些高温摩擦所产生的作用之外,其自身还会受到江河中含泥沙水等的影响作用。
尤其是对于吃水相对要深一些的船舶,其自身还需要承受一些比较较高水压以及滑油静压两者压力差所产生的作用。
此外当前螺旋桨在进行回转的时候,其自身还会出现悬臂还有不均匀的载荷,使得尾轴在尾轴承过程中所出现的径向跳动还有偏心运动的幅度相对要大一些。
还有一点就是,主机经常会使用到正倒车工作的情况,尾轴在进行运转的时候还经常会出现一定的横向以及轴向的振动,其对于尾轴密封装置也会产生一些不好的影响。
这些自身的工作特点,对于尾轴的密封可以说会产生很大的影响。
加上尾轴密封装置假如产生了故障,那么其自身不但会令滑油泄露或者是会出现过多的机舱污水,同时还会对水域产生严重的污染,并且换修经常需要船舶进坞或者是进行上排,其也会对船舶自身的正常营运产生影响,因此对于尾轴密封装置产生的影响进行研究是非常有必要的。
船舶尾轴密封装置的安装和注意事项
船舶尾轴密封装置的安装和注意事项机务部徐毅山尾轴密封装置是采用油润滑白合金轴承尾轴装置中的一个重要部件,其作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到海面或机舱,同时尾轴密封装置中的后密封装置又要防止海水进入尾轴管内乳化润滑油。
尾轴密封装置的结构简单、拆装方便,但尾轴密封装置的工作条件比较恶劣,除要承受海水压力、滑油压力、海水的腐蚀、连续的磨擦和磨损引起的高温外,还要承受主机运转和换向时的径向跳动和轴向串动。
尾轴密封装置中最常见的故障就是润滑油泄漏到海面或机舱和海水进入尾轴管,尾轴密封装置的漏油不仅是浪费大量的润滑油,造成直接的经济上的损失,更会对海洋环境造成严重的污染。
对于尾轴密封装置来说,在正常情况下一般是随着尾轴检验的周期进行检查和换新,特殊情况下如尾轴密封装置严重漏油时就必须提前进行换新。
尾轴检验的规范要求一般是5年进行一次,也有船级社可申请在实行尾轴状况监控、尾轴润滑油定期取样分析正常、尾轴密封装置不漏油漏水、尾轴润滑油工作温度正常的情况下,10年或15年进行一次尾轴检验。
按尾轴密封装置生产厂家的说明介绍,尾轴密封装置中密封环的正常使用寿命应该在8T0年,但在实际使用中,往往是很难维持使用10年,一般都是在5年就必须进行换新,特殊情况下更会提前甚至是被迫提前进坞换新。
造成尾轴密封装置漏油漏水的主要原因是:1 .渔网缠入尾轴后密封装置,造成密封环或铭钢套损坏或磨损;2 .曾经航行在有大量泥沙的浅水水域、或曾经在该水域搁浅并运转过主机,泥沙的渗入加快密封环或铭钢套的磨损;3 .尾轴装置的润滑油不足、润滑油乳化、变质或长期高温,加快密封环老化和磨损;4 .尾轴管的冷却水量不足或长期高温,加快密封环老化和磨损;5 .安装不正确或安装时未能清洁干净。
注意:因尾轴和尾轴密封装置的安装不正确或安装时未能彻底清洁干净而造成船舶出坞后尾轴密封装置就漏油或漏水、或航行时间不长就漏油或漏水的事例已多次出现报导,必须引起足够的重视。
海上小型舰艇尾轴密封装置故障分析
海上小型舰艇尾轴密封装置故障分析摘要:船舶尾轴管密封装置是保证轴系正常工作,防止尾轴管内润滑油外泄造成水域污染,防止河水及泥砂侵入尾轴管内加剧轴与轴承磨损、破坏润滑油的性能和防止润滑油直接泄漏损失的装置。
