劉萬元 （天津市船廠 天津300456）

淺談水潤滑尾軸管裝置的檢修

劉萬元 （天津市船廠 天津300456）

介紹了船舶水潤滑尾軸管裝置的結(jié)構(gòu)組成，水潤滑尾軸承襯的材料主要有鐵梨木、層壓膠木、橡膠、合成材料（尼龍、賽龍等）。結(jié)合工作實(shí)踐講述了系統(tǒng)的檢查要點(diǎn)，常見的缺陷及處理方法。

鐵梨木軸承 賽龍軸承 層壓膠木軸承

1 水潤滑尾軸承

水潤滑尾軸承襯的材料主要有鐵梨木、層壓膠木、橡膠、合成材料（尼龍、賽龍等）。尾軸承的長度應(yīng)不小于尾軸直徑的4倍。利用舷外海水自然流入尾軸承進(jìn)行潤滑與冷卻。為了控制海水流入量，在尾軸管前端尾軸處裝有密封裝置。航行時(shí)，旋松密封填料壓益的螺栓，使海水順利流進(jìn)軸承滿足潤滑與冷卻之需；停航時(shí)，則應(yīng)旋緊螺栓，防止海水大量漏入機(jī)艙。

1.1 鐵梨木尾軸承

鐵梨木是自1854年以來一直被用作海船水潤滑尾軸承的傳統(tǒng)軸承材料。鐵梨木盛產(chǎn)于中美洲、西印度群島和南美北部等熱帶地區(qū)。鐵梨木生長緩慢，直徑20 mm的樹需10年。材質(zhì)細(xì)密、堅(jiān)硬、比重大（約為1.2），含有豐富的樹脂，具有耐水浸、耐蝕和耐磨等特點(diǎn)。干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋。鐵梨木中除木質(zhì)和樹脂外，還含有樹脂精汁等。精汁與水作用形成乳狀粘液，具有潤滑作用使摩擦系數(shù)大大降低。例如，鐵梨木與青銅在水中相對運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)為0.003～0.007。此外，摩擦系數(shù)隨水溫升高而增大。如果保持水溫低（50℃左右）、水量充足，則鐵梨木具有很高的耐磨性。將鐵梨木做成板條狀（一般厚尺寸為15～35 mm、寬度為60～80 mm、長度為150～300 mm）緊密地鑲嵌在軸承襯套中，為防止鐵梨木板條位置錯(cuò)動(dòng)，在襯套內(nèi)鐵梨木板條之間安裝2～3根銅質(zhì)止動(dòng)條（厚度為鐵梨木條厚度的60%），緊貼襯套內(nèi)表面并用螺釘固定。襯套內(nèi)下半部分鐵梨木板條表面為立紋（纖維方向與尾軸中心線垂直），上半部分木板條表面為順紋（纖維方向與尾鈾中心線平行）。木板條之間形成V形、U形或梯形水槽，以利海水流通進(jìn)行潤滑和冷卻，但在下半瓦90℃范圍內(nèi)無水槽。

1.2 層壓膠木尾軸承

由于鐵梨木需要進(jìn)口，價(jià)格較高，所以多年來國內(nèi)外均致力尋找鐵梨木廉價(jià)的代用材料。我國研究試驗(yàn)成功的層壓膠木已應(yīng)用于生產(chǎn)，它是以樺木為原料，將樺木薄板浸于酚醛中制成板坯。再經(jīng)高溫、高壓制成板材。樺木層壓膠木具有材質(zhì)致密、堅(jiān)硬、耐熱、絕緣性好、耐磨性較好和可承受沖擊負(fù)荷等特點(diǎn)。此外，成材率高達(dá)85%（鐵梨木只有20%），價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是脆性較大，耐磨性也不及鐵梨木。樺木層壓膠木尾軸承的結(jié)構(gòu)基本與鐵梨木尾軸承相同，將層壓膠木制成板條鑲于尾軸承襯套中，其上、下瓦板條均采用耐磨性好的立向纖維作摩擦面。軸徑<360 mm的尾軸承可不加止動(dòng)條。板條之間亦要形成V形、U形或梯形水糟，在下瓦90°范圍內(nèi)無水槽。

