常年浸泡在水下，螺旋槳是如何密封保證不進(jìn)水不漏油的

機(jī)極級(jí)技

導(dǎo)語(yǔ)

作為水上運(yùn)輸?shù)闹饕煌üぞ?，船舶的發(fā)展給人類的生活帶來(lái)了很大的變化。早期的船舶大都以人力、蓄力、風(fēng)力作為動(dòng)力，直到1839年，第一艘?guī)в新菪龢七M(jìn)器的蒸汽機(jī)船"阿基米德號(hào)"問(wèn)世后，這種推進(jìn)器被迅速推廣。隨著工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代的輪船大都以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力，帶動(dòng)船體外的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，依靠螺旋槳與水產(chǎn)生的反作用力推進(jìn)船舶的航行。毋庸置疑，發(fā)動(dòng)機(jī)肯定在船體內(nèi)部，因此必然需要傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到暴露在水中的螺旋槳上，而這樣的傳動(dòng)連接處必定會(huì)有一定的縫隙，那現(xiàn)代輪船是如何保證螺旋槳正常運(yùn)轉(zhuǎn)又實(shí)現(xiàn)防水防漏油的呢？本文將盡可能以通俗易懂的語(yǔ)言為大家講解其中的原理。

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輪船螺旋槳

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螺旋槳的位置布局

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螺旋槳設(shè)置在船舶尾部后下方，其后面為舵葉。螺旋槳通過(guò)中間軸與主機(jī)連接，中間軸安裝在尾軸管內(nèi)，通過(guò)專用軸承連接。不難看出，螺旋槳處的密封能力主要體現(xiàn)在尾軸的密封能力。當(dāng)然中間軸和船體之間不可能只加個(gè)普通的密封圈就行了。拿30萬(wàn)噸的貨輪來(lái)說(shuō)，螺旋槳的直徑可達(dá)10米。即便轉(zhuǎn)速只開(kāi)到70rpm,那產(chǎn)生的振動(dòng)也是巨大的，說(shuō)不好在離港的時(shí)候，密封圈就被震掉了。即便不會(huì)，強(qiáng)大的海水壓力也會(huì)使密封圈變形。

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螺旋槳布局

尾軸密封原理

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尾軸的密封是典型的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)密封，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，尾軸密封是通過(guò)注入油液，使其保持一定的油壓來(lái)阻止水的滲入。但其密封絕不像說(shuō)的那么簡(jiǎn)單，而是一個(gè)復(fù)雜的密封系統(tǒng)。

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圖片來(lái)源：EAGLE INDUSTRY Kemel

大型輪船的尾軸系統(tǒng)由尾軸、尾軸管、密封裝置、軸承、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。其尾軸安裝在尾軸管內(nèi)，依靠前后兩個(gè)軸承套運(yùn)轉(zhuǎn)。前后兩個(gè)軸承之間為密閉的尾軸管。其中尾密封的任務(wù)要艱巨的多，既要防止水進(jìn)入又要防止油液泄漏，因此本文我們重點(diǎn)講解尾密封。

尾密封中目前廣泛應(yīng)用的是Simplex型（皮碗式）密封裝置，這是一種獲得各國(guó)船級(jí)協(xié)會(huì)認(rèn)證的密封方式。皮碗密封基本原理如下圖：當(dāng)空間1的介質(zhì)壓力大于空間2的介質(zhì)壓力時(shí)，空間1的介質(zhì)會(huì)被封住，不會(huì)流入空間2；當(dāng)空間2的介質(zhì)壓力大于空間1時(shí)，空間2的介質(zhì)會(huì)流入空間1。

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皮碗密封基本原理圖

將尾密封放大如下圖：

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尾密封放大圖

尾密封結(jié)構(gòu)原理圖

我們可以看到尾密封采用了4組密封圈，通過(guò)彈簧箍在尾軸套上，在海水、彈簧力和橡膠彈力的作用下僅僅貼合在軸套上。這4組密封圈其中前兩組往前翻，后兩組往后翻。根據(jù)前面講到的皮碗密封原理，我們可以把皮碗密封想象成一個(gè)單向閥。在#2#3之間壓入空氣，空氣壓力要比海水壓力稍高。這樣空氣很容易沖開(kāi)皮碗密封，從皮碗密封和尾軸之間通過(guò)，形成一個(gè)氣流通道，使皮碗密封圈與尾軸隔開(kāi)不接觸，這樣既可以保證尾軸轉(zhuǎn)動(dòng)順暢又能減小磨損。同時(shí)因?yàn)榭諝鈮毫Ω?，海水也不?huì)進(jìn)入。而潤(rùn)滑油則是在空氣密封失效的情況下加的一道保險(xiǎn)裝置。

如何監(jiān)測(cè)油封是否正常

尾軸密封檢測(cè)系統(tǒng)

尾軸由前后兩道密封，同時(shí)在前后密封之間填充油，油是從一定高度的油柜下力的，稱為重力油柜。既可以平衡壓力又可以潤(rùn)滑軸承。一旦尾密封漏水會(huì)引起重力油柜有位升高，此時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。而一旦尾密封泄漏的話，則會(huì)引起重力油柜的油位下降，此時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警就會(huì)知道前密封損壞了。

其實(shí)尾軸的密封是非常可靠的，只要按時(shí)檢修，尾軸的密封十幾年都不會(huì)有問(wèn)題。但不管怎樣，船只的防水都是一項(xiàng)極其重要的工作，因此不能掉以輕心。

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