因此,尾轴密封装置的可靠运行,对船舶轴系的动力传动有着重要意义。
本文针对当前中国海上小型舰艇主流尾轴密封基本结构和润滑方式现状,归纳舰艇尾轴密封装置常见故障和处理措施,为海上舰艇尾轴故障处理提供参考。
关键词:尾轴密封;基本结构;常见故障;处理措施一绪论1.1 背景及研究故障分析的意义当前我国海上小型舰艇尾轴密封装置在正常航行时会受到多方面因素的影响。
首先尾轴密封装置是舰艇与海水充分接触的装置,其零部件会受到海水的腐蚀以及海水中杂质的影响;其次在航行时,舰艇的尾轴密封装置的零部件会因轴承高速转动产生的高温而被破坏其内部构造;然后在舰艇离靠码头时,主机会进行正倒车的转换,舰艇的尾轴密封装置的轴承也会受到轴向以及横向多方向的振动。
舰艇尾轴这些工作特点影响着尾轴密封装置的密封性能。
1.2 国内外发展状况随着各国对海洋权益的越发重视,其尾轴密封装置也随着科技的进步取得了较大的发展。
如德国HDW公司通过不断研究,在二十世纪五十年代研究成功的一种称为辛泼莱克斯唇形密封。
首次用油润滑方式代替传统的水润滑方式,减少了磨损及解决的散热的问题。
由于该密封装较之前的传统密封装置有了很大的改进及性能上较大的提升,使其在舰艇上得到了普遍的推广使用。
分析我国沿海小型船舶普遍存在的尾轴腐蚀的原因,建议防腐蚀措施和操作注意事项。
结合性能、特点,针对不同的水域环境、安装使用条件、装置性价比等,分别推荐了不同形式的船舶尾轴管密封装置。
我国在舰艇尾轴密封装置的常见故障诊断的研究相对于欧美等发达国家还存在差距。
舰艇尾轴密封装置的常见故障诊断和处理措施的归纳还不够完善,因此很有必要对舰艇尾轴密封装置故障的影响因素进行研究,分析故障机理,总结归纳常见故障的处理措施,为海上舰艇尾轴密封装置的处理提供参考。
船舶尾轴密封的几种方式介绍
船舶尾轴密封的几种方式介绍
船舶在大海中川流不息,全靠在水下的螺旋桨驱动。
从船舱里伸出来的尾轴,一头连着螺旋桨,一头连着机舱,尾轴和轴管间必然有缝隙。
既要保证传动效率,又要不漏水,就要考验船舶的密封工作了。
密封不好,海水在压力下沿缝隙涌入,那就危险了。
大型船舶的尾轴安装在尾轴管内,由前后两个轴承支撑起来运转。
一个叫前轴承,一个叫尾轴承,两个轴承之间是密闭的尾轴管。
整个系统由尾轴管、尾轴承、密封装置、润滑和冷却系统构成。
轴承的种类很多,分水润滑、油润滑两类。
水润滑轴承有铁梨木、桦木层压板、橡胶轴承等;油润滑轴承有白合金轴承、滚动轴承等等。
这些轴承各有优缺点:比如橡胶轴承,因其弹性大,适合在内河、近海等含泥沙较多的水域使用;而白合金轴承、铁梨木轴承在海船上应用广泛。
▲铁梨木轴承铁梨木是一种自然生长的珍稀木材,价格昂贵,做家具也是极好的。
桦木层压板是它的替代品。
在轴承与尾轴轴套之间有密封装置,担负着封水封油的任务,一类是接触式,另一类是非接触式。
1、接触式:用盘根、橡胶制品等填充在缝隙中,在压力下与尾轴(或轴套)紧密贴合。
其中广泛使用的辛泼莱克斯Simplex型(皮碗式)密封装置,获各国船级协会认证,有CX基本型、DX型、无污染AX型等。
▲Simplex型密封装置。
AIRGUARD船舶空气式尾轴密封工作原理详解!
