316200 金海重工（舟山）設計研究院有限公司 浙江 舟山|蘇軍輝

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船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用

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近年來，自動控制技術及船舶制造工業(yè)取得了長足的發(fā)展。此種形式下，艉軸空氣密封裝置被廣泛應用于大型船舶，以為其提供主推進動力。文章結合汽車運輸船的艉軸空氣密封裝置，從空氣密封裝置優(yōu)缺點、空氣密封裝置設計要點兩個方面進行了深入分析。艉軸空氣密封裝置；優(yōu)缺點；設計要點

近年來，艉軸空氣密封裝置生產商加大了對新型尾軸密封裝置研發(fā)的重視、投資力度，以防控、降低船舶污染海洋及提升自身核心競爭力。其中，B+V公司研發(fā)生產的SC2S空氣式尾軸密封裝置更具可靠性、便于維護，備受船東青睞。文章對汽車運輸船的艉軸空氣密封裝置的優(yōu)缺點、設計要點進行了論述，以期對豐富我國船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用理論有所幫助。

空氣密封裝置優(yōu)缺點

a空氣密封裝置的優(yōu)點

空氣密封裝置的優(yōu)點主要有高可靠性、便于維護、應急措施較多等優(yōu)點。其中，高可靠性：油封、水封環(huán)皆為兩道，當密封環(huán)失去應用價值時，艉軸管內的海水、潤滑油會被機艙泄放收集柜回收，從而對艉軸內部的油及外部海水進行密封；作用于各道密封環(huán)的壓力較小，利于延長其部件服役期限；較普通艉軸空氣密封而言，此裝置多一道空氣密封。在空氣密封出現(xiàn)問題時，其轉變?yōu)槠胀狠S空氣密封；將30mm定距環(huán)安裝于密封裝置法蘭及艉柱端平面之間［1］。一旦襯套、密封環(huán)損壞、失效，去除定距環(huán)能夠在一定程度上改善襯套及密封環(huán)之間的距離，以提高其的使用壽命。如此，便能提升整個艉軸空氣密封裝置的可靠性，有利于減少漏油污染海洋。此外，艉軸空氣密封裝置的維護較為簡便。空氣流量恒定情況下，系統(tǒng)壓力隨著吃水變化而變化?？諝饷芊庋b置備有臨時性重力油柜，對解決空氣壓力控制單元故障頗有益處。如此，便能形成雙重密封，以提高空氣密封裝置可靠性。

b空氣密封裝置的缺點

空氣密封裝置的缺點主要體現(xiàn)于以下兩個方面：1、空氣自動控制系統(tǒng)冗余，加大了壓縮空氣的利用，且整個裝置更趨繁雜；2、須耗費大量人力、物力。B+V公司研發(fā)生產的尾軸密封裝置與普通型在空氣控制系統(tǒng)數(shù)量方面存在著差異性，因而導致其設計、制造成本較高。

空氣密封裝置設計要點

首先，注意選型。通過查閱船舶技術規(guī)格書，明確密封裝置在材料、船級社等方面的具體要求。嚴格遵循特定船級社及上述要求，以確定適宜的生產商。通常，很多公司大都傾向于選擇B+V公司的產品。就B+V公司艉軸空氣密封裝置而言，其包含空氣壓力恒定、空氣壓力因吃水變化而變化、兩個艉密封及艉管重力油柜三種形式［2］。在選型過程中，須以B+V公司推薦的選型方法為重要參考標準。實踐證明，適宜的艉軸空氣密封裝置形式對制造船舶至關重要。此外，艉軸空氣密封裝置生產廠家須在“軸系強度計算書”的指導下，對艉密封、艏密封位置的軸徑進行加工。倘若，艉軸空氣密封裝置形式屬于第三種范疇，則應注意以下內容，以滿足船級社與技術規(guī)格提出的一系列要求：廠家提供艉密封裝置上的防腐鋅塊、定距環(huán)直角型鋼管、不銹鋼管接頭（用于連接艉封及艉管內部）；注意是否存在水下檢驗、TMON等入級要求；待關閉全部船級社退審意見之后，進行交貨。

其次，確定艉管重力油柜高度。根據(jù)調查、統(tǒng)計結果顯示，較重載船舶軸心線海水壓力而言，艉管內潤滑油壓力值略高0.024MPa［3］。第三種艉軸空氣密封裝置的重力油柜數(shù)量為2，其高度計算公式存有一定的差異性，換句話說，確定較低位置重力油柜高度值時須采用第一個計算公式；確定較高位置重力油柜高度值時須采用第二個計算公式；當兩個油柜進行高度交換時，須采用第三個計算公式。對于第一種、第二種形式的艉軸空氣密封裝置來說，其具備的重力油柜數(shù)量為1。因此，在確定重力油柜高度時，可采用第一個計算公式。

重力油柜計算公式：

最后，空氣密封裝置其他設計要點。一方面，在設計空氣密封裝置過程中，明確標注密封裝置上的各個零件，為制造人員提供可靠參考，以確保密封裝置安裝工作準確、無誤；以密封裝置生產商推薦的擰緊力矩為依據(jù)，對密封裝置上的螺栓進行合理緊固。在缺乏相應推薦時，螺栓的緊固扭矩值可控制為屈服強度值的71%。此外，及時進行報驗，以使船檢、船東明晰此扭矩值。

結束語

綜上所述，空氣式艉軸密封對改善海洋生態(tài)環(huán)境、提高襯套及密封環(huán)服役期限等具有非凡的意義。實踐證明，空氣式艉軸密封的可靠性強，便于及時處理突發(fā)狀況。由此可見，空氣式艉軸密封發(fā)展前景良好。然而，空氣式艉軸密封存在著空氣壓力調節(jié)在精確度、靈敏度方面較為欠缺，系統(tǒng)操作繁雜及數(shù)字化不達標等問題。筆者堅信，科學技術迅猛發(fā)展背景下，上述問題將會得到有效解決，我國將會生產出高質量（經濟性、可靠性、環(huán)保性等更強）空氣式密封裝置。

參考：

［1］徐慶明，劉永發(fā). AX型艉軸密封裝置的應用［J］.廣東造船，2013，01：51-53.

［2］張江興. 船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用［J］.機電技術，2013，05：115-117.

［3］馬培良，鄭必前.大中型船舶新型艉軸密封裝置介紹［J］. 中國水運（下半月），2014，07：1-3.