船舶艉軸剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的探討

葛亞萍，邵愛明，張良平，李淑敏，丁小玲，方 映

（東臺船用配件有限公司，江蘇 鹽城 224200）

1 船舶艉軸剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的主要影響因素

（1）密封端面溫度。密封端面溫度對剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)具有較為重要的影響。在端面溫度過高的情況下，水的汽化效應(yīng)會讓船舶艉軸密封結(jié)構(gòu)的密封效果有所降低。船舶艉軸轉(zhuǎn)速及介質(zhì)壓力對端面溫度的影響，是船舶艉軸剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中不可忽視的內(nèi)容。在介質(zhì)壓力與彈簧比壓一定的情況下，端面摩擦生熱會在轉(zhuǎn)速提升過程中，逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，進(jìn)而讓密封環(huán)端面溫度對轉(zhuǎn)速的敏感度有所提升。密封介質(zhì)壓力與端面溫度之間也存在著一定的線性關(guān)系。這種線性關(guān)系多產(chǎn)生于轉(zhuǎn)速及彈簧比壓一定的運(yùn)行環(huán)境之中。

（2）泄漏量。泄漏量是機(jī)械密封的重要性能參數(shù)。它與船舶艉軸轉(zhuǎn)速之間具有線性正相關(guān)關(guān)系，即船舶艉軸轉(zhuǎn)速的增加會讓船舶的泄漏量有所增加。彈簧比壓也是船舶泄漏量的影響因素。在彈簧比壓增加初期，泄漏量會呈現(xiàn)出逐漸降低的特點。在彈簧比壓達(dá)到一定程度以后，泄漏量會表現(xiàn)出穩(wěn)定化的特點。

2 船舶艉軸剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)類型

（1）剖分式機(jī)械密封端密封副。剖分式機(jī)械密封端面密封副主要由以下內(nèi)容組成，一是分體式端面密封副；二是組合式端面密封副；三是多體式端面密封副。其中，分體式端面密封副可以讓動環(huán)、推環(huán)與傳動環(huán)固定為一體，也可以讓動環(huán)、推環(huán)與傳動環(huán)分別由兩個半夾緊環(huán)固定。在這一密封體系下，頸環(huán)、半夾緊環(huán)與靜環(huán)座之間可以具有固定于一體的特點。在應(yīng)用于船舶艉軸設(shè)計以后，剖分式機(jī)械密封端密封副可以為封閉圓環(huán)的性能提供保障。這一結(jié)構(gòu)所具有的結(jié)構(gòu)簡單的特點可以在安裝、更換過程中避免大拆大卸的現(xiàn)象，故而此種結(jié)構(gòu)多用于解決傳統(tǒng)整體式密封模式存在的工程量大、時間長及費(fèi)用高等問題。

組合式端面密封副結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝和易于拆卸的特點。這種密封結(jié)構(gòu)可以將傳統(tǒng)的整體錐臺式密封環(huán)劃分為左半環(huán)與右半環(huán)。在安裝過程中，相關(guān)人員需要對左半環(huán)與右半環(huán)進(jìn)行對卡安裝，以便讓其與基座錐面完全吻合。在拆卸過程中，可以借助刀片，撬開左半環(huán)與右半環(huán)的對接線。此種密封環(huán)的安裝過程對基座壁也具有一定的特殊要求，除此以外，此種密封結(jié)構(gòu)與其他密封結(jié)構(gòu)之間也不具有延續(xù)性。

多體式端面密封副使用的結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)具有相互制約與相互配合的特點。在多體式端面密封結(jié)構(gòu)下，密封結(jié)構(gòu)下層多在結(jié)構(gòu)夾緊與上層定位過程中發(fā)揮一定的作用。上下層分型面錯開的密封方式不僅可以防止泄漏問題的出現(xiàn)，也可以在調(diào)整下層夾緊部位的基礎(chǔ)上，減少夾緊裝置的應(yīng)用空間。

（2）剖分式機(jī)械密封輔助密封圈。機(jī)械密封輔助密封圈在靜環(huán)與動環(huán)的密封過程中發(fā)揮著較為重要的作用。一般情況下，船舶艉軸中常用的剖分輔助密封圈主要有以下內(nèi)容構(gòu)成：一是扣式輔助密封圈；二是插口式輔助密封圈；三是雙環(huán)剖分式輔助密封圈?？凼矫芊馊哂薪Y(jié)構(gòu)簡單的特點，此種密封圈的應(yīng)用，也可以發(fā)揮出減少維修時間、節(jié)約維修成本的作用，但是此種密封圈的制作工藝較為復(fù)雜。插口式輔助密封圈多應(yīng)用有插口式結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用于船舶艉軸以后，此種密封圈可以有效阻止凸臺接頭脫離密封腔面的現(xiàn)象，可拆卸性相對較差，船舶艉軸中應(yīng)用的插口式輔助密封圈多以一次性產(chǎn)品為主，在實際應(yīng)用過程中也存在著易出現(xiàn)熱斷裂的問題。雙環(huán)剖分式輔助密封圈受修配精度、工作溫度及轉(zhuǎn)速等工況因素的影響相對較小，可以為密封結(jié)構(gòu)的密封質(zhì)量提供保障，但是這一密封圈在實際應(yīng)用中都會受到工作參數(shù)的限制。工作參數(shù)的提升，已經(jīng)成為了提升剖分式密封圈結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效率的可行措施。臥式圓柱銷應(yīng)用于船舶艉軸架系統(tǒng)分型面處的措施也可以為密封效果與密封強(qiáng)度提供保障。

3 結(jié)語

剖分式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)可以在保證船舶艉軸架系統(tǒng)的密封質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低大型船舶大直徑艉軸的安裝難度與拆卸難度。大型船舶艉軸具有結(jié)構(gòu)簡單和安裝空間小等特點，組合式機(jī)械密封端面密封副結(jié)構(gòu)是適用于此種安裝環(huán)境的安裝方法。針對部分密封結(jié)構(gòu)中存在的工作參數(shù)低及分型面密封不強(qiáng)等問題，相關(guān)領(lǐng)域研究人員可以在提升工作參數(shù)的基礎(chǔ)上，解決分型面密封問題。