搜索
第19讲尾轴管装置•一、回顾与引入•二、概述•三、尾轴管•四、尾轴管轴承•五、尾轴密封装置•六、尾管装置的润滑和冷却目的和要求•能力目标：能说明尾轴管装置的结构和工作原理。•知识目标：掌握尾轴管装置的结构和工作原理。•问题1：上次课，我们学习了什么？•问题2：滑动式中间轴承有哪些形式？•问题3：轴系附件主要有哪些？一、回顾与引入尾轴管装置的任务是支承尾轴或螺旋桨轴，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。二、概述二、概述二、概述1、尾轴管的结构2、尾轴管的材料3、尾轴管的壁厚三、尾轴管1、尾轴管的结构尾轴管一般由轴承壳体和尾管组成，轴承壳体的作用是安装轴承和密封装置，尾管则起连接和保护作用。其结构型式分为整体式和连接式两种型式。⑴整体式尾轴管按照其加工方式可分为整体铸造和焊接两种型式，一般用于单轴系船舶，⑵连接式尾轴管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。1、尾轴管的结构2、尾轴管的材料整体铸造尾管的材料一般用铸钢、铸铁或球墨铸铁，其中铸铁的铸造性能好，成本低，缺点是重量大，抗冲击能力差；铸钢强度较大，经常采用，缺点是铸造时容易出现缺陷，其铸件应尽可能保持壁厚均匀，避免引力集中；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。3、尾轴管的壁厚⑴整体尾管①铸铁尾管：D210mm时，D210mm时，7.1212Dc2020Dcca)8.1~5.1(cb)5.1~2.1(⑴整体尾管②球墨铸铁尾轴的壁厚为铸铁的0.7~0.8。③钢质尾轴管衬套配处最小壁厚按下表选取。轴颈D＜8080～120120～150150～180180～260260～360360～500500～700壁厚10121416182022243、尾轴管的壁厚④尾管一般采用无缝钢管，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。3、尾轴管的壁厚尾管轴承的工作条件比中间轴承的工作条件恶劣得多，此外，无论在其工作期间和平时，管理人员很难进行检查和维护，只有进坞或停泊时由潜水员进行检查。因此对它的寿命和可靠性的要求双其它轴承更高些。四、尾轴管轴承1、白合金尾轴承2、橡胶尾轴承3、铁梨木尾轴承4、桦木层压板尾轴承5、尾轴承的几个重要参数四、尾轴管轴承1、白合金尾轴承白合金基本上分为两大类：即以锡为主体的锡基合金和以铅为主体的铅基合金，前者的性能优越，而后者的价格较低。白合金轴承耐磨性很好，不伤轴颈；抗压强度相当高。同时，其散热很快，因此极少发生因摩擦发热而烧轴的事故，白合金轴承使用寿命的平均值约2~3年，但也有使用6~7年而不损坏，锡基合金的使用寿命相对较长。白合金轴承的缺点是制造、修理复杂，而且价格昂贵。1、白合金尾轴承1、白合金尾轴承2、橡胶尾轴承橡胶尾轴承一般应用于中小型船舶，有条式和整体式两种类型。⑴条式橡胶轴承在压制前先加入金属心条，然后将橡胶放在压模上采用硫化方法制成橡皮轴承。桶形安装的条式橡胶轴承，为了防止橡皮衬条沿着衬套内表面滑动，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。2、橡胶尾轴承⑵整体式橡胶轴承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，对于内河船舶也可以采用铸铁。衬套的内孔常车成正反螺纹，以便橡胶硫化以后能牢固粘附在其内壁上。与轴外圆连接处开有呈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。2、橡胶尾轴承橡胶尾轴承的特点：⑴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，工作起来噪声很小。⑵由于没有尾轴封，其结构较简单，且避免了这部分摩擦功的损失。2、橡胶尾轴承⑶橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力，当螺旋桨轴回转，悬浮在水中的坚硬砂粒进入轴与橡胶轴承之间，轴将把这些硬砂粒压进具有弹性的橡胶摩擦面中，避免了砂粒对轴产生硬碰硬的摩擦，再由轴承中的水流把硬粒顺着轴的旋转方向冲到轴承内圆面所开的纵向槽道里，然后由水流将其冲走。这就是橡胶轴承适合含泥砂较多的内河和近海船舶应用的道理。2、橡胶尾轴承⑷由于采用水润滑，营运成本低，且管理比较方便，无漏油现象。⑸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。⑹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。2、橡胶尾轴承⑺橡胶中含有硫，对轴有一定腐蚀性，这就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。否则，在长时间停船时要定期转动尾轴。2、橡胶尾轴承3、铁梨木尾轴承铁梨木是海船常用的一种轴承材料，它的木质坚硬，有韧性，耐海水腐蚀，在海水中与铜合金之间的磨擦系数很小，且几乎不伤害轴上的铜套，是一种理想的轴承材料。但它属于天然生长的木材，价格较贵。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。铁梨木横断面上的材料的硬度大，耐磨性也比顺纤维方向好。因此，承压的下半圆周轴承板条的纤维方向要与轴颈表面垂直，上半圆周的板条的纤维方向可以和轴线平行以节约材料。3、铁梨木尾轴承3、铁梨木尾轴承4、桦木层压板尾轴承由于铁梨木的产量有限，价格贵，因此常选用层压板作为代用材料。层压板是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。具有耐磨、耐腐蚀等较好的性能。它在海水中能与青铜配成良好的磨擦付，因而尾轴铜套的材料采用锡青铜。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。3、铁梨木尾轴承5、尾轴承的几个重要参数尾轴承的长度及轴承间隙是非常重要的参数，对轴承的负载能力和可靠工作有很大影响。5、尾轴承的几个重要参数五、尾轴密封装置为了防止舷外水沿螺旋桨轴进入船内以及润滑油的外漏，在尾管装置中必须设置尾轴密封装置。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，其首部密封装置的任务主要是封油，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。对于水润滑的尾管装置则只设有首部密封装置，仅担负着不使船外水漏入船内的任务。五、尾轴密封装置密封装置由密封元件(摩擦偶件)及其夹持、定位部件等所组成。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盘根作填料，将其充填于上述缝隙之中，并与轴(或轴套)接触，目前广泛采用的橡胶密封均属此类。五、尾轴密封装置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。1、首部密封装置2、尾部密封装置1、首部密封装置⑴骨架式橡胶油封⑵填料函式水密封装置1、首部密封装置⑶EvK式水润滑首部密封装置1、首部密封装置⑷辛泼莱克司首部密封装置1、首部密封装置2、尾部密封装置用油润滑的尾管轴承，尾部须有密封装置。它置于船体之外，工作环境恶劣，船舶航行时无法检查。如果密封装置发生漏泄，滑油无法回收，造成浪费和污染。因此对尾部密封装置的要求比首部更为严格。设计、制造和安装都须充分注意。⑴油令圈式2、尾部密封装置⑵骨架式2、尾部密封装置⑶端面密封式2、尾部密封装置⑷辛泼莱克司改进型2、尾部密封装置六、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，否则将发生故障，影响船舶航行和营运经济性。1、油润滑尾管装置的润滑和冷却2、水润滑尾管装置的润滑和冷却1、油润滑尾管装置的润滑和冷却⑴自然润滑法⑵间歇循环法1、油润滑尾管装置的润滑和冷却2、水润滑尾管装置的润滑和冷却由于水也是润滑剂，故水润滑的尾轴承可以利用自由流入的舷外水或加装管系送来的压力水进行润滑。其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。2、水润滑尾管装置的润滑和冷却