船舶尾轴管

⑶白合金轴承的一些问题
①白合金尾轴承衬套的外圆在安装时应与尾管紧密配
合；前衬套的前端做成凸肩，使其与尾管紧密配合并 用止动螺钉与尾管紧固；后衬套的后端往往具有法兰， 以螺柱紧固于尾管上，否则衬套可能会随轴转动，发 热甚至烧毁。 ②白合金轴承长度应满足有关要求。 ③白合金尾轴承的安装间隙与允许极限间隙可参照表 2－25，也可按经验公式计算： △＝0.001d+0.50 mm 式中d为轴颈直径，mm ④轴承衬套厚度用下式计算： m＝(0.06～0.11)d mm 式中d为轴颈直径，mm
项目：尾轴管
能力目标：掌握尾轴管设计方法；会绘制尾
轴管零件图。 知识目标：掌握尾轴管的作用；掌握尾轴密 封装置的相关知识。
㈠概述
尾轴管装置的任务是支承尾轴螺旋桨轴，并使其
中能可靠的通出船外，不使舷外水大量漏入船内， 同时亦不使滑油外泄。 尾轴管装置一般由尾轴管、尾轴承、密封装置以及 润滑与冷却系统等部分组成。 尾轴管装置按润滑方式可分为：水润滑和油润滑。
⑵连接式尾轴管
如图2－48所示，一般用于双轴系船舶，它借助于
法兰或螺纹法兰固定于人字架毂和前支承上。
⒉尾轴管的材料
整体铸造尾管的材料一般用铸钢，铸钢强度
较大，但是铸造时容易出现缺陷； 焊接式和连接式尾轴管的轴承壳体多采用铸 钢，一些小型船舶也有使用厚壁无缝钢管； 而尾管多采用无缝钢管，其壁厚约为 10 ～ 25mm，对于小型船舶一般可采用 5～10mm。 通常按船底板的厚度进行选取。
㈤尾管装置的润滑和冷却
尾管装置中的轴与轴承、密封元件及其动静
摩擦副之间，必须提供必要的润滑与冷却， 以保证其工作的可靠性及延长使用寿命，否 则桨发生故障，影响船舶航行和营运经济性。
⒈油润滑尾管装置的润滑和冷却
⑴自然润滑法
自然润滑实际上是指重力油柜中滑油靠自身的重力供油润滑，
其基本构成及原理如图2－64所示。滑油自油柜l进入后尾轴 承5，经尾管6流至尾轴前轴承8，再经回油管7回至油柜1。 尾轴油泵12的任务是在安装和营运时向尾管装置泵油用，泵 油时将滑油自油柜抽出，沿上述线路将油泵入尾轴承等处， 当见到回油管有回油时，即表明系统已充满了油，就可终止 泵油。图中示出的12为手摇泵，对一些大、中型船舶尚以一 台电动油泵与之并联应用，以节约劳力及泵油时间，图中回 油管的功用主要是作透气及泵油时回油之用。目前绝大多数 的中、小型船舶均采用这种重力供油的自然润滑方式。 一般中、小型船舶要求其重力油柜的位置高于水线 500 ～ 1000mm；对于某些大型，当其满载水线与空载水线差大于 5m 时，应设置两个油柜，并求其重力油柜的位置高于水线 3～4m。
⒉水润滑尾管装置的润滑和冷却
首端的尾轴承及密封装置一般均采用封闭式的油脂
润滑或是压力水（主机冷却水）润滑。 后端的尾轴承则不需考虑润滑和冷却措施。 无论是木质轴承还是橡胶轴承，它们的摩擦系数均 随其摩擦副接触温度的增高而显著增加，故必须对 摩擦副进行冷却，一般使冷却介质的温度不超过 50℃。为了改善摩擦副的散热条件，在轴承的内孔 开有纵向冷却水槽，以便能有效地带走摩擦热。并 且要求在轴运转之前，应先供入压力水，以便进行 冷却，并且冲走泥砂与杂物。
⒉橡胶尾轴承
橡胶尾轴承有条式和整体式两种类型。 条式橡胶轴承的橡皮衬条用沉头螺钉从衬套外面旋
