船舶尾轴管优质教育

1、项目：尾轴管项目：尾轴管能力目标：掌握尾轴管设计方法；会绘制尾轴管零件图。知识目标：掌握尾轴管的作用；掌握尾轴密封装置的相关知识。1全面分析概述概述尾轴管装置的任务是支承尾轴或螺旋桨轴，并使其尾轴管装置的任务是支承尾轴或螺旋桨轴，并使其中能可靠的通出船外，不使舷外水大量漏入船内，中能可靠的通出船外，不使舷外水大量漏入船内，同时亦不使滑油外泄。同时亦不使滑油外泄。尾轴管装置一般由尾轴管、尾轴承、密封装置以及尾轴管装置一般由尾轴管、尾轴承、密封装置以及润滑与冷却系统等部分组成。润滑与冷却系统等部分组成。尾轴管装置按润滑方式可分为：水润滑和油润滑。尾轴管装置按润滑方式可分为：水润滑和油润滑。 2全面

2、分析尾轴管尾轴管尾轴管的结构尾轴管的结构尾轴管一般由前后轴承壳体和尾管组成，轴尾轴管一般由前后轴承壳体和尾管组成，轴承壳体的作用是安装轴承和轴封，尾管则起承壳体的作用是安装轴承和轴封，尾管则起连接和保护作用。连接和保护作用。其结构型式按照轴承壳体和尾管是否制成整其结构型式按照轴承壳体和尾管是否制成整体而分为整体式和连接式两种型式。体而分为整体式和连接式两种型式。尾轴管的后轴承壳体在船舶上通常是压入或尾轴管的后轴承壳体在船舶上通常是压入或粘接于尾柱（或人字架）轴毂内，还有一种粘接于尾柱（或人字架）轴毂内，还有一种改进型尾轴管，是直接将轴承压入在尾柱改进型尾轴管，是直接将轴承压入在尾柱（或人字架）

3、轴毂内，省去了后轴承壳体，（或人字架）轴毂内，省去了后轴承壳体，也可以说是后轴承壳体尾柱（或人字架）轴也可以说是后轴承壳体尾柱（或人字架）轴毂合二为一，成为一个整体。毂合二为一，成为一个整体。3全面分析整体式尾轴管整体式尾轴管按照其加工方式可分为整体铸造和焊接两种按照其加工方式可分为整体铸造和焊接两种型式。型式。整体铸造式尾轴管的末端车有外螺纹，用螺整体铸造式尾轴管的末端车有外螺纹，用螺母母2将其固紧于尾柱。尾管的前端设有法兰，将其固紧于尾柱。尾管的前端设有法兰，将其固定于水密隔舱壁的焊接座板上，法兰将其固定于水密隔舱壁的焊接座板上，法兰与座板间往往装有铅质的垫片。与座板间往往装有铅质的垫片。

4、焊接式是将轴承壳体与中间的尾管分别粗加焊接式是将轴承壳体与中间的尾管分别粗加工后，或在船上将轴承壳体定位安装完成后，工后，或在船上将轴承壳体定位安装完成后，将其焊接成整体。将其焊接成整体。4全面分析5全面分析连接式尾轴管连接式尾轴管如图如图248所示，一般用于双轴系船舶，它借助于所示，一般用于双轴系船舶，它借助于法兰或螺纹法兰固定于人字架毂和前支承上。法兰或螺纹法兰固定于人字架毂和前支承上。6全面分析尾轴管的材料尾轴管的材料整体铸造尾管的材料一般用铸钢，铸钢强度整体铸造尾管的材料一般用铸钢，铸钢强度较大，但是铸造时容易出现缺陷；较大，但是铸造时容易出现缺陷；焊接式和连接式尾轴管的轴承壳体多采用

5、铸焊接式和连接式尾轴管的轴承壳体多采用铸钢，一些小型船舶也有使用厚壁无缝钢管；钢，一些小型船舶也有使用厚壁无缝钢管；而尾管多采用无缝钢管，其壁厚约为而尾管多采用无缝钢管，其壁厚约为1025mm，对于小型船舶一般可采用，对于小型船舶一般可采用510mm。通常按船底板的厚度进行选取。通常按船底板的厚度进行选取。 7全面分析尾轴管的结构尺寸尾轴管的结构尺寸尾轴管的轴向尺寸，根据轴系布置及所安装轴系附尾轴管的轴向尺寸，根据轴系布置及所安装轴系附件决定。径向尺寸件决定。径向尺寸(壁厚和孔径壁厚和孔径)按照设计手册及所按照设计手册及所安装轴系附件相关尺寸确定。安装轴系附件相关尺寸确定。8全面分析尾轴管轴承

