半軸承襯套

根據尾軸承潤滑劑的不同,分為水潤滑尾軸管裝置和抽潤滑尾軸管裝置,如圖9-21所示。 橡膠尾軸承可在含泥沙的水域工作,充分的冷卻條件下使用壽命為鐵梨木尾軸承的2-4倍。 賽龍尾軸承材料的性能優於鐵梨木、尼龍和層汪膠木等尾軸承材料,使用壽命約是其他尾軸承材料的4倍。


基本簡介

尾軸管裝置是用以支承尾軸和螺旋槳、密封船體不便海水進人尾軸承和防止潤滑油自尾軸承溢出的設備。通常尾軸臂裝置是由尾軸管本體、尾軸承、密封裝置和冷卻、潤滑系統等組成的。根據尾軸承潤滑劑的不同,分為水潤滑尾軸管裝置和抽潤滑尾軸管裝置,如圖9-21所示。

1.尾軸管

尾軸管本體可用鑄鋼(ZG230-450)、鑄鐵(LiT250、QT450-10)、20鋼管船用鋼板焊接而成。單軸系尾軸管本體及船體尾部如圖9-22所示。將尾軸管本體裝人船體尾部,在尾軸管本體首端法蘭與尾隔艙壁平面間加密封墊片後用螺栓固緊;尾軸管尾端外圓螺紋用鎖緊螺母將尾軸管緊固在尾柱轂上,螺母與尾柱轂後端面緊貼,0.O5mm塞尺插不進。尾軸管在船體上裝好後,進行尾尖艙水密試驗,各結合部位不允許有任何滲漏。
2.尾軸承

單軸系尾軸承製成兩段:尾前軸承和尾後軸承。尾前軸承位於尾軸管前端,較短;尾後軸承位於尾軸管後端,較長。有的大型船舶尾軸管較短,只有尾後軸承,而將尾前軸承移至尾隔艙壁與尾軸法蘭之間。尾軸承大多為滑動軸承,根據軸承襯的材料和潤滑劑的不同分為水潤滑尾軸承和油潤滑尾軸承分。目前,新造船舶多為油潤滑尾軸承。

尾軸承曲軸承襯套和軸承襯構成。水潤滑尾軸承襯套的材料採用鑄銅(ZCuSn1OZn2、ZUuZn4OMn2),鈾承襯的材料採用鐵梨木、層壓膠木、橡膠私合成材料;油潤滑尾軸承襯套採用鑄鋼(ZG230-450)或鑄銅(ZCuSn10Zn2),軸承襯採用白合金。

1)水潤滑尾軸承

水潤滑尾軸承襯的材料主要有鐵梨木、層壓膠木、橡膠、合成材料(尼龍、賽龍等)。尾軸承的長度應不小於尾軸直徑的4倍。利用舷外海水白然流入尾軸承進行潤滑與冷卻。為了控制海水流入量,在尾軸管前端尾軸處裝有密封裝置。航行時,旋鬆密封填料壓益的螺栓,使海水順利流迸軸承滿足潤滑與冷卻之需;停航時,則應旋緊螺栓,防止海水大盤漏入機艙。

(1)鐵梨木尾軸承鐵梨木是自1854年以來一直被用作海船水潤滑尾軸承的傳統軸承材料。鐵梨木盛產於中美洲、西印度群島和南美北部等熱帶地區。鐵梨木生長緩慢、直徑20mm的樹需10年。材質細密、堅硬、比重大(約為1.2),含有豐富的樹脂,具有耐水浸、耐蝕和耐磨等特點。乾燥時會產生變形和裂紋。鐵梨木中除木質和樹脂外,還含有樹脂精汁等。精汁與水作用形成乳狀粘液,具有潤滑作用使摩擦係數大人降低。例如,鐵梨木與青銅在水中相對運動,摩擦係數為0.003-0.007。此外,摩擦係數隨水溫升高而增大。如果保持水溫低(50ºC左右)、水量充足,則鐵梨木具有很高的耐磨性。鐵梨木軸承的結構如圖9-23(a)所示。將鐵梨木板條(一般厚度為15-35mm、寬度為60-80mm、長度為150-30Omm)緊密地鑲嵌在軸承襯套中,為防止鐵梨木板條位置錯動在襯套內鐵犁木板條之間安裝2-3根銅質止動條(厚度為鐵梨木條厚度的60%),緊貼襯套內表面並用螺釘固定。襯套內下半部分鐵梨木板條表面為立紋(纖維方向與尾軸中心線垂直),上半部分木板條表面為順紋(纖維方向與尾鈾中心線平行)。木板條之間形成V形、U形或梯形水槽,如圖9-23(b)所示,以利海水流通進行潤滑和冷卻,但在下半瓦90º範圍內無水槽。