1.3 橡膠尾軸承

以天然橡膠與礦物成分硫化加工制成的橡膠具有彈性好、吸振性好、耐磨和耐泥沙等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是工作溫度低，超過65℃就會(huì)很快老化，也不耐油，遇油老化。橡膠尾軸承可在含泥沙的水域工作，充分的冷卻條件下使用壽命為鐵梨木尾軸承的2～4倍。橡膠尾軸承工作平穩(wěn)、容易安裝校中、軸承負(fù)荷分布均勻，但橡膠中的硫會(huì)對尾軸產(chǎn)生腐蝕作用。橡膠尾軸承的結(jié)構(gòu)分為板條式和整體式兩種。板條式尾軸承中的板條是由金屬襯板（銅板或鍍銅鋼板）外包橡膠制成的，應(yīng)用于尾軸直徑較小的船舶上，如內(nèi)河中小型船舶及工程船。

1.4 合成材料尾軸承

近年來，船舶尾軸承采用尼龍、賽龍等合成材料，其中，應(yīng)用賽龍尾軸承材料日益增多。賽龍作為尾軸承材料已被世界各大船級(jí)社認(rèn)可，如英國勞氏船社（LR）、法國船級(jí)社（BV）、美國船級(jí)社（ABS）、日本海事協(xié)會(huì)（NK）和中國船級(jí)社（CCS）等。賽龍是由高性能熱固性樹脂合成的均質(zhì)聚合物。具有彈性好、耐磨性好、耐腐蝕和不會(huì)剝落的特點(diǎn)，但其導(dǎo)熱性差，且不耐高溫。賽龍尾軸承材料的性能優(yōu)于鐵梨木、尼龍和層汪膠木等尾軸承材料，使用壽命約是其他尾軸承材料的4倍。工作溫度在-65～107℃范圍之內(nèi)，賽龍軸承可承受冷縮安裝的溫度達(dá)-196℃，而不會(huì)硬脆。賽龍軸承浸入水或水溶液的溫度不得超過60℃，否則會(huì)產(chǎn)生水解作用使軸承變軟，因此賽龍尾軸承冷卻水溫度在50℃以下，冷卻水量為每英寸軸徑每分鐘4 L。賽龍尾軸承結(jié)構(gòu)有圓簡形和板條形。圓簡形適用于200～1 000 mm的尾軸，板條形適用于270～749 mm的尾軸。圓簡形尾軸承內(nèi)孔鑄有水槽，板條形尾軸承可手工或采用鋸、刨削和銑削等加工出水槽。

2 尾軸承的檢修

2.1 鐵梨木尾軸承的檢修

鐵梨木尾軸承的主要損壞形式有過度磨損和裂紋、開裂。

鐵梨木尾軸承過度磨損使鐵梨木板條厚度大大減薄，軸承間隙增大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。過大的沖擊負(fù)荷又會(huì)導(dǎo)致鐵梨木尾軸承產(chǎn)生裂紋或開裂。因此，船舶進(jìn)塢檢修時(shí)應(yīng)測量尾軸承間隙和尾軸承孔的直徑，確定鐵梨木板條的厚度。尾軸承間隙和鐵梨木板的厚度應(yīng)不超過表1的規(guī)定。

2.1.1 當(dāng)鐵梨木尾軸承間隙超過極限值，而鐵梨木板條厚度低于極限值時(shí)，采取以下修理方法：①更換尾鈾銅套來調(diào)整尾軸承間隙，新制銅套厚度允許加大到原設(shè)計(jì)厚度的1.25倍，可使尾軸承間隙減小至規(guī)定值；②在尾軸承下瓦鐵梨木板條與軸承襯套之間墊入整張銅皮，以減小尾軸承間隙。