6、尾轴管轴承尾管轴承按其润滑型式可分为油润滑轴承和尾管轴承按其润滑型式可分为油润滑轴承和水润滑轴承两种。油润滑轴承与转轴接触处水润滑轴承两种。油润滑轴承与转轴接触处的材料常采用白合金、青铜；水润滑轴承采的材料常采用白合金、青铜；水润滑轴承采用铁梨木、橡胶、桦木层压板和合成材料等。用铁梨木、橡胶、桦木层压板和合成材料等。青铜和合成材料轴承一般不设衬套。青铜和合成材料轴承一般不设衬套。9全面分析白合金尾轴承白合金尾轴承结构：内河船舶的衬套材料常用青铜或黄铜，海船大多采用钢、铸铁或球墨铸铁。采用铸铁或球墨铸铁材料时，应先将衬套的内表面进行电化学阳极腐蚀特殊处理(去石墨处理)，然后浇铸白合金。为不使白合

7、金脱落，在轴承衬套上开有纵向和横向的燕尾槽。沿轴线方向开有油槽，使滑油能够均匀分布。滑油孔开在衬套不受压力一边，供半圆形油槽注油，并与轴向油槽相通。特点：白合金轴承耐磨性很好，不伤轴颈；抗压强度相当高；散热好，极少发生因摩擦发热而烧轴的事故，寿命长，锡基合金的使用寿命相对较长。白合金轴承的缺点是制造、修理复杂，而且价格昂贵。10全面分析11全面分析白合金轴承的一些问题白合金轴承的一些问题白合金尾轴承衬套的外圆在安装时应与尾管紧密白合金尾轴承衬套的外圆在安装时应与尾管紧密配合；前衬套的前端做成凸肩，使其与尾管紧密配配合；前衬套的前端做成凸肩，使其与尾管紧密配合并用止动螺钉与尾管紧固；后衬套的后端

8、往往具合并用止动螺钉与尾管紧固；后衬套的后端往往具有法兰，以螺柱紧固于尾管上，否则衬套可能会随有法兰，以螺柱紧固于尾管上，否则衬套可能会随轴转动，发热甚至烧毁。轴转动，发热甚至烧毁。白合金轴承长度应满足有关要求。白合金轴承长度应满足有关要求。白合金尾轴承的安装间隙与允许极限间隙可参照白合金尾轴承的安装间隙与允许极限间隙可参照表表225，也可按经验公式计算：，也可按经验公式计算：0.001d+0.50 mm 式中式中d为轴颈直径，为轴颈直径，mm 轴承衬套厚度用下式计算：轴承衬套厚度用下式计算： m(0.060.11)d mm 式中式中d为轴颈直径，为轴颈直径，mm12全面分析橡胶尾轴承橡胶尾轴

9、承橡胶尾轴承有条式和整体式两种类型。橡胶尾轴承有条式和整体式两种类型。条式橡胶轴承的橡皮衬条用沉头螺钉从衬套外面旋条式橡胶轴承的橡皮衬条用沉头螺钉从衬套外面旋入衬条中的金属衬板上，以便把橡皮衬条拉紧于衬入衬条中的金属衬板上，以便把橡皮衬条拉紧于衬套上，并要求金属衬板和衬套及埋头螺钉之间的材套上，并要求金属衬板和衬套及埋头螺钉之间的材料不应有显著的电位差。这种条式橡皮轴承，主要料不应有显著的电位差。这种条式橡皮轴承，主要用于中大型船舶。用于中大型船舶。整体式橡胶轴承它是将橡胶通过模具直接硫化于衬整体式橡胶轴承它是将橡胶通过模具直接硫化于衬套之内，衬套的材料多采用青铜。内孔开有纵向均套之内，衬套的

10、材料多采用青铜。内孔开有纵向均匀布置的流水槽，以便对橡胶进行散热及冲走泥砂。匀布置的流水槽，以便对橡胶进行散热及冲走泥砂。整体式因其结构较条式简单，故在中小型船舶上得整体式因其结构较条式简单，故在中小型船舶上得到广泛应用。到广泛应用。13全面分析橡胶尾轴承的特点橡胶尾轴承的特点由于橡胶轴承具有一定的弹性，由于橡胶有弹性，比其他由于橡胶轴承具有一定的弹性，由于橡胶有弹性，比其他木质轴承接触面积大，且负荷分布比较合理。而且能吸收振木质轴承接触面积大，且负荷分布比较合理。而且能吸收振动，故对轴系的安装误差及其冲击的敏感性较小，轴系的安动，故对轴系的安装误差及其冲击的敏感性较小，轴系的安装和找正比较容