(2)層壓膠木尾軸承由於鐵梨木需要進口,價格較高,所以多年來國內外均致力尋找鐵梨木廉價的代用材料。我國研究試驗成功的層壓膠木已套用於生產,它是以樺木為原料,將樺木薄板浸於酚醛中製成板坯。再經高溫、高壓製成板材。

樺木層壓膠木具有材質緻密、堅硬、耐熱、絕緣性好、較好的耐磨性和可承受衝擊負荷等特點。此外。成材率高達85%(鐵裂木只有20%),價格便宜。缺點是脆性較大,耐磨性也不及鐵梨木。
樺木層壓膠木尾軸承的結構基本與鐵梨木尾軸承相同,將層壓膠木製成板條鑲於尾軸承村套中,其上、下瓦板條均採用耐磨性好的立向纖維作摩擦面。軸徑<360mm的尾軸承可不加止動條。板條之間亦要形成V形、U形或梯形水糟,在下瓦90º範圍內無水槽,如圖9-24(a)所示。

(3)橡膠尾軸承以天然橡膠與礦物成分硫化加工製成的橡膠具有彈性好、吸振性好、耐磨和耐泥沙等優點。缺點是工作溫度低,超過65ºC就會很快老化,也不耐油,遇油老化。橡膠尾軸承可在含泥沙的水域工作,充分的冷卻條件下使用壽命為鐵梨木尾軸承的2-4倍。橡膠尾軸承工作平穩、容易安裝校中、軸承負荷分市均勻,但橡膠中的硫會對尾軸產生腐蝕作用。

橡膠尾軸承的結構分為板條式和整體式兩種。板條式尾軸承中的板條是由金屬襯板(銅板或鍍銅鋼板)外包橡膠製成的,如圖9-24(b)所示,套用於尾軸直徑>360mm、負荷較高的尾軸承中。圖9-24(c)、(d)為整體式橡膠尾軸承,套用於尾軸直徑較小的船舶上,如內河中小型船舶及工程船。

(4)合成材料尾軸承近年來,船舶尾軸承採用尼龍、賽龍等合成材料,其中,套用賽龍尾軸承材料日益增多。賽龍作為尾軸承材料已被世界各大船級社認可,如英國勞氏船社(LR)、法國船級社(BV)、美國船級社(ABS)、日本海事協會(NK)和中國船級社(CCS)等。

賽龍是由高性能熱固性樹脂合成的均質聚合物。具有彈性好、耐磨性好、耐腐蝕和不會剝落的特點,但其導熱性差,且不耐高溫。

賽龍尾軸承材料的性能優於鐵梨木、尼龍和層汪膠木等尾軸承材料,使用壽命約是其他尾軸承材料的4倍。工作溫度在-65—107ºC範圍之內,賽龍軸承可承受冷縮安裝的溫度達-196ºC,而不會硬脆。賽龍軸承侵入水或水溶液的溫度不得超過60ºC,否則會產生水解作用使軸承變軟,因此賽龍尾軸承冷卻水溫度在50ºC以下,冷卻水量為每英寸軸徑每分鐘4公升。

賽龍尾軸承結構有圓簡形和板條形。圓簡形適用於200-1000mm的尾軸,板條形適用於270-749mm的尾軸。圓簡形尾軸承內孔鑄有水槽,板條形尾軸承可手工或採用鋸、刨削和銑削等加工出水槽。

2)油潤滑尾軸承

油潤滑尾軸承常採用白合金、青銅、鑄鐵作為尾軸承材料,其中以白合金套用最廣泛。白合金軸軸承的長度應不小於尾軸直徑的2倍。中、小型船舶,尤其內河船舶普遍採用白合金尾軸承和以軸作冷卻潤滑劑的閉式潤滑系統。目前,越來越多的大型海船採用白合金尾軸承,新造船舶幾乎全部是白合金尾軸承。這主要是由於鐵梨木價格貴使造船成本提高;鐵梨木尾軸承的船舶不適於在泥沙較多的內河或航區航行,泥沙隨海水或河水進入尾軸承使之迅速磨損;隨著船舶噸位的增大,尾軸承負荷也不斷增加,水潤滑尾軸承因水的粘度低,水膜較薄而承載能力低,也造成鐵梨木尾軸承磨損加劇;油膜承載能力大,油的潤滑性能優於水,尤其是油潤滑尾軸承密封裝置優良,能有效地密封。

向合金尾軸承常用錫基巴氏合金(ZChSnSb11-6、ZChSnSb7.5-3)。將白合金澆鑄在尾軸承襯套上,如圖9-25所示。油潤滑尾軸承和尾軸在閉式潤滑系統中工作,尾軸不需套裝銅套。

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