AIRGUARD船舶空气式尾轴密封工作原理详解!随着港口国对防污染要求越来越严,各大设备生产厂商纷纷投入大量的人力物力进行对新型设备的研发。
空气式尾轴密封能较好地解决滑油漏泄造成海洋环境的污染,最大限度地解决了密封环和衬套的磨损。
另外,该装置可靠性高,应急情况下可以比较方便地转换成传统的油密封,因此空气式密封具有很大的发展空间。
本文以某公司10000TEU系列船舶的空气式尾轴封为例,对该装置的工作原理和技术要点进行探讨。
一、空气密封的优点该装置的首部密封结构与以往的CX、DX型密封的结构基本相同,尾部空气式密封装置如下图:尾部密封有4道密封圈,船内的空气源通过管路通到#2/3环之间的腔室,然后以气泡形式从尾部释放到海水中。
根据物理学经典原理可知,液面下任一点的压强与该点至液面的高度成正比,因此该装置利用从尾部以气泡形式释放的空气压力来检测船舶吃水的变化。
任何船舶吃水的变化能够自动地被空气控制单元跟踪并自动调整输出压力和尾轴管内油压,从而防止海水侵入船内和润滑油流出船外。
该装置的优点为:A、可靠性高1)各道密封环所承受的负荷明显减小,延长了密封环及镀铬衬套的使用寿命;2) 各有两道水封环和油封环,提高了装置的可靠性。
一旦密封环损坏,艉轴管内的润滑油或海水会通过#2/3环腔室被回收到船内泄放收集柜内,防止油流出船外或海水进入艉轴管内。
3) 在尾轴管端部平面与密封装置法兰环之间加装了一个厚30mm调整环,当密封环与镀铬衬套接触处磨损时,取下该调整环以错开密封环与衬套之间的相对位置,从而减少镀铬衬套的光车次数,延长使用寿命。
B、维修保养简单在设定了空气流量后,系该统根据吃水变化自动调整压力,避免根据吃水的变化通过人工来转换轻重载重力油柜。
C、空气消耗量低供入到#2/3腔室内的空气流量设定在45-55Nℓ/min,压缩空气消耗少。
D、可提供多种应急措施1)当#3环故障时,只要关闭通往#3/3S腔室的进出口阀,就可使#3S环投入工作。
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船舶尾轴密封的发展展望第一章绪论在采用螺旋桨推进的船舶中,尾轴和尾轴承之间要按一定的规定留有间隙,尾轴又处于水面以下,工作时需要润滑和冷却,因此为了防止海水沿螺旋桨轴流入船内及润滑油泄漏,在尾轴管中必须设置密封装置。
尾轴密封装置的工作环境和条件极其恶劣,其在工作时不仅受到由轴系转动带来的磨损外,轴系自然下沉产生产生的不均匀作用力的影响,主机正倒车时尾轴还会产生一定的横向和轴向震动,这些都会对尾轴密封装置造成不良影响。
尾轴密封装置是船舶轴系的重要部件之一,其性能的好坏直接影响到船舶的正常营运和经济型,同时对防止尾轴滑油污染海洋环境起着十分重要的作用,因此国内外造船界和航运部门对其可靠性和可维修性等提出了更高的要求,所以对尾轴密封装置的研究是及其必要的。
下面笔者就对尾轴密封的发展及其展望做一个粗浅的分析。
第二章船舶尾轴密封的类型、原理及其发展2.1填料函型首密封装置“填料函型密封”俗称“盘根密封”,这种装置是最早出现的尾轴密封形式,多用于铁梨木尾轴承。
2.1.1填料函型首密封装置的工作原理图1为填料函型首密封装置的工作原理简图,此种密封装置主要是靠填料5来阻止舷外水流入机舱,填料5在压盖3的预紧力作用下与螺旋桨轴紧密接触,达到密封的目的。
尾轴承下沉时,可径向调节填料函本体4使与尾轴同心,以保持良好的密封效果。
该密封装置一般都设有进水管1,引入具有压力的舷外水,冷却和冲走积存在填料内的泥沙。
图1填料函型首密封装置的工作原理简图2.1.2填料函型首密封装置的特点填料函型首密封装置具有以下特点:(1)结构简单,易维护管理,当发现密封处漏水过多时,稍加压紧压盖即可;更换填料也很方便。
但由于盘根比较容易磨损,定时的对密封进行调整和填料(盘根)的更换,增加了轮机人员的劳动量,同时也增加了调整的随意性和不安全因素。
(2)造价低廉,使用可靠,现在该种密封装置一般都采用橡胶轴承。
相对来说橡胶轴承价格低廉,且使用可靠。