11、易，工作噪声小。装和找正比较容易，工作噪声小。采用水润滑，营运成本低，无尾封，结构较简单，管理方采用水润滑，营运成本低，无尾封，结构较简单，管理方便，且避免了这部分摩擦功的损失。便，且避免了这部分摩擦功的损失。 橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力。橡胶轴承对水中的泥砂有一定的适应能力。制造比较麻烦，橡胶成型需要硫化工艺，这就要有刚性强制造比较麻烦，橡胶成型需要硫化工艺，这就要有刚性强且加工较精确的模具。且加工较精确的模具。橡胶含硫，对轴有一定腐蚀性，要求轴与橡胶的接触表面橡胶含硫，对轴有一定腐蚀性，要求轴与橡胶的接触表面上用不锈钢或用其他防腐蚀材料进行包覆。长时间停船时要上用不锈钢或用其他防

12、腐蚀材料进行包覆。长时间停船时要定期转动尾轴。定期转动尾轴。橡胶的传热性差，且温度超过橡胶的传热性差，且温度超过6570时，就容易老时，就容易老化失效，这就需要有可靠的冷却。化失效，这就需要有可靠的冷却。14全面分析15全面分析16全面分析铁梨木尾轴承铁梨木尾轴承木质坚韧，耐海水腐蚀，在海水中与铜合金之间的磨擦系数木质坚韧，耐海水腐蚀，在海水中与铜合金之间的磨擦系数很小，不伤铜套。但价格昂贵。其次，当在轴承与轴套间进很小，不伤铜套。但价格昂贵。其次，当在轴承与轴套间进入砂粒时，磨损速度显著增加，因此不适用于近海工作。入砂粒时，磨损速度显著增加，因此不适用于近海工作。铁梨木在尾管衬套中的布置多采

13、用桶形排列，板条厚度为铁梨木在尾管衬套中的布置多采用桶形排列，板条厚度为1525mm，宽度为，宽度为6080mm。板条宽度基本相同，镶嵌。板条宽度基本相同，镶嵌紧密。纵向接缝在一条直线上，在紧密。纵向接缝在一条直线上，在85的板条长度应插不进的板条长度应插不进0.10mm塞尺。板条背面与衬套内孔也应紧密贴合，其不贴塞尺。板条背面与衬套内孔也应紧密贴合，其不贴合区不可超过总面积的合区不可超过总面积的20，且不应集中一处。板条间应装，且不应集中一处。板条间应装有青铜或黄铜止动条有青铜或黄铜止动条(23根根)。止动条长度等于轴承全长，。止动条长度等于轴承全长，径向厚度约为铁梨木厚度的径向厚度约为铁梨

14、木厚度的60，且不应大于铁梨木允许极，且不应大于铁梨木允许极限间隙时的板条厚度。限间隙时的板条厚度。铁梨木板条之间开有冷却水槽（除轴承下部铁梨木板条之间开有冷却水槽（除轴承下部60范围内）。范围内）。板条总长度应使板条在轴向留有板条总长度应使板条在轴向留有28mm的膨胀间隙。的膨胀间隙。在加工、安装和修理过程中应使铁梨木处于湿润状态，以免在加工、安装和修理过程中应使铁梨木处于湿润状态，以免干裂。干裂。17全面分析18全面分析桦木层压板尾轴承铁梨木的代用材料。用酚醛树脂浸泡过的厚度为铁梨木的代用材料。用酚醛树脂浸泡过的厚度为0.40.5mm的桦树板在的桦树板在1620mpa的压力和的压力和145

15、160的温度下胶合起来的材料。耐磨、耐的温度下胶合起来的材料。耐磨、耐腐蚀。它在海水中能与青铜配成良好的磨擦付。层腐蚀。它在海水中能与青铜配成良好的磨擦付。层压板的端面耐磨性能更好些，故板条的纤维方向应压板的端面耐磨性能更好些，故板条的纤维方向应与轴颈表面垂直。与轴颈表面垂直。轴承下部层压板的木层方向与轴中心线垂直，上半轴承下部层压板的木层方向与轴中心线垂直，上半部则可与轴中心线平行。轴承支承表面包角在部则可与轴中心线平行。轴承支承表面包角在100110之间。层压板尾轴承的冷却水槽设在之间。层压板尾轴承的冷却水槽设在止动条附近，采用压力水润滑和冷却。止动条附近，采用压力水润滑和冷却。19全面分