入衬条中的金属衬板上，以便把橡皮衬条拉紧于衬 套上，并要求金属衬板和衬套及埋头螺钉之间的材 料不应有显著的电位差。这种条式橡皮轴承，主要 用于中大型船舶。 整体式橡胶轴承它是将橡胶通过模具直接硫化于衬 套之内，衬套的材料多采用青铜。内孔开有纵向均 匀布置的流水槽，以便对橡胶进行散热及冲走泥砂。 整体式因其结构较条式简单，故在中小型船舶上得 到广泛应用。
随动性
⒋油令圈式尾部密封装置
如图2－ 61所示为油令圈式尾部密封的结构示意图。装置由
三道油令圈9和三道油令板8组成。件6、件7、件8以及垫板 10用螺栓固紧在尾管后轴承 11或尾管上，油圈9紧套在防磨 衬套2上，与轴同转。因油圈和油令板间轴向和径向间隙很 小，加之滑油在流经装置时是迷宫形前进，故油的流体阻力 增加，润滑油的压力渐次减弱，从而限制和减少了油的泄漏。 油圈的表面开有油槽润滑其接触面，以防止油圈与油令板的 磨损。在压板7内装有翻边橡皮 3和油毛毡4，伸出部分紧贴 在防蚀套的外圈上，以防海水漏入。 油圈式密封装置结构简单、重量轻。但使用时间一长，油圈 与油令板问的磨损就会使密封性能变差，易产生漏水、漏油 现象，故近年来渐被其他性能较好的油封所取代。
⒋桦木层压板尾轴承
铁梨木的代用材料。用酚醛树脂浸泡过的厚度为
0.4 ～ 0.5mm 的 桦 树 板 在 16 ～ 20MPa 的 压 力 和 145℃～160℃的温度下胶合起来的材料。耐磨、耐 腐蚀。它在海水中能与青铜配成良好的磨擦付。层 压板的端面耐磨性能更好些，故板条的纤维方向应 与轴颈表面垂直。 轴承下部层压板的木层方向与轴中心线垂直，上半 部则可与轴中心线平行。轴承支承表面包角在 100°～110°之间。层压板尾轴承的冷却水槽设在 止动条附近，采用压力水润滑和冷却。
㈡尾轴管 ⒈尾轴管的结构
尾轴管一般由前后轴承壳体和尾管组成，轴
承壳体的作用是安装轴承和轴封，尾管则起 连接和保护作用。 其结构型式按照轴承壳体和尾管是否制成整 体而分为整体式和连接式两种型式。 尾轴管的后轴承壳体在船舶上通常是压入或 粘接于尾柱（或人字架）轴毂内，还有一种 改进 型尾 轴 管 ， 是 直接 将 轴承压入在尾柱 （或人字架）轴毂内，省去了后轴承壳体， 也可以说是后轴承壳体尾柱（或人字架）轴 毂合二为一，成为一个整体。
尾轴密封基本方法
根据密封元件与轴的接触和防漏方式，尾轴密封又
可以分为接触式和非接触式两种。 接触式密封装置以橡胶制品或浸油石棉盘根作填料， 将其充填于转轴与其支承固定件的缝隙之中，并与 轴 ( 或轴套 ) 接触，目前广泛采用的橡胶密封均属此 类。 非接触式密封装置中密封元件的静、动部件之间留 有一定间隙，不发生接触，而是靠流体流动路径 （如迷宫）对流体的节流作用达到密封目的，油圈 式密封属此类。
㈣尾轴密封装置
任务：为了防止舷外水沿螺旋桨轴进入船内以及润
滑油的外漏。 尾轴密封装置就其布置的位置，可以分为首部密封 装置及尾部密封装置两种。对于油润滑的密封装置， 其首封的任务主要是封油，使其不致漏入船内；而 尾部密封装置则担负着封水和封油的双重任务。对 于水润滑的尾轴管，则只设首封，仅担负着不使船 外水漏入船内的任务。 组成：密封装置由密封元件 ( 摩擦偶件 ) 及其夹持、 定位部件等。
⒊铁梨木尾轴承
木质坚韧，耐海水腐蚀，在海水中与铜合金之间的磨擦系数