但橡胶的磨损和老化会直接影响到轴系的情况且适应尾轴径向跳动的能力差。
(3)轴功率损耗大,对尾轴(套)的磨损严重,必须定期抽轴更换防磨衬套或对尾轴的磨痕进行堆焊、光车,维修成本高、周期长。
2.1.3填料型首密封装置的发展随着船舶技术的发展,油润滑尾轴承及轴封应运而生,它的磨损少、摩擦功率小、使用寿命长,因此在一些大中型船舶上逐渐取代了填料型首密封装置。
虽然后期出现了诸如“EVK型水润滑密封装置”和“带补偿装置的水润滑密封装置”等改进型,但主要趋势是用于小型船舶2.2油润滑密封装置2.2.1油润滑密封装置的工作原理笔者认为油润滑密封装置的原理可以以典型的辛泼莱克斯(simplex)型为例来说明,如图2,整个装置包括前密封、后密封和润滑油系统,位于船尾靠近螺旋桨的后密封上设了三道密封环,用于阻止海水的侵入和防止尾管轴承润滑油的向船外泄漏,前密封装置上装配有4#、5#两道密封环,用于防止润滑油漏入机舱。
润滑油系统的设置,主要考虑的是万一密封损坏,宁可让油漏至船外而不让海水侵入尾管。
另外,即使密封完好无损,为使轴承滑动面形成油膜,也需使润滑油有极少量外泄,故尾管内的油压较海水压力为高。
经过反复改进,六十年代以后,这种密封在船舶上迅速得到了推广使用。
图2最初的simplex尾轴密封装置2.2.2油润滑密封装置的特点油润滑密封装置有以下优点:1、尾轴轴承采用油润滑的白合金轴承,由于油膜承载能力大,油的润滑性能好,尤其是其密封装置能有效地密封,海水和泥沙不易进入尾轴管,因而白合金轴承的磨损很小,主机和轴系的工作相对平稳、可靠。
2、密封装置有良好的跟踪性,使其在尾轴下沉、或径向跳动及偏心转动、或轴向窜动时具有同样良好的密封性。
3、它的磨损少、摩擦功率小、轴功率损耗小。
4、使用寿命长。
但是如何确保润滑油能有效地封闭在轴承区间而不向舷外和机舱泄露,一直是油润滑密封装置的难题。
漏油不仅增加油耗,造成润滑不良,更会污染水面。
因此就出现了一系列的改进型。
2.2.3油润滑密封装置的发展上面2.2.1已经介绍了最早的simplex尾轴密封装置,七十年代初,德国人经过进一步的改进,成功地推出了紧凑型辛泼莱克斯(simplex-compact)尾轴密封。
和老式辛泼莱克斯密封相比,紧凑型密封装置在结构上作了较大的改进,装置的密封壳体由整体式改为剖分式,便于船舶进坞时或纵倾时不必拆卸螺旋桨或移动螺旋桨轴就能进行密封环的更换,密封环具有一个圆球形头,在安装时能良好定位,密封环的材料和形状适合于在压力较高,轴偏心或轴系振动等不利情况下也能确保其密封性。
根据使用的材料不同,密封装置分成A,B,C和E四种后密封形式,以适应不同的运行状态而共用户选用。
装置的前密封内装有一个循环器。
运转时,使4#和5#密封环之间空腔的润滑油能在一个带有散热片的油箱间进行循环,从而使润滑油温度降低,改进润滑,并避免润滑油中的杂质聚集在密封环和衬套的接触面上,以延长部件的使用寿命。
2.2.3.1回收型无漏泄型尾轴油润滑密封装置常规的密封装置尾管内的润滑油压力定得比海水压力高。
而新型密封装置中则将尾管内的油压定得比海水压力低,使之无论是在正常状态还是密封损伤情况下都不会产生润滑油外泄。
这种密封装置须认真对待的是想方设法来防止海水侵人尾管。
图3是在紧凑型辛泼莱克斯前述四型产品基础上发展而成的防漏型产品。
该型的前、后密封上都装有循环器,两循环器串联合用一个沉淀油箱。
改进后的润滑油系统尾轴管中润滑油压力可减少到低于水压。
后密封第2和第3道密封环之间腔室油压可比尾管内的油压和海水压力都低。
当轴转动时,由于循环器的作用,润滑油经管系和沉淀油箱自动循环,在沉淀箱中水和杂质被分离。
由于润滑油的循环,密封处润滑油温度降低且被清沽,延长了密封使用寿命。
图3防漏型simplex尾轴密封系统2.2.3.2改进型尾轴油密封装置改进密封环的数量和滑油系统,图4是一种改进形式,结构上和常规紧凑型辛泼莱克斯密封相比没有多大改变,仅在1#与2#密封环之间的空腔设有润滑油油管,使过去主要用以阻挡杂物的1#环也作为实际密封使用,并增设一个剖分式的密封环护托,取下剖分环就能改变轴套和密封环的接触位置,使轴套可继续使用。
