雷育敏

（上海豐昌船務(wù)工程有限公司，上海 200124）

0 引言

艉軸密封裝置是艦船前進的主要動力系統(tǒng)，極容易發(fā)生漏水現(xiàn)象。隨著科學技術(shù)的進步，各類新型的艉軸密封裝置系統(tǒng)不斷被研發(fā)出來，雖然在一定程度上克服了傳統(tǒng)填料函密封系統(tǒng)的弊端，但由于其復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也加劇了維修與保養(yǎng)的難度。因此，探索艉軸密封裝置的修理換新和保養(yǎng)方法，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 艉軸密封裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

目前，常見的艉軸密封裝置主要采用水潤滑密封來完成，這種密封結(jié)構(gòu)能夠通過相對運動的方式，對密封裝置中的動環(huán)和靜環(huán)兩個部分進行密封，從而實現(xiàn)殼體、氣胎組、彈性補償?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)的相互協(xié)作，提升密封的實際性能。

在艉軸密封裝置中，殼體的主要作用在于對艉軸密封裝置中的眾多零部件進行固定處理，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)，殼體主要采用不銹鋼等材料進行制作。在艉軸中主要安裝在其尾部。氣胎組的主要功能體現(xiàn)在艉軸在特殊應(yīng)用環(huán)境下的特殊密封需求。一般來說，在水下維修工作中，工作人員需要運用氣胎組對艉軸進行應(yīng)急密封處理。常見的氣胎組一般由橡膠材料、不銹鋼材料共同組合而成，主要安裝位置在殼體的后端。

彈性補償裝置是一種應(yīng)用于密封補償環(huán)節(jié)中的機構(gòu)，通過構(gòu)建彈性補償環(huán)節(jié)，能夠幫助艉軸密封裝置中的動環(huán)和靜環(huán)形成穩(wěn)定的比壓，從而促使動環(huán)和靜環(huán)能夠完成緊密貼合，對其所面對的環(huán)境因素所產(chǎn)生的比壓變化情況做出相應(yīng)補償。常見的艉軸密封裝置中的彈簧補償機構(gòu)主要有不銹鋼材料構(gòu)成，其中安裝在靜環(huán)組位置的彈性補償裝置為外裝式補償，安裝在動環(huán)組位置的補償裝置為內(nèi)裝式補償。

1.2 工作原理

在艉軸密封策略中，端面密封主要借助彈性補償機構(gòu)來完成，彈性補償裝置為靜環(huán)和動環(huán)之間施加壓力，保證兩個環(huán)組可以相互之間構(gòu)成緊密貼合的組織形態(tài)。這種形態(tài)下，艉軸運轉(zhuǎn)便可以帶動動環(huán)共同轉(zhuǎn)動，此時靜環(huán)則保持與殼體相同狀態(tài)，始終不轉(zhuǎn)動。兩個環(huán)組在運動方式下的差異可以形成一個相對摩擦，進而實現(xiàn)對于水泄漏的阻擋，完成密封工作。

2 常見艉軸密封裝置的檢修方法

本文通過對目前國內(nèi)常見的幾種艉軸密封裝置代表型號的檢修方式進行總結(jié)，希望從中摸清艉軸密封裝置檢修的一般規(guī)律。

2.1 CWDF 型裝置

該類型艉軸密封裝置的主要材料為硬質(zhì)合金材料，這種材料的應(yīng)用在一定程度上保證了裝置自身的強度，因此，在泥沙含量較高的海域中，中小型艦艇一般采用該種艉軸密封裝置。在裝置內(nèi)部，多彈簧和凸型橡膠共同構(gòu)成補償裝置體系，形成雙補償。這種補償策略能夠保證補償跟隨性和均勻性，且擁有極佳的冷卻能力。在實際應(yīng)用中，該型號密封裝置泄漏概率低，可以做到無泄漏。在檢修工作中，檢修人員采用專用工具對動環(huán)進行調(diào)整和固定，再利用向后按壓的方式，使動環(huán)與靜環(huán)之間的縫隙得到補償，完成檢修。