16、析20全面分析尾轴密封装置尾轴密封装置任务：为了防止舷外水沿螺旋桨轴进入船内以及润任务：为了防止舷外水沿螺旋桨轴进入船内以及润滑油的外漏。滑油的外漏。尾轴密封装置就其布置的位置，可以分为首部密封尾轴密封装置就其布置的位置，可以分为首部密封装置及尾部密封装置两种。对于油润滑的密封装置，装置及尾部密封装置两种。对于油润滑的密封装置，其首封的任务主要是封油，使其不致漏入船内；而其首封的任务主要是封油，使其不致漏入船内；而尾部密封装置则担负着封水和封油的双重任务。对尾部密封装置则担负着封水和封油的双重任务。对于水润滑的尾轴管，则只设首封，仅担负着不使船于水润滑的尾轴管，则只设首封，仅担负着不使船外水漏

17、入船内的任务。外水漏入船内的任务。组成：密封装置由密封元件组成：密封装置由密封元件(摩擦偶件摩擦偶件)及其夹持、及其夹持、定位部件等。定位部件等。21全面分析尾轴密封基本方法尾轴密封基本方法根据密封元件与轴的接触和防漏方式，尾轴密封又可以分为接触式和非接触式两种。接触式密封装置以橡胶制品或浸油石棉盘根作填料，将其充填于转轴与其支承固定件的缝隙之中，并与轴(或轴套)接触，目前广泛采用的橡胶密封均属此类。非接触式密封装置中密封元件的静、动部件之间留有一定间隙，不发生接触，而是靠流体流动路径（如迷宫）对流体的节流作用达到密封目的，油圈式密封属此类。22全面分析骨架式密封如图256所示为骨架式首封。j

18、型骨架式橡胶密封圈3置于密封环座1中，剖分式压盖2及定位螺栓将其夹紧定位，依靠其唇部与转轴间的接触进行阻油。当工作的油封磨损或变形失效后，可拆开压盖2，剪断并去掉工作油封3，换上备用油封6，再装上压盖2；当耐磨衬套表面受油封磨擦起槽过深时，可松开夹紧环5，沿轴向移动耐磨衬套位置，使其表面完好处与油封接触，这样可延长其使用寿命。如图262所示为骨架式尾封，它属接触式密封，为了担负封水、阻油的双重任务，故所用的油封道数，比首部油封为多，一般用34道，其中两道向外翻边的件5和件6，主要用来阻水，向内翻边的一道或两道油封则主要用来阻油。另在尾端设一道翻边橡皮4用来阻水和挡砂。骨架式轴封目前被广泛应用干

19、我国的中、小型船舶上，并已标准化，可供设计建造时选用。 23全面分析24全面分析填料函式密封装置填料函式密封装置典型的接触式密封装置，以盘根作填料，将其充填于转轴与典型的接触式密封装置，以盘根作填料，将其充填于转轴与其支承固定件的缝隙之中，借填料压盖其支承固定件的缝隙之中，借填料压盖6及压盖衬套及压盖衬套5的压紧的压紧力使其与轴力使其与轴(或轴套或轴套)紧密接触，以达到密封的目的。紧密接触，以达到密封的目的。填料常用浸油石棉盘根。加装填料时，每圈的长度应使两端填料常用浸油石棉盘根。加装填料时，每圈的长度应使两端刚好接拢，各道填料搭口应相互错开。压盖衬套内孔不准与刚好接拢，各道填料搭口应相互错开

20、。压盖衬套内孔不准与轴有接触，力求上、下、左、右方向的间隙对等。填料函的轴有接触，力求上、下、左、右方向的间隙对等。填料函的压盖压盖5，管接头和配水环，管接头和配水环2常用青铜或黄铜制成。航行时压盖常用青铜或黄铜制成。航行时压盖不能上得过紧，以免加剧轴或衬套的磨损，可适当地让舷外不能上得过紧，以免加剧轴或衬套的磨损，可适当地让舷外水通过填料沿压盖渗漏进来一点水通过填料沿压盖渗漏进来一点(每分钟约数滴每分钟约数滴)，这对轴套，这对轴套的冷却和减少其磨耗都将有好处。的冷却和减少其磨耗都将有好处。这种密封装置结构简单，工作可靠，修换方便，螺旋桨轴或这种密封装置结构简单，工作可靠，修换方便，螺旋桨轴或

