艦船新型艉軸密封裝置的調(diào)整與維護保養(yǎng)

畢國穩(wěn)，周愛光，朱旭聰

(1.4808工廠 威海修船廠，山東 威海 264200； 2.91202部隊，遼寧 葫蘆島 125000)

艦船新型艉軸密封裝置的調(diào)整與維護保養(yǎng)

畢國穩(wěn)1，周愛光2，朱旭聰1

(1.4808工廠 威海修船廠，山東 威海 264200； 2.91202部隊，遼寧 葫蘆島 125000)

文章介紹了5種被廣泛應(yīng)用的新型艉軸密封裝置的結(jié)構(gòu)原理和性能特點，重點闡述了各裝置正確的調(diào)整方法，指出了在使用與維護保養(yǎng)中普遍存在的問題和應(yīng)該注意的事項，可供輪機管理員學(xué)習(xí)和參考。

艉軸密封裝置；結(jié)構(gòu)與原理；調(diào)整；使用與維護保養(yǎng)

艉軸密封裝置是艦船推進軸系的重要組成部分，也是艦船漏水的主要危險源之一。近十幾年來，各種新型艉軸密封裝置不斷面世，以其泄漏量少、使用壽命長、便于水下維修等優(yōu)點，逐步淘汰了落后的填料函密封，推動了艦船平臺的技術(shù)進步。由于新型密封裝置結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜，安裝調(diào)整及使用與維護保養(yǎng)有較嚴格要求，管理不好也會產(chǎn)生一些問題。下面對幾種新型密封裝置作一簡單介紹，并就使用與維護保養(yǎng)中存在的問題提出解決措施和注意事項，供輪機維修和管理人員作參考。

1 新型密封裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

新型密封裝置是一種水潤滑密封裝置，其依靠一對端面作相對摩擦運動的動環(huán)和靜環(huán)進行密封，主要由殼體、氣胎組、動環(huán)組、靜環(huán)組和彈性補償組5部分組成。下面以圖1 CWDF型密封裝置為例闡述其結(jié)構(gòu)與原理。

圖1 CWDF型艉軸密封裝置示意圖

1)殼體。用于固定密封裝置各零部件，采用銅或不銹鋼制成，安裝在艉軸管上。

2)氣胎組。用于水下維修時的應(yīng)急密封，為橡膠和不銹鋼的組合件，安裝于殼體的后端。

3)動環(huán)組。與靜環(huán)配對起密封作用，采用銅、硬質(zhì)合金或橡膠等材料，安裝固定在艉軸上。

4)靜環(huán)組。與動環(huán)配對起密封作用，一般采用耐磨高分子材料、硬質(zhì)合金或不銹鋼，安裝于殼體上。

5)彈性補償組。也稱彈性補償機構(gòu)，其作用是：給靜環(huán)與動環(huán)之間施加一個基本恒定的比壓，使其緊密貼合，補償各種因素引起的比壓變化。補償機構(gòu)一般由不銹鋼彈簧和橡膠等組合而成，安裝于殼體與靜環(huán)組之間為外裝式，安裝在軸與動環(huán)組之間為內(nèi)裝式。

端面密封的工作原理是：安裝時通過彈性補償機構(gòu)給動環(huán)與靜環(huán)之間施加一個壓力，使動、靜環(huán)配對端面緊密貼合，當(dāng)艉軸運轉(zhuǎn)時，動環(huán)跟隨艉軸一起轉(zhuǎn)動，而靜環(huán)與殼體一起不轉(zhuǎn)動，動環(huán)與靜環(huán)端面相對摩擦阻擋水泄漏。

目前，國產(chǎn)新型密封裝置已有許多種，應(yīng)用比較廣泛的除了CWDF型外，還有MF型、SM型、SMA型和SMB型，其詳細結(jié)構(gòu)分別見圖2、圖3、圖4和圖5。如果將密封裝置再進一步細分，還可以分為外裝式和內(nèi)裝式，CWDF型、MF型和SMB型為外裝式，SM型和SMA型為內(nèi)裝式。