很小，不伤铜套。但价格昂贵。其次，当在轴承与轴套间进 入砂粒时，磨损速度显著增加，因此不适用于近海工作。 铁梨木在尾管衬套中的布置多采用桶形排列，板条厚度为 15～ 25mm ，宽度为 60～80mm 。板条宽度基本相同，镶嵌 紧密。纵向接缝在一条直线上，在85％的板条长度应插不进 0.10mm 塞尺。板条背面与衬套内孔也应紧密贴合，其不贴 合区不可超过总面积的 20％，且不应集中一处。板条间应装 有青铜或黄铜止动条 (2～ 3根)。止动条长度等于轴承全长， 径向厚度约为铁梨木厚度的 60％，且不应大于铁梨木允许极 限间隙时的板条厚度。 铁梨木板条之间开有冷却水槽（除轴承下部60°范围内）。 板条总长度应使板条在轴向留有2～8mm的膨胀间隙。 在加工、安装和修理过程中应使铁梨木处于湿润状态，以免 干裂。
⒈骨架式密封
如图2－56所示为骨架式首封。J 型骨架式橡胶密封圈 3置于
密封环座1中，剖分式压盖2及定位螺栓将其夹紧定位，依靠 其唇部与转轴间的接触进行阻油。当工作的油封磨损或变形 失效后，可拆开压盖2，剪断并去掉工作油封3，换上备用油 封6，再装上压盖2；当耐磨衬套表面受油封磨擦起槽过深时， 可松开夹紧环 5，沿轴向移动耐磨衬套位置，使其表面完好 处与油封接触，这样可延长其使用寿命。 如图2－ 62 所示为骨架式尾封，它属接触式密封，为了担负 封水、阻油的双重任务，故所用的油封道数，比首部油封为 多，一般用3～4道，其中两道向外翻边的件5和件6，主要用 来阻水，向内翻边的一道或两道油封则主要用来阻油。另在 尾端设一道翻边橡皮4用来阻水和挡砂。 骨架式轴封目前被广泛应用干我国的中、小型船舶上，并已 标准化，可供设计建造时选用。
橡胶尾轴承的特点
①由于橡胶轴承具有一定的弹性，由于橡胶有弹性，比其他


木质轴承接触面积大，且负荷分布比较合理。而且能吸收振 动，故对轴系的安装误差及其冲击的敏感性较小，轴系的安 装和找正比较容易，工作噪声小。 ②采用水润滑，营运成本低，无尾封，结构较简单，管理方 便，且避免了这部分摩擦功的损失。 ③橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力。 ④制造比较麻烦，橡胶成型需要硫化工艺，这就要有刚性强 且加工较精确的模具。 ⑤橡胶含硫，对轴有一定腐蚀性，要求轴与橡胶的接触表面 上用不锈钢或用其他防腐蚀材料进行包覆。长时间停船时要 定期转动尾轴。 ⑥橡胶的传热性差，且温度超过 65℃～ 70℃时，就容易老 化失效，这就需要有可靠的冷却。
⒊尾轴管的结构尺寸
尾轴管的轴向尺寸，根据轴系布置及所安装轴系附
件决定。径向尺寸 ( 壁厚和孔径 ) 按照设计手册及所 安装轴系附件相关尺寸确定。
㈢尾轴管轴承
尾管轴承按其润滑型式可分为油润滑轴承和
水润滑轴承两种。油润滑轴承与转轴接触处 的材料常采用白合金、青铜；水润滑轴承采 用铁梨木、橡胶、桦木层压板和合成材料等。 青铜和合成材料轴承一般不设衬套。
⒉填料函式密封装置
典型的接触式密封装置，以盘根作填料，将其充填于转轴与
其支承固定件的缝隙之中，借填料压盖6及压盖衬套5的压紧 力使其与轴(或轴套)紧密接触，以达到密封的目的。 填料常用浸油石棉盘根。加装填料时，每圈的长度应使两端 刚好接拢，各道填料搭口应相互错开。压盖衬套内孔不准与 轴有接触，力求上、下、左、右方向的间隙对等。填料函的 压盖5，管接头和配水环2常用青铜或黄铜制成。航行时压盖 不能上得过紧，以免加剧轴或衬套的磨损，可适当地让舷外 水通过填料沿压盖渗漏进来一点 (每分钟约数滴 )，这对轴套 的冷却和减少其磨耗都将有好处。 只用于首封 这种密封装置结构简单，工作可靠，修换方便，螺旋桨轴或 轴套磨损较严重。