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导语
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作为水上运输的主要交通工具，船舶的发展给人类的生活带来了很大的变化。早期的船舶大都以人力、蓄力、风力作为动力，直到1839年，第一艘带有螺旋桨推进器的蒸汽机船"阿基米德号"问世后，这种推进器被迅速推广。随着工业的发展，现代的轮船大都以内燃机作为动力，带动船体外的螺旋桨旋转，依靠螺旋桨与水产生的反作用力推进船舶的航行。毋庸置疑，发动机肯定在船体内部，因此必然需要传动装置将动力传递到暴露在水中的螺旋桨上，而这样的传动连接处必定会有一定的缝隙，那现代轮船是如何保证螺旋桨正常运转又实现防水防漏油的呢？本文将尽可能以通俗易懂的语言为大家讲解其中的原理。 4 n7 P2 f, j/ N+ p- `4 G
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轮船螺旋桨
' Y- Q0 k. I, ?- E |螺旋桨的位置布局 - L5 Y, g# k: |/ d
螺旋桨设置在船舶尾部后下方，其后面为舵叶。螺旋桨通过中间轴与主机连接，中间轴安装在尾轴管内，通过专用轴承连接。不难看出，螺旋桨处的密封能力主要体现在尾轴的密封能力。当然中间轴和船体之间不可能只加个普通的密封圈就行了。拿30万吨的货轮来说，螺旋桨的直径可达10米。即便转速只开到70rpm,那产生的振动也是巨大的，说不好在离港的时候，密封圈就被震掉了。即便不会，强大的海水压力也会使密封圈变形。 & _0 w7 g1 H S0 Z
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螺旋桨布局 $ O% {6 t, p4 k5 X$ a5 `1 p" K
尾轴密封原理 B0 \* ^+ Y1 U' C* s5 T8 Z
尾轴的密封是典型的旋转式动密封，简单来说，尾轴密封是通过注入油液，使其保持一定的油压来阻止水的渗入。但其密封绝不像说的那么简单，而是一个复杂的密封系统。 + [& m. f- L* }- u% U/ o4 w
0 l/ R# }6 C( l% X; l图片来源：EAGLE INDUSTRY Kemel
* E" `; }5 y" @% N1 Y大型轮船的尾轴系统由尾轴、尾轴管、密封装置、轴承、润滑系统等组成。其尾轴安装在尾轴管内，依靠前后两个轴承套运转。前后两个轴承之间为密闭的尾轴管。其中尾密封的任务要艰巨的多，既要防止水进入又要防止油液泄漏，因此本文我们重点讲解尾密封。 尾密封中目前广泛应用的是Simplex型（皮碗式）密封装置，这是一种获得各国船级协会认证的密封方式。皮碗密封基本原理如下图：当空间1的介质压力大于空间2的介质压力时，空间1的介质会被封住，不会流入空间2；当空间2的介质压力大于空间1时，空间2的介质会流入空间1。 ) Z6 A) ~5 T- H; Z$ k# C
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皮碗密封基本原理图
% V. ^/ ^& g0 `2 z3 Y将尾密封放大如下图：
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尾密封放大图 1 f1 W3 x8 _5 t9 `% i
2 v/ ~: r+ S: O3 A* ]8 p& u尾密封结构原理图 # z* q' h" B6 _$ D: N/ W: t. J
我们可以看到尾密封采用了4组密封圈，通过弹簧箍在尾轴套上，在海水、弹簧力和橡胶弹力的作用下仅仅贴合在轴套上。这4组密封圈其中前两组往前翻，后两组往后翻。根据前面讲到的皮碗密封原理，我们可以把皮碗密封想象成一个单向阀。在#2#3之间压入空气，空气压力要比海水压力稍高。这样空气很容易冲开皮碗密封，从皮碗密封和尾轴之间通过，形成一个气流通道，使皮碗密封圈与尾轴隔开不接触，这样既可以保证尾轴转动顺畅又能减小磨损。同时因为空气压力高，海水也不会进入。而润滑油则是在空气密封失效的情况下加的一道保险装置。 ( |7 ]) v0 H( d# U& a
如何监测油封是否正常 . p# q9 `+ F+ u9 f/ \" O u
: F, G3 p* X& k U: \6 n尾轴密封检测系统
* |( m# `6 x5 L e1 \! ^尾轴由前后两道密封，同时在前后密封之间填充油，油是从一定高度的油柜下力的，称为重力油柜。既可以平衡压力又可以润滑轴承。一旦尾密封漏水会引起重力油柜有位升高，此时监测报警系统就会报警。而一旦尾密封泄漏的话，则会引起重力油柜的油位下降，此时监测系统报警就会知道前密封损坏了。
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其实尾轴的密封是非常可靠的，只要按时检修，尾轴的密封十几年都不会有问题。但不管怎样，船只的防水都是一项极其重要的工作，因此不能掉以轻心。 | 
发表于 2022-6-18 14:34:14