2.2 SM 型裝置

該型號裝置結(jié)構(gòu)十分簡單，利用橡膠材料動環(huán)完成彈簧卡緊，實現(xiàn)軸向補償。在檢修安裝中，需要優(yōu)先安裝兩個動環(huán)，其中一個動環(huán)出現(xiàn)損傷、損耗后，另一個動環(huán)作為替補，進行密封運作。在檢修時，需要由檢修人員對其內(nèi)部存在的定位塊進行調(diào)整，使其能夠處于襯套和靜環(huán)組兩個環(huán)節(jié)的縫隙之中，再利用端面調(diào)整，使其能夠?qū)π孤┣闆r繼續(xù)寧調(diào)整，完成處理。

2.3 空氣密封裝置

當可膨脹密封環(huán)通過壓蓋實現(xiàn)裝封之后，工作人員需要將密封函筒裝配到艉軸上，并在裝配過程中，一邊調(diào)整水平和垂直方向的位移，一邊旋轉(zhuǎn)底座的法蘭螺栓。另外，在空氣密封裝置使用上，最小內(nèi)徑和艉軸之間的標準間隙應(yīng)該保持在8 mm，當函筒定位工作結(jié)束之后，還要確保圓周上各個間隙具備均等性特點，即使是是在艉軸同軸度誤差保持上，也要低于1.0mm。除此之外，在艉軸軸向安裝工作結(jié)束之后，還要對備用密封圈和主密封圈進行安裝，值得注意的是，在艉軸裝入到艉軸承之前，工作人員需要對密封圈進行深入檢測。之后，將彈簧裝到主體結(jié)構(gòu)的背面，用力推壓密封圈的內(nèi)轂部分，確保密封圈可以隨之一起進入到密封函筒之中，并隨時對推入尺寸進行檢測，等到與標準相符后停止。另外，在圓周上，各項數(shù)值應(yīng)該保持一致性，而且最大誤差不能高于0.5 mm。最后，做好對接定環(huán)的安裝工作，將空氣和海水管理連接到一起。

2.4 SMA 型裝置

SMA 型裝置內(nèi)部同樣采用橡膠高分子材料，與SMB 型裝置相同，但是在靜環(huán)方面，SMA 型裝置主要采用高硬度合金材料，這種裝置能夠使補償機構(gòu)能力得到提升，補償裝置可以借助多彈簧結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對于壓縮量的調(diào)整何控制。一般情況下，SMA裝置的壓縮量調(diào)整完成后，其整體泄漏總量應(yīng)當能夠控制在0.2 L/h 內(nèi)，從而實現(xiàn)對于漏水問題的控制。在這一控制環(huán)境下，密封裝置的運行能夠使動靜環(huán)之間相互摩擦，產(chǎn)生更高的熱量水平。不過，靜環(huán)本身的材料缺少耐熱性能，因此，密封裝置要求利用冷卻裝置對靜環(huán)加以處理。檢修工作中，檢修人員一旦發(fā)現(xiàn)壓縮量超過5 mm 以后，便可以判斷靜環(huán)存在燒毀風險，并開展檢修處理工作。

3 艉軸密封裝置保養(yǎng)的注意事項

對于艉軸密封裝置的保養(yǎng)工作來說，管理人員需要了解裝置本身的《使用維護保養(yǎng)說明書》，根據(jù)裝置自身的結(jié)構(gòu)原理，進行裝置的保養(yǎng)處理。在保養(yǎng)管理中，管理人員需要格外注重5 個方面的內(nèi)容。

