淺析內(nèi)河船舶尾軸密封故障及維修
2018-12-20 劉鋒
(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院)
摘 要:內(nèi)河船舶尾軸密封采用動靜盤式的非接觸密封,由于內(nèi)河泥沙的作用,造成動靜環(huán)配合面的嚴(yán)重磨損,影響密封效果,起坡進(jìn)塢維修增加了維修成本。
關(guān)鍵詞:尾軸密封;動靜環(huán);泄漏
1 引言
船舶尾軸密封作為軸系中重要的設(shè)備,防止船外水沿尾軸管進(jìn)入船內(nèi)以及尾軸管內(nèi)的潤滑油泄漏。由于螺旋槳和尾軸位于水線以下,尾軸尾密封裝置不便于監(jiān)測,一旦發(fā)生泄漏故障,船舶需要起坡進(jìn)入船塢進(jìn)行修理,船舶的工作和任務(wù)會受到很大的影響。本文以長江航道的某型船尾軸密封出現(xiàn)的故障進(jìn)行淺析,并給出可行的維修方法。
2 尾軸密封的工作原理
船舶尾軸密封裝置根據(jù)密封元件防漏方式,可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式密封以橡膠制品和盤根作為填料,將其填充于縫隙之中,并與軸或者軸套接觸;非接觸式密封中密封元件的動、靜部件之間有一定間隙,不發(fā)生接觸,而是靠流體流動路徑節(jié)流作用達(dá)到密封的目的[1]。本文的尾軸密封裝置是非接觸式,如圖1所示,靠動摩擦盤和靜摩擦盤的配合間隙來密封,動靜盤的間隙的緊密程度可以通過調(diào)節(jié)靜摩擦盤中的彈簧強(qiáng)度來控制。
3 運(yùn)行故障
該型船長期在南京和上海之間的長江航道段航行,新船運(yùn)行約九個月時間后發(fā)現(xiàn)前尾軸密封有少量泄漏,沒有影響軸系的工作;尾軸后密封由于在水里,沒法檢查是否泄漏;運(yùn)行一年時間時,船艙內(nèi)的尾軸前密封泄漏很嚴(yán)重,艙內(nèi)可以看到大量的潤滑油泄漏,而且泄漏的油已經(jīng)乳化變成乳白色,說明已有大量的江水進(jìn)入到尾軸管內(nèi),尾軸的尾密封泄漏嚴(yán)重,船舶雖然還能正常航行,但尾軸管內(nèi)的尾軸承和尾軸已經(jīng)磨損,如果不及時處理會造成嚴(yán)重的后果,影響船舶的行駛安全。
4 故障分析
本文中的非接觸式密封裝置對安裝的要求比較高,首先要保證動靜摩擦盤的相對位置(間隙合適),在安裝前需做泵壓試驗(yàn),安裝過程中要調(diào)整好彈簧的壓縮量保證動靜環(huán)間隙;其次要保證密封裝置垂直于軸系中心線,曲折值在規(guī)定范圍內(nèi)。船舶在運(yùn)行初期,安裝的各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足要求,尾軸密封裝置工作良好,未發(fā)現(xiàn)泄漏情況;船舶在運(yùn)行一段時間后,長江航道水況復(fù)雜,船舶需要頻繁改變航行工況,由于推力軸承中的推力環(huán)和推力塊間有軸向間隙,倒車或者順車時,整個軸系軸向的竄動改變了尾軸密封動靜環(huán)間的固有間隙,使動靜摩擦盤的間隙忽大忽小,隨著時間的推移,動靜盤之間相對間隙會出現(xiàn)偏差;由于本船采用柴油機(jī)驅(qū)動,整個軸系在運(yùn)行過程中會有徑向的跳動,螺旋槳尾軸在長江水道復(fù)雜工況下也會頻繁振動,時間長了尾軸密封裝置相對于軸心線的曲折和偏移值都出現(xiàn)偏差;長江水中含有大量的泥沙,較小泥沙顆??梢噪S著水流進(jìn)入動靜環(huán)之間間隙,造成動靜摩擦環(huán)的環(huán)面損傷(維修時能看到動靜盤上有很多明顯的劃痕),更進(jìn)一步惡化了動靜盤的相對位置,更大的泥沙也能進(jìn)入到動靜環(huán)間隙中,動靜環(huán)失去密封作用,江水大量進(jìn)入尾軸管中使?jié)櫥腿榛?,潤滑油潤滑效果下降。江水通過尾軸管進(jìn)入到前尾軸密封,進(jìn)一步損壞首密封,造成乳化的潤滑油泄漏到船艙。
5 維修
尾軸密封出現(xiàn)嚴(yán)重的泄漏的故障必須盡快維修,船舶不再適宜航行運(yùn)營,否則會造成尾軸承,尾軸的進(jìn)一步磨損,江水的進(jìn)入也會加快尾軸的銹蝕。由于維修需要拆卸尾軸密封,必須要使船舶起坡上岸,考慮到維修方便和成本,將船舶駛?cè)氪笮透〈瑝]進(jìn)行修理。船舶停泊妥當(dāng),開始維修時,首先要拆除舵葉、螺旋槳,再抽出尾軸,最后拆卸尾軸密封的首尾兩處密封,結(jié)構(gòu)見示意圖2,檢查尾軸和尾軸承,然后修復(fù)尾軸尾軸承,清理尾軸管中殘油積水及修復(fù)尾軸管內(nèi)壁。尾軸首尾密封拆下來后,首先拆開檢查動靜環(huán)的配合面損壞情況,對泥沙造成的磨損進(jìn)行研磨修復(fù)。修復(fù)后進(jìn)行動靜環(huán)的泵壓試驗(yàn),試驗(yàn)過程中不斷調(diào)整靜環(huán)中的彈簧壓縮量,直到配合面不出現(xiàn)泄漏為止;船上安裝時先將尾軸穿入尾軸管并固定,然后在尾軸的首尾穿上尾軸密封,定位時注意密封裝置軸向和徑向的位置要求。安裝最后在動靜環(huán)外側(cè)加裝翻邊橡皮,起防水擋沙的作用。最后將螺旋槳和舵葉復(fù)裝回位。檢查重力油柜的油液高度,使尾軸管內(nèi)的油壓大于船外水壓,定期檢查油柜中的液位。經(jīng)過維修船舶重新運(yùn)行良好,在以后的運(yùn)營中要定期維護(hù)保養(yǎng)。
6 結(jié)論
內(nèi)河船舶采用動靜環(huán)式的非接觸尾軸密封,內(nèi)河的泥沙會使其動靜盤逐步磨損,使尾軸管潤滑油泄漏,也會影響到尾軸和尾軸承,維修要起坡進(jìn)塢,大大增加了維修成本,故建議內(nèi)河船舶采用接觸式填料密封,改善密封性能,降低運(yùn)營成本。
參考文獻(xiàn):
[1]張驁.船舶動力裝置[J].2006(09):69-70.
來源:《山東工業(yè)技術(shù)》2017(1)