船和潜艇的螺旋桨连接处是如何防水的?

国伟聊个球 2019-11-08 16:36:54

万吨巨轮、军舰潜艇在大海中川流不息,全靠在水下的螺旋桨驱动。从船舱里伸出来的尾轴,一头连着螺旋桨,一头连着机舱,尾轴和轴管间必然有缝隙。

既要保证传动效率,又要不漏水,就要考验船舶的密封工作了。密封不好,海水在压力下沿缝隙涌入,那就危险了。

大型船舶的尾轴安装在尾轴管内,由前后两个轴承支撑起来运转。一个叫前轴承,一个叫尾轴承,两个轴承之间是密闭的尾轴管。整个系统由尾轴管、尾轴承、密封装置、润滑和冷却系统构成。

轴承的种类很多,分水润滑、油润滑两类。水润滑轴承有铁梨木、桦木层压板、橡胶轴承等;油润滑轴承有白合金轴承、滚动轴承等等。

这些轴承各有优缺点:比如橡胶轴承,因其弹性大,适合在内河、近海等含泥砂较多的水域使用;而白合金轴承、铁梨木轴承在海船上应用广泛。

▲铁梨木轴承

铁梨木是一种自然生长的珍稀木材,价格昂贵,做家具也是极好的。桦木层压板是它的替代品。

在轴承与尾轴轴套之间有密封装置,担负着封水封油的任务,一类是接触式,另一类是非接触式。

1、接触式:用盘根、橡胶制品等填充在缝隙中,在压力下与尾轴(或轴套)紧密贴合。

其中广泛使用的辛泼莱克斯Simplex型(皮碗式)密封装置,获各国船级协会认证,有CX基本型、DX型、无污染AX型等。

▲Simplex型AX密封装置

它的密封件是唇形橡胶圈,用弹簧箍在尾轴轴套上,在海水、弹簧压力和橡胶弹力下,密封圈紧紧的贴合在轴套上。这种密封圈要布置好几组,比较流行的是尾轴承4组,前轴承2组。

▲唇形橡胶圈

尾部的4组密封圈两组往前翻,两组往后翻。它们责任重大,既要防止海水涌入,又要防止滑油泄漏到海中污染环境。#3S号密封圈是备用,当#3号密封圈故障时切换使用。

密封圈之间注入压缩空气和润滑油,一方面润滑冷却,一方面与海水压力保持动态平衡,阻止海水涌入,并随船舶吃水变化调整气压。

▲尾3前2

首部的2组密封圈任务简单多了,只要阻止滑油泄漏到船内就行了。

润滑油循环使用,由导管连接到重力油柜或低位观测柜。如果密封圈漏水,水进入油柜,船员观察油柜液面变化和水油比例,就能知道是哪里的密封圈坏了,要及时进船坞修理更换。

Simplex型密封轴追随性好,适应面广,密封效果好,使用寿命也长。

2、非接触式。比如常见的端面密封,是一种机械密封装置。

端面密封里面有动环、静环,由耐磨材料制成。动环随尾轴一起转动,在流体压力和弹簧弹力作用下,动环与静环紧密的贴合在一起,再配合辅助密封,就将海水封闭在船舱之外了。

端面密封效果好、泄漏量小、寿命长,但价格比较贵,安装维修要求也比较高。

此外,还有骨架式橡胶油封、浮动式密封、填料函式水密封、EVK式水润滑密封、油圈式密封等等。

潜艇在深海里航行,承受的水压大,密封方式也比一般水面船舶更复杂。它有多道密封组件,尾部还有密封皮碗,在海水压力下紧贴在尾轴上,保护潜艇不受海水侵犯。

形形色色的密封装置保护着船只,既实现了高效动力传输,又将海水泥砂拒之门外,还防止滑油泄漏。它们不但用在尾轴上,也用在舵管、减摇鳍这些与海水连通的零件上,是船舶最重要的装置之一。

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