船舶尾軸非工作軸徑包覆設(shè)備的設(shè)計(jì)

◇福建船政交通職業(yè)學(xué)院 李碧桃

船舶尾軸采用舷外水潤(rùn)滑及冷卻的形式時(shí)，尾軸全部浸入水中，尾軸容易被水腐蝕，為此必須對(duì)尾軸采取防腐蝕措施，目前普遍采用的防腐措施是在尾軸的工作軸徑處用過(guò)盈套裝的銅套加以保護(hù)，而尾軸的非工作軸徑采用包覆玻璃鋼保護(hù)層防腐，故在此設(shè)計(jì)了一種船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼保護(hù)層的設(shè)備。

船舶的尾軸潤(rùn)滑與冷卻方式有兩種，一種是用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑與冷卻，另一種是用舷外水潤(rùn)滑與冷卻。當(dāng)船舶尾軸采用舷外水潤(rùn)滑與冷卻時(shí)，尾軸全部浸入水中，尾軸容易被水腐蝕，所以應(yīng)該對(duì)尾軸采取防腐蝕措施，目前普遍采用的防腐措施是在尾軸的工作軸徑處用過(guò)盈套裝的銅套加以保護(hù)，而尾軸的非工作軸徑采用包覆玻璃鋼保護(hù)層。包覆玻璃鋼保護(hù)層的專(zhuān)用設(shè)備目前較少，在此設(shè)計(jì)一種船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼保護(hù)層的設(shè)備。

1 玻璃鋼材料

玻璃鋼材料包含膠黏劑和玻璃布，膠黏劑包括樹(shù)脂、增塑劑、硬化劑和稀釋劑，玻璃布一般需經(jīng)過(guò)350℃脫脂熱處理，玻璃布要求縱橫密度稀疏以便于膠黏劑滲透，玻璃布寬度尺寸有30mm、60mm、80mm、100mm、120mm等規(guī)格。

2 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼的方法

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼，即將玻璃布浸透膠黏劑之后，把玻璃布纏繞包裹在尾軸非工作軸徑表面上。包覆時(shí)從尾軸尾端開(kāi)始，玻璃布的包裹方向和螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反，玻璃布的纏繞層間重疊尺寸為玻璃布寬度的1/3～ 1/2，玻璃布的起點(diǎn)應(yīng)該在距端點(diǎn)150～200mm處開(kāi)始向近端包裹，之后再向反方向包裹；玻璃布包裹到達(dá)終點(diǎn)后也必須再向反方向包裹150～ 200mm，玻璃布包裹的層數(shù)應(yīng)不少于四層。

在玻璃布包裹過(guò)程中，尾軸需慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，一直到膠黏劑不流動(dòng)為止[1-2]。

3 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼設(shè)備的設(shè)計(jì)

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼的設(shè)備原理圖如圖1所示。

圖1 包覆玻璃鋼的設(shè)備原理圖

3.1 設(shè)備主要組成部件及其作用

鋼板1和彈簧及彈簧座2對(duì)玻璃布卷3壓緊，可自行調(diào)節(jié)玻璃布的松緊，調(diào)配好的膠黏劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)膠柜5，刮膠板6把玻璃布上多余的膠刮下并流回到儲(chǔ)膠柜5中，刮膠板可調(diào)節(jié)刮膠的角度，滑輪8、10、13、15對(duì)玻璃布進(jìn)行傳送及導(dǎo)向，其中滑輪8為主動(dòng)滑輪，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速箱驅(qū)動(dòng)，滾輪14、18支撐儲(chǔ)膠柜5并可沿著軸向移動(dòng)，儲(chǔ)膠柜5的軸向移動(dòng)由滾輪驅(qū)動(dòng)裝置16帶動(dòng)滾輪14、18滾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，滾輪驅(qū)動(dòng)裝置16由電動(dòng)機(jī)、減速箱和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，滾輪14、18需置放在地面的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與尾軸的中心線平行。