该密封装置的润滑油系统相应作了改进。
一般情况下使后密封二个油腔的油压基本相同使2#环接近无负荷状态,但在满载吃水时,可使1#环、2#环之间的油腔压力适当提高以减轻1#环的负荷。
万一1#环损伤,大量海水侵入到1#环和2#环之间油腔,可关闭该油腔,由2#环承担负荷。
一般尾管油压定得比空船吃水时稍低,以防止向船外漏油。
故前密封的负荷亦较常规式的为低,从而延长了它们的使用寿命,且避免了因吃水变化转换高低油箱的麻烦。
图4改进型船舶尾轴密封结构简图图5为另一种后密封装有备用密封环的一种形式,在3#环和4#备用环之间的腔室,通过管道和阀门和尾管润滑油系统相连,通常情况下可调节该腔室的油压,使4#环几乎处于无负荷状态。
万一3#密封环发生损伤,产生向船外漏油的情况时,则关闭通向3#和4#环油腔油管上的阀门,使4#环代替3#工作,从而提高了装置的安全性。
图5装有备用环的尾轴后密2.2.3.3空气式尾轴油润滑密封装置传统型的尾轴密封装置油与水都是仅由一密封环间隔,这样油和水就不可避免的有互相掺混的现象。
研究表明,通过密封间隙的漏泄量Q 可以表达成:从上式可以看出,漏泄量与不锈钢套的直径、密封圈两侧的压差、密封圈与不锈钢套外圆间隙的平方以及钢套外圆圆周速度成正比,而与密封圈作用在不锈钢套外圆的径向压力的平方成反比。
不锈钢套外径越大,圆周速度就越大,则密封圈与不锈钢套的磨损就越严重,?泄漏量也更大。
密封圈作用在不锈钢套外圆的箍紧力越大,摩擦力越大,油膜越薄,漏泄量虽可减少,但唇口与不锈钢套磨损就会加剧。
因此,为减小漏泄量采用增大密封圈用在不锈钢套外圆的箍紧力的方法显然是不可取的。
因而,惟一正确有效的途径就是减小密封圈两侧的压差(P1-P2), P1=P2时Q=0。
但对于传统型的尾轴密封装置密封油腔中的油压是难于调节而趋于恒定的。
因此,在船舶吃水改变时,橡皮圈两侧就可能存在较大的油水压差。
故在轴系的振动、校中质量、磨损等因素的影响下,密封装置仍可能发生较严重的漏泄。
由此产生空气式尾轴油润滑密封装置。
图6为该种类型的原理简图,尾部密封有4道密封圈,船内的空气源通过管路通到#2/3环之间的腔室,然后以气泡形式从尾部释放到海水中。
根据物理学经典原理可知,液面下任一点的压强与该点至液面的高度成正比,因此该装置利用从尾部以气泡形式释放的空气压力来检测船舶吃水的变化。
任何船舶吃水的变化能够自动地被空气控制单元跟踪并自动调整输出压力和尾轴管内油压,从而防止海水侵入船内和润滑油流出船外。
图6空气式尾轴密封装置原理简图如图7所示为装有空气式尾轴油润滑密封装置的尾轴密封及其系统图。
空气式尾轴密封能较好地解决滑油漏泄造成海洋环境的污染,最大限度地解决了密封环和衬套的磨损。
另外,该装置可靠性高,应急情况下可以比较方便地转换成传统的油密封,因此空气式密封具有很大的发展空间。
作为轮机管理人员,掌握该装置的工作原理和管理要点,适时根据工况参数调整和维修保养有关部件,是确保该装置正常工作的关键。
图7装有空气式尾轴油润滑密封装置的尾轴密封及其系统图第3章结论与展望目前,在大中型船舶中广泛采用的是传统的唇形橡皮环式密封装置,并以Simplex型最为著称,经过半个世纪的发展这种密封方式已经较好地满足了船舶对尾轴密封的要求,?但随着各国对环保要求的日益严格,以及船舶的日益大型化,世界各尾轴密封厂商相继开发了改进设备,空气式的尾轴密封方式就是其中一个很好的较新颖的改进方式。
空气式尾轴密封能较好地解决滑油泄漏造成的环境污染,减轻尾轴的轴向和径向振动对密封造成的影响,以及最大限度地解决密封环和轴套的磨损。
另外它可靠性高,?紧急情况下可以转换成常规的油密封。
综上所述空气密封有着很大的发展空间。
但目前系统还存在着一定的差距:首先,空气压力调节的灵敏度和精确性尚有待提高;其次,整个控制系统尚未实现数字化;三,系统操作比较复杂。
随着造船科技的进步,这些难题会慢慢地解决,更为先进的空气式船舶尾轴密封技术必将出现船舶。