圖2 MF型艉軸密封裝置

圖3 SM型艉軸密封裝置

圖4 SMA型艉軸密封裝置

圖5 SMB型艉軸密封裝置

2 各型密封裝置的性能特點和調(diào)整方法

1)CWDF型艉軸密封裝置。該裝置動、靜環(huán)采用硬質(zhì)合金材料，硬度高，適用于在泥沙含量較高的近海航行的中小型艦艇。該裝置的補償機構(gòu)采用多彈簧布置和凸形橡膠筒雙補償，其補償效果均勻，有良好的跟隨性。由于其摩擦副的接觸面小，冷卻效果好，因此該密封裝置可以做到基本無泄漏。補償機構(gòu)壓縮量用圖示H值在自由狀態(tài)和工作狀態(tài)時的差值ΔH表示，調(diào)整時將專用工具固定在動環(huán)組前端的艉軸上，向后壓緊動環(huán)組和靜環(huán)組，達到要求的壓縮量ΔH后，最后將動環(huán)組固定在艉軸上。

2)MF型艉軸密封裝置。該型密封裝置采用“Ω”形補償機構(gòu)，補償性能良好，但制造工藝較復(fù)雜；其動環(huán)為剖分式結(jié)構(gòu)，便于維修。補償機構(gòu)壓縮量ΔH表示方法同上，是通過“Ω”形補償機構(gòu)上的調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)整。

3)SM型艉軸密封裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，動環(huán)為橡膠件，用環(huán)形彈簧卡緊在軸上，兼有軸向補償功能。動環(huán)預(yù)先安裝2個，當(dāng)其中1個損壞后將其割開拆下，再將第2個前移可繼續(xù)使用。該裝置壓縮量調(diào)整采用了一專用定位塊，調(diào)整時將其插入襯套與靜環(huán)組之間，使兩者之間的距離H正好為定位塊的厚度即可。定位塊分為2個標(biāo)準厚度，分別為H1和H2，且H2>H1。首次安裝調(diào)整用H1面，密封裝置在使用中若出現(xiàn)漏水超出規(guī)定，在確定沒有其他因素導(dǎo)致漏水加重的情況下，再用H2面進行調(diào)整。

4)SMA型艉軸密封裝置。該裝置動環(huán)采用橡膠高分子復(fù)合材料，靜環(huán)為高硬度合金，補償機構(gòu)采用多彈簧布置壓縮量調(diào)整以泄漏量小于300 ml/h為宜，但必須保持少量漏水，因為密封裝置工作時，動靜環(huán)摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，靜環(huán)為高分子材料制成，耐熱性相對較差，必須用水為其冷卻和潤滑。一般當(dāng)壓縮量超過5 mm后，就會使靜環(huán)表面產(chǎn)生燒損。另外，該密封裝置正常工作時動環(huán)體與彈簧座軸向之間應(yīng)處于滑動狀態(tài)，以起到補償作用，但使用一段時間后由于配合表面形成水垢，之間常?；ハ嗫ㄗ《パa償作用，導(dǎo)致異常漏水。

5)SMB型密封裝置。該裝置結(jié)構(gòu)也比較簡單，動環(huán)為橡膠高分子復(fù)合材料，靜環(huán)為不銹鋼制造。其補償機構(gòu)壓縮量ΔH表示方法相同，通過專用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整，調(diào)節(jié)完后必須將調(diào)整螺釘拆除保存，否則裝置將失去補償作用。該裝置也存在動環(huán)體與彈簧座容易卡住問題，導(dǎo)致異常漏水。

3 使用與維護保養(yǎng)應(yīng)注意的事項

首先，作為使用管理人員要仔細閱讀密封裝置隨機帶的《使用與維護保養(yǎng)說明書》，弄清裝置的結(jié)構(gòu)、原理、性能及各項要求，驗清備品備件和專用工具，并將說明書和備品備件保存好；二是運轉(zhuǎn)中要加強觀察和檢查，包括冷卻水壓力、動態(tài)泄漏量、振動、發(fā)熱和響聲等，停運期間要檢查靜態(tài)泄漏量和各緊固件是否有松動；三是如有異常情況應(yīng)及時處理，技術(shù)上有困難的可通知生產(chǎn)廠家協(xié)助。

幾年來，我們在艉軸密封裝置安裝和維修技術(shù)服務(wù)中注意到，有些管理人員在使用與維護保養(yǎng)中存在一些不正確、不規(guī)范的做法有以下5種。