3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

該包覆玻璃鋼設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置有滑輪8的驅(qū)動(dòng)裝置和儲(chǔ)膠柜5的軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，滑輪8的驅(qū)動(dòng)裝置輸送玻璃布實(shí)現(xiàn)徑向包裹尾軸，儲(chǔ)膠柜5的滑輪驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)玻璃布包裹時(shí)的軸向移動(dòng)，該軸向移動(dòng)的速度需保證尾軸徑向玻璃布包裹一周時(shí)軸向移動(dòng)的距離為1/3～ 1/2的玻璃布寬度。

（1）滾輪驅(qū)動(dòng)裝置。滑輪驅(qū)動(dòng)裝置如圖2所示，由變頻電動(dòng)機(jī)、渦輪蝸桿減速機(jī)和滑輪等組成[3]。

圖2 滑輪驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置中滑輪的轉(zhuǎn)速為：

由于玻璃布包覆時(shí)尾軸需要慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，所以滑輪驅(qū)動(dòng)裝置的滑輪轉(zhuǎn)速需與尾軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。

（2）儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置如圖3所示，由變頻電動(dòng)機(jī)8、減速箱6、傘形齒輪5和滾輪等組成[3]。

圖3 儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置

對(duì)于不同的尾軸轉(zhuǎn)速、不同的尾軸直徑及不同規(guī)格的玻璃布寬度，可以通過(guò)調(diào)整尾軸的轉(zhuǎn)速及儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相互配合，并滿足玻璃布層間重疊尺寸的要求。

滾輪轉(zhuǎn)速與尾軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

包裹玻璃布時(shí)，變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)尾軸的轉(zhuǎn)速、尾軸的直徑和玻璃布的寬度計(jì)算并調(diào)整滾輪驅(qū)動(dòng)裝置中變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)上述公式（2）和（3），可得：

4 船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼設(shè)備的工作原理

如圖1所示，選定好寬度規(guī)格的玻璃布卷置于滑輪4上，調(diào)整好壓緊彈簧及鋼板1的位置，使玻璃布卷不會(huì)松動(dòng)為止，抽出玻璃布卷的頭部，穿過(guò)滑輪15及滑輪10，并從刮膠板6下面穿過(guò)滑輪8、滑輪13之間，調(diào)整好刮膠板6的角度位置。

將調(diào)配好的膠黏劑倒入儲(chǔ)膠柜，啟動(dòng)滑輪8的驅(qū)動(dòng)裝置，將玻璃布頭部拉至尾軸處，并將前面未浸膠黏劑的玻璃布部分剪掉，然后將已浸透膠黏劑的玻璃布纏繞在尾軸的適當(dāng)位置（距端點(diǎn)150～ 200mm處），啟動(dòng)尾軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并設(shè)置好轉(zhuǎn)速檔位，合上離合器，當(dāng)尾軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)啟儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的變頻電動(dòng)機(jī)（按照要求的轉(zhuǎn)速預(yù)先調(diào)整好變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速），隨后即進(jìn)入正常的玻璃鋼包覆。包裹一層后，可改變儲(chǔ)膠柜軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向（反轉(zhuǎn)），即可反向包裹第二層，重復(fù)正反向包裹直至達(dá)到層數(shù)的要求為止。

5 結(jié)語(yǔ)

船舶尾軸非工作軸徑包覆玻璃鋼，目前國(guó)內(nèi)各造船廠使用的設(shè)備多數(shù)比較簡(jiǎn)陋，多數(shù)設(shè)備的包裹生產(chǎn)效率低，包覆質(zhì)量欠佳。本設(shè)計(jì)的船舶尾軸非工作軸徑玻璃鋼包覆設(shè)備具有通用性與先進(jìn)性，適用于不同造船技術(shù)水平的造船廠，可以普遍推廣應(yīng)用，該設(shè)備包覆的玻璃鋼質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。