2.1.2 當(dāng)鐵梨木尾軸承間隙和鐵梨木板條厚度均超過極限值，采取以下方法修理：①換新尾軸承；②仔細(xì)檢查后依具體情況采用局部換新的方法；③缺少鐵梨木材料時(shí)，采用上、下瓦對調(diào)的方法。

鐵梨木板條產(chǎn)生裂紋或開裂時(shí)，應(yīng)局部或全部換新。由于鐵梨木干燥易裂，故在塢修時(shí)要注意保持鐵梨木尾軸承的濕態(tài)。例如，抽出尾軸后，應(yīng)將尾軸承孔內(nèi)充水或填塞濕木屑或濕草包；也可將軸承孔內(nèi)表面涂一層牛油，并將尾軸承孔兩端堵死。修理時(shí)需經(jīng)常向尾軸承噴水，保持濕態(tài)。

2.2 層壓膠木尾軸承的檢修

層壓膠木尾軸承產(chǎn)生過度磨損、松動(dòng)和碎裂等損壞時(shí)，依具體情況分別采用局部或全部換新的方法修理。

表1 鐵梨木和層壓膠木尾軸承間隙（mm）

2.3 橡膠尾軸承的檢修

橡膠尾軸承磨損后尾軸承間隙應(yīng)符合表2的規(guī)定。金屬板條橡膠尾軸承的安裝間隙Δ依下式計(jì)算：

Δ=0.002 d+0.50 mm

式中d為尾軸直徑，mm。

整鑄式橡膠尾軸承安裝間隙Δ依下式計(jì)算：

Δ=0.002 d+0.20 mm

式中d為尾軸直徑，mm。

尾軸承間隙超過極限值時(shí)，不允許偏心磨削橡膠尾軸承的板條，但可銼削板條背面。使軸承間隙符合要求。備件缺少時(shí)可將上、下橡膠板條對調(diào)，以繼續(xù)使用。橡膠老化、脫殼、剝落嚴(yán)重時(shí)應(yīng)更換新尾軸承。

表2 橡膠尾軸承的間隙（mm）

2.4 賽龍尾軸承的檢修

賽龍尾軸承磨損后的尾軸承極限間隙超過極限間隙時(shí)應(yīng)更換新尾軸承。

3 首端密封裝置的檢修

3.1 首端密封裝置的結(jié)構(gòu)

水潤滑尾軸承只設(shè)首端密封裝置。廣泛采用傳統(tǒng)的填料函式密封裝置。此種密封裝置主要靠牛油填料阻止尾軸承內(nèi)的海水流入機(jī)艙，填料在壓蓋的預(yù)緊力作用下與尾軸緊密接觸達(dá)到阻水密封之目的。尾軸承磨損使尾軸下沉?xí)r，可徑向調(diào)節(jié)填料函本體使之與尾軸承同心，保證密封效果。引入具有壓力的舷外海水冷卻和沖走積存在填料函內(nèi)的泥沙。填料一般多采用浸油脂的棉、麻繩或尼龍繩。

填料函式密封裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、工作較可靠、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，但磨擦損失大、容易損傷尾軸或銅套。

3.2 填料函式密封裝置的檢修

填料函工作時(shí)允許有少量海水流出，其極限工作溫度為60℃。由于安裝不良使尾軸磨損和填料磨爛，以致大盤海水漏入機(jī)艙，應(yīng)更換填料。

3.3 換新填料時(shí)的安裝要點(diǎn)

①每圈填料的長度應(yīng)恰好兩端對接，長度不足，兩端出現(xiàn)間隙而密封不良；過長，又會(huì)出現(xiàn)兩端搭接造成安裝困難；②各道填料的接口應(yīng)相互錯(cuò)開；③壓蓋襯套內(nèi)圓面不得與尾軸接觸，上、下、左、右間隙應(yīng)相等；④壓蓋安裝后應(yīng)前后移動(dòng)靈活，無卡阻；⑤填料函裝妥后，壓蓋法蘭平面與尾軸管端面間的各點(diǎn)距離應(yīng)相等；⑥按一定對角順序上緊壓蓋螺母，使之均勻壓緊填料?！?/p>

2012-07-06