1)氣胎使用不正確。①艦船在航行中，為減少密封裝置動態(tài)泄漏，在艉軸運轉(zhuǎn)中對氣胎充氣以達到“輔助密封”，這是絕對不允許的，會直接導(dǎo)致氣胎燒損破裂；②艦船停運期間，為減少密封裝置靜態(tài)泄漏，將氣胎充氣密封。但再次運轉(zhuǎn)時忘了氣胎放氣，造成氣胎燒損破裂；③氣胎充氣壓力一般為0.2～0.6 MPa，有時由于壓縮空氣系統(tǒng)減壓閥失靈，導(dǎo)致充氣壓力過大，將氣胎充碎；④氣胎放氣后沒有將充氣管斷開，閥門漏氣又將氣胎自動充上氣，再次運轉(zhuǎn)時將氣胎損壞。以上幾種情況都能導(dǎo)致氣胎燒損破裂，如果海水從充氣接頭中流出或充氣時嚴重漏氣，說明氣胎已經(jīng)破了，應(yīng)及時更換。

2)壓縮量調(diào)整不當(dāng)。前面提到，密封裝置安裝時通過彈性補償機構(gòu)提供一個初始壓縮量，使動、靜環(huán)之間達到密封所需的比壓。此壓縮量在使用說明書上有規(guī)定，不同型號和規(guī)格的密封裝置壓縮量各不相同，如常用的CWDF140型為(5±0.5)mm，MF150型為1.5～4 mm，SM170型為2～3.8 mm，SMA300和SMB190型為2～3 mm。但有些管理人員遇到密封裝置泄漏增大時，往往不查找和分析真正原因，而是一味增大壓縮量，結(jié)果治標(biāo)不治本，加速了動靜環(huán)的磨損和失效，甚至燒損報廢。實際上壓縮量有個最佳范圍，過小或過大均會導(dǎo)致泄漏增大，甚至損壞。

3)軸系中心線發(fā)生變化而密封裝置沒作相應(yīng)的調(diào)整。有些艦船因故進塢或上排修理，修理過程中軸系中心線發(fā)生了變化，而沒有對密封裝置作相應(yīng)的檢查和調(diào)整，致使動、靜環(huán)之間產(chǎn)生偏斜或位移，并超過允許的偏差，導(dǎo)致異常泄漏。各型密封裝置允許的偏斜或位移量可在說明書上查到，如果偏差小于規(guī)定值是不會影響其正常使用。

4)冷卻水供水不足。密封裝置運行必須要有冷卻水進行冷卻和潤滑，使用中常發(fā)生冷卻水閥開度不足或忘了打開，以及異物堵住冷卻管等情況，由于冷卻和潤滑不良，使動、靜環(huán)溫度過高而燒損。另外，冷卻系統(tǒng)布置常見有2種形式:一種是串聯(lián)供水，冷卻水先供到密封裝置，再流轉(zhuǎn)到后部的艉軸軸承；另一種是并聯(lián)供水，冷卻水分2路同時供到密封裝置和艉軸軸承。實際使用表明并聯(lián)供水效果較好，串聯(lián)供水曾發(fā)生過因密封裝置供水不足，影響艉軸軸承冷卻，導(dǎo)致燒損使艉軸產(chǎn)生下沉，繼而再導(dǎo)致密封裝置損壞的事故。

5)初次投入使用前密封裝置內(nèi)的空氣沒放盡，造成氣阻。由于結(jié)構(gòu)上的原因，密封裝置經(jīng)安裝或維修后再次通水時，在其內(nèi)部會積聚空氣，特別是在動、靜環(huán)之間的上部，容易產(chǎn)生氣阻,致使局部發(fā)熱并溫度升高，嚴重時將造成動、靜環(huán)燒損報廢。因此，在初次投入使用之前應(yīng)先放盡裝置內(nèi)的空氣，具體方法是：艦船下水后在停車狀態(tài)，有意使動、靜環(huán)產(chǎn)生一定的分離，讓空氣從其上部逸出，直至有水流出為止。

In this paper,5 kinds of new type shaft sealing devices are introduced together with their structure principle and performance features，the method for adjusting correctly and common problems in the use and maintenance are pointed out,which can be reference for the engine managers.

shaft sealing device;structure and principle;adjustment;use and maintenance

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.02.012

畢國穩(wěn)(1962-)，男，山東威海人，工程師，大學(xué)本科，主要從事艦船維修工作。

2013-12-18