21、轴套磨损较严重。轴套磨损较严重。只用于首封只用于首封25全面分析26全面分析27全面分析水润滑尾管装置的润滑和冷却水润滑尾管装置的润滑和冷却首端的尾轴承及密封装置一般均采用封闭式的油脂润滑或是压力水（主机冷却水）润滑。后端的尾轴承则不需考虑润滑和冷却措施。无论是木质轴承还是橡胶轴承，它们的摩擦系数均随其摩擦副接触温度的增高而显著增加，故必须对摩擦副进行冷却，一般使冷却介质的温度不超过50。为了改善摩擦副的散热条件，在轴承的内孔开有纵向冷却水槽，以便能有效地带走摩擦热。并且要求在轴运转之前，应先供入压力水，以便进行冷却，并且冲走泥砂与杂物。28全面分析29全面分析simplex密封装置密封装置这

22、种装置的密封环的防漏和阻油原理与前面提到的骨架油封相同，其主要特点是其弹性及跟随性较好，加之唇口的接触宽度小，唇部及弹簧的径向力合适，且在其后面有中间托环8密封前盖9护托支承，以防其受压翻边或过度变形，故其密封效果良好，使用寿命长，在中大型船舶上应用极为广泛。随动性随动性 30全面分析31全面分析油令圈式尾部密封装置油令圈式尾部密封装置如图如图261所示为油令圈式尾部密封的结构示意图。装置由所示为油令圈式尾部密封的结构示意图。装置由三道油令圈三道油令圈9和三道油令板和三道油令板8组成。件组成。件6、件、件7、件、件8以及垫板以及垫板10用螺栓固紧在尾管后轴承用螺栓固紧在尾管后轴承11或尾管上，

23、油圈或尾管上，油圈9紧套在防磨紧套在防磨衬套衬套2上，与轴同转。因油圈和油令板间轴向和径向间隙很上，与轴同转。因油圈和油令板间轴向和径向间隙很小，加之滑油在流经装置时是迷宫形前进，故油的流体阻力小，加之滑油在流经装置时是迷宫形前进，故油的流体阻力增加，润滑油的压力渐次减弱，从而限制和减少了油的泄漏。增加，润滑油的压力渐次减弱，从而限制和减少了油的泄漏。油圈的表面开有油槽润滑其接触面，以防止油圈与油令板的油圈的表面开有油槽润滑其接触面，以防止油圈与油令板的磨损。在压板磨损。在压板7内装有翻边橡皮内装有翻边橡皮3和油毛毡和油毛毡4，伸出部分紧贴，伸出部分紧贴在防蚀套的外圈上，以防海水漏入。在防蚀套

24、的外圈上，以防海水漏入。油圈式密封装置结构简单、重量轻。但使用时间一长，油圈油圈式密封装置结构简单、重量轻。但使用时间一长，油圈与油令板问的磨损就会使密封性能变差，易产生漏水、漏油与油令板问的磨损就会使密封性能变差，易产生漏水、漏油现象，故近年来渐被其他性能较好的油封所取代。现象，故近年来渐被其他性能较好的油封所取代。 32全面分析端面轴封端面轴封主要由集装式轴套、动环、静环、补偿装置、锁紧系统等组成。其基本原理是：动环通过动环座与集装式轴套合为一体；集装式轴套依靠锁紧装置同艉轴固紧，并随艉轴同步旋转。静环通过静环座、压盖及弹簧座的定位，利用弹簧或橡胶筒本身的张力，始终与动环保持紧密贴合，形成

25、弹性接触和良好的跟随性，可以充分适应艉轴的轴向窜动，以及因艉轴轴承磨损后，艉轴下沉和轴线失中导致的径向跳动。这种密封摩擦面的接触压力可随意进行调节，适应性广，既适合用于油润滑的尾部密封，也可用于水润滑的首部密封，还可供深海密封应用。产品的现场安装无需调试,只要将密封装置与轴承座作相应连接即可。张家港的cedervall ，泸州明达的cws等等。33全面分析34全面分析尾管装置的润滑和冷却尾管装置的润滑和冷却尾管装置中的轴与轴承、密封元件及其动静摩擦副之间，必须提供必要的润滑与冷却，以保证其工作的可靠性及延长使用寿命，否则桨发生故障，影响船舶航行和营运经济性。35全面分析油润滑尾管装置的润滑和冷却油润滑尾管装置的润滑和冷却自然润滑法自然润滑法 自然润滑实际上是指重力油柜中滑油靠自身的重力供油润滑，自然润滑实际上是指重力油柜中滑油靠自身的重力供油润滑，其基本构成及原理如图其基本构成及原理如图264所示。滑油自油柜所示。滑油自油柜l进入后尾轴进入后尾轴承承5，经尾管，经尾管6流至尾轴前轴承流至尾轴前轴承8，再经回油管，再经回油管