3.1 氣胎的不正確使用

氣胎組的使用情況直接決定了密封裝置的應(yīng)用能力。艉軸密封裝置在艦船航行、艦船停運期間，都有可能存在氣胎組使用問題，導致密封裝置密封能力不足。在艦船航行過程中，艉軸密封裝置為了能夠控制動態(tài)泄漏問題，需要針對艉軸密封內(nèi)部的氣胎組進行充氣，從而使氣胎組能夠作為一個輔助密封器件，應(yīng)用到密封工作中。但是對于艉軸密封裝置來說，這種密封方式并不可取，長期使用會對氣胎組造成損壞；艦船停運之后，部分管理人員為了能夠避免靜態(tài)泄漏問題，還會采用充氣密封。但是在艦船再次投入航行之后，由于忘記對氣胎組進行放棄，導致氣胎組發(fā)生破裂。筆者提出，艉軸密封裝置中的氣胎組充氣壓力不能超過0.6 MPa，一旦超過這一標準，充氣壓力過大會直接導致氣胎組發(fā)生爆破[1]。

3.2 缺少對于壓縮量的控制

本文在對艉軸密封檢修策略進行總結(jié)時，提出了對于壓縮量調(diào)整控制的重要性，這是指在艉軸密封裝置中，彈性補償機制需要借助初始壓縮量來為靜環(huán)和動環(huán)之間存在的比壓進行控制，最終達到最佳密封狀態(tài)。目前應(yīng)用在艦船使用中的艉軸密封裝置，在出廠說明書中，都會以數(shù)字的行駛對這個初始壓縮量進行規(guī)定說明。但是在具體應(yīng)用中，由于管理維修人員缺少對于初始壓縮量的控制意識，導致在檢修工作中，為了應(yīng)對泄漏量變化而錯誤地進行壓縮量增大，這種處理方式治標不治本，并不能夠?qū)γ芊庋b置存在故障問題進行反思，同時還會造成動環(huán)和靜環(huán)失效，得不償失[2]。

3.3 冷卻供水問題處理

冷卻供水的主要功能主要集中在對密封裝置進行冷卻和潤滑處理。但是在以往的裝置檢修中，由于缺乏保養(yǎng)檢查，導致冷卻水閥開度不滿足冷卻水要求，最終造成了冷卻管堵塞問題。艉軸密封裝置所采用的冷卻系統(tǒng)主要由串聯(lián)供水和并聯(lián)供水兩種類型，對于保養(yǎng)工作來說，管理人員需要對兩種供水方式的供水特點進行分析，并選擇合適的布置方案，選擇系統(tǒng)。一般情況下，艉軸軸承中，串聯(lián)供水方式存在供水不足等問題，因此，一般選擇并聯(lián)供水方式，保證冷卻供水量，避免出現(xiàn)燒毀問題[3]。

3.4 控制軸系中心線問題

軸系中心線在艉軸密封中要求根據(jù)密封裝置變化做出調(diào)整。這是由于艦船在航行過程中，需要進行進塢、上排處理。工作人員進行檢修，常常存在因軸系中心線繁盛變化，而忽略了對密封裝置做出調(diào)整，最終導致靜環(huán)和動環(huán)之間存在的偏移、位移問題沒得到妥善處理，造成密封裝置出現(xiàn)嚴重的異常泄漏。因此，在保養(yǎng)過程中，管理人員需要格外注重軸系中心線的變化情況，并結(jié)合說明書對其是否超過標準限定進行判斷，做出及時調(diào)整。

3.5 觀察氣阻情況

新的密封裝置在投入使用時，由于未能夠完成空氣排空，還會造成裝置氣阻問題。在保養(yǎng)過程中，管理人員應(yīng)當利用保養(yǎng)策略，對裝置內(nèi)部的通水檢修等方式選擇加以控制，避免因結(jié)構(gòu)特點，產(chǎn)生過于嚴重的氣阻，造成溫度被大幅度抬高，影響裝置的使用。

4 結(jié)論

在對艉軸密封進行維修與保養(yǎng)的過程中，應(yīng)重點對壓縮量進行合理調(diào)整，確保冷卻水供應(yīng)的充分性，合理使用氣胎，在首次使用前進行放氣操作，以此來實現(xiàn)對漏水現(xiàn)象的有效防范，確保艦船的安全運行。