船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用

316200 金海重工（舟山）設計研究院有限公司 浙江 舟山|蘇軍輝

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船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用

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近年來，自動控制技術及船舶制造工業取得了長足的發展。此種形式下，艉軸空氣密封裝置被廣泛應用于大型船舶，以為其提供主推進動力。文章結合汽車運輸船的艉軸空氣密封裝置，從空氣密封裝置優缺點、空氣密封裝置設計要點兩個方面進行了深入分析。艉軸空氣密封裝置；優缺點；設計要點

近年來，艉軸空氣密封裝置生產商加大了對新型尾軸密封裝置研發的重視、投資力度，以防控、降低船舶污染海洋及提升自身核心競爭力。其中，B+V公司研發生產的SC2S空氣式尾軸密封裝置更具可靠性、便于維護，備受船東青睞。文章對汽車運輸船的艉軸空氣密封裝置的優缺點、設計要點進行了論述，以期對豐富我國船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用理論有所幫助。

空氣密封裝置優缺點

a空氣密封裝置的優點

空氣密封裝置的優點主要有高可靠性、便于維護、應急措施較多等優點。其中，高可靠性：油封、水封環皆為兩道，當密封環失去應用價值時，艉軸管內的海水、潤滑油會被機艙泄放收集柜回收，從而對艉軸內部的油及外部海水進行密封；作用于各道密封環的壓力較小，利于延長其部件服役期限；較普通艉軸空氣密封而言，此裝置多一道空氣密封。在空氣密封出現問題時，其轉變為普通艉軸空氣密封；將30mm定距環安裝于密封裝置法蘭及艉柱端平面之間［1］。一旦襯套、密封環損壞、失效，去除定距環能夠在一定程度上改善襯套及密封環之間的距離，以提高其的使用壽命。如此，便能提升整個艉軸空氣密封裝置的可靠性，有利于減少漏油污染海洋。此外，艉軸空氣密封裝置的維護較為簡便。空氣流量恒定情況下，系統壓力隨著吃水變化而變化。空氣密封裝置備有臨時性重力油柜，對解決空氣壓力控制單元故障頗有益處。如此，便能形成雙重密封，以提高空氣密封裝置可靠性。

b空氣密封裝置的缺點

空氣密封裝置的缺點主要體現于以下兩個方面：1、空氣自動控制系統冗余，加大了壓縮空氣的利用，且整個裝置更趨繁雜；2、須耗費大量人力、物力。B+V公司研發生產的尾軸密封裝置與普通型在空氣控制系統數量方面存在著差異性，因而導致其設計、制造成本較高。

空氣密封裝置設計要點

首先，注意選型。通過查閱船舶技術規格書，明確密封裝置在材料、船級社等方面的具體要求。嚴格遵循特定船級社及上述要求，以確定適宜的生產商。通常，很多公司大都傾向于選擇B+V公司的產品。就B+V公司艉軸空氣密封裝置而言，其包含空氣壓力恒定、空氣壓力因吃水變化而變化、兩個艉密封及艉管重力油柜三種形式［2］。在選型過程中，須以B+V公司推薦的選型方法為重要參考標準。實踐證明，適宜的艉軸空氣密封裝置形式對制造船舶至關重要。此外，艉軸空氣密封裝置生產廠家須在“軸系強度計算書”的指導下，對艉密封、艏密封位置的軸徑進行加工。倘若，艉軸空氣密封裝置形式屬于第三種范疇，則應注意以下內容，以滿足船級社與技術規格提出的一系列要求：廠家提供艉密封裝置上的防腐鋅塊、定距環直角型鋼管、不銹鋼管接頭（用于連接艉封及艉管內部）；注意是否存在水下檢驗、TMON等入級要求；待關閉全部船級社退審意見之后，進行交貨。

其次，確定艉管重力油柜高度。根據調查、統計結果顯示，較重載船舶軸心線海水壓力而言，艉管內潤滑油壓力值略高0.024MPa［3］。第三種艉軸空氣密封裝置的重力油柜數量為2，其高度計算公式存有一定的差異性，換句話說，確定較低位置重力油柜高度值時須采用第一個計算公式；確定較高位置重力油柜高度值時須采用第二個計算公式；當兩個油柜進行高度交換時，須采用第三個計算公式。對于第一種、第二種形式的艉軸空氣密封裝置來說，其具備的重力油柜數量為1。因此，在確定重力油柜高度時，可采用第一個計算公式。

重力油柜計算公式：

最后，空氣密封裝置其他設計要點。一方面，在設計空氣密封裝置過程中，明確標注密封裝置上的各個零件，為制造人員提供可靠參考，以確保密封裝置安裝工作準確、無誤；以密封裝置生產商推薦的擰緊力矩為依據，對密封裝置上的螺栓進行合理緊固。在缺乏相應推薦時，螺栓的緊固扭矩值可控制為屈服強度值的71%。此外，及時進行報驗，以使船檢、船東明晰此扭矩值。

結束語

綜上所述，空氣式艉軸密封對改善海洋生態環境、提高襯套及密封環服役期限等具有非凡的意義。實踐證明，空氣式艉軸密封的可靠性強，便于及時處理突發狀況。由此可見，空氣式艉軸密封發展前景良好。然而，空氣式艉軸密封存在著空氣壓力調節在精確度、靈敏度方面較為欠缺，系統操作繁雜及數字化不達標等問題。筆者堅信，科學技術迅猛發展背景下，上述問題將會得到有效解決，我國將會生產出高質量（經濟性、可靠性、環保性等更強）空氣式密封裝置。

參考：

［1］徐慶明，劉永發. AX型艉軸密封裝置的應用［J］.廣東造船，2013，01：51-53.

［2］張江興. 船舶艉軸空氣密封裝置設計及應用［J］.機電技術，2013，05：115-117.

［3］馬培良，鄭必前.大中型船舶新型艉軸密封裝置介紹［J］. 中國水運（下半月），2014，07：1-3.