舰船新型艉轴密封装置的调整与维护保养

毕国稳，周爱光，朱旭聪

(1.4808工厂 威海修船厂，山东 威海 264200； 2.91202部队，辽宁 葫芦岛 125000)

舰船新型艉轴密封装置的调整与维护保养

毕国稳1，周爱光2，朱旭聪1

(1.4808工厂 威海修船厂，山东 威海 264200； 2.91202部队，辽宁 葫芦岛 125000)

文章介绍了5种被广泛应用的新型艉轴密封装置的结构原理和性能特点，重点阐述了各装置正确的调整方法，指出了在使用与维护保养中普遍存在的问题和应该注意的事项，可供轮机管理员学习和参考。

艉轴密封装置；结构与原理；调整；使用与维护保养

艉轴密封装置是舰船推进轴系的重要组成部分，也是舰船漏水的主要危险源之一。近十几年来，各种新型艉轴密封装置不断面世，以其泄漏量少、使用寿命长、便于水下维修等优点，逐步淘汰了落后的填料函密封，推动了舰船平台的技术进步。由于新型密封装置结构相对较复杂，安装调整及使用与维护保养有较严格要求，管理不好也会产生一些问题。下面对几种新型密封装置作一简单介绍，并就使用与维护保养中存在的问题提出解决措施和注意事项，供轮机维修和管理人员作参考。

1 新型密封装置的结构与工作原理

新型密封装置是一种水润滑密封装置，其依靠一对端面作相对摩擦运动的动环和静环进行密封，主要由壳体、气胎组、动环组、静环组和弹性补偿组5部分组成。下面以图1 CWDF型密封装置为例阐述其结构与原理。

图1 CWDF型艉轴密封装置示意图

1)壳体。用于固定密封装置各零部件，采用铜或不锈钢制成，安装在艉轴管上。

2)气胎组。用于水下维修时的应急密封，为橡胶和不锈钢的组合件，安装于壳体的后端。

3)动环组。与静环配对起密封作用，采用铜、硬质合金或橡胶等材料，安装固定在艉轴上。

4)静环组。与动环配对起密封作用，一般采用耐磨高分子材料、硬质合金或不锈钢，安装于壳体上。

5)弹性补偿组。也称弹性补偿机构，其作用是：给静环与动环之间施加一个基本恒定的比压，使其紧密贴合，补偿各种因素引起的比压变化。补偿机构一般由不锈钢弹簧和橡胶等组合而成，安装于壳体与静环组之间为外装式，安装在轴与动环组之间为内装式。

端面密封的工作原理是：安装时通过弹性补偿机构给动环与静环之间施加一个压力，使动、静环配对端面紧密贴合，当艉轴运转时，动环跟随艉轴一起转动，而静环与壳体一起不转动，动环与静环端面相对摩擦阻挡水泄漏。

目前，国产新型密封装置已有许多种，应用比较广泛的除了CWDF型外，还有MF型、SM型、SMA型和SMB型，其详细结构分别见图2、图3、图4和图5。如果将密封装置再进一步细分，还可以分为外装式和内装式，CWDF型、MF型和SMB型为外装式，SM型和SMA型为内装式。

图2 MF型艉轴密封装置

图3 SM型艉轴密封装置

图4 SMA型艉轴密封装置

图5 SMB型艉轴密封装置

2 各型密封装置的性能特点和调整方法

1)CWDF型艉轴密封装置。该装置动、静环采用硬质合金材料，硬度高，适用于在泥沙含量较高的近海航行的中小型舰艇。该装置的补偿机构采用多弹簧布置和凸形橡胶筒双补偿，其补偿效果均匀，有良好的跟随性。由于其摩擦副的接触面小，冷却效果好，因此该密封装置可以做到基本无泄漏。补偿机构压缩量用图示H值在自由状态和工作状态时的差值ΔH表示，调整时将专用工具固定在动环组前端的艉轴上，向后压紧动环组和静环组，达到要求的压缩量ΔH后，最后将动环组固定在艉轴上。

2)MF型艉轴密封装置。该型密封装置采用“Ω”形补偿机构，补偿性能良好，但制造工艺较复杂；其动环为剖分式结构，便于维修。补偿机构压缩量ΔH表示方法同上，是通过“Ω”形补偿机构上的调节螺栓来调整。

3)SM型艉轴密封装置。该装置结构简单，动环为橡胶件，用环形弹簧卡紧在轴上，兼有轴向补偿功能。动环预先安装2个，当其中1个损坏后将其割开拆下，再将第2个前移可继续使用。该装置压缩量调整采用了一专用定位块，调整时将其插入衬套与静环组之间，使两者之间的距离H正好为定位块的厚度即可。定位块分为2个标准厚度，分别为H1和H2，且H2>H1。首次安装调整用H1面，密封装置在使用中若出现漏水超出规定，在确定没有其他因素导致漏水加重的情况下，再用H2面进行调整。

4)SMA型艉轴密封装置。该装置动环采用橡胶高分子复合材料，静环为高硬度合金，补偿机构采用多弹簧布置压缩量调整以泄漏量小于300 ml/h为宜，但必须保持少量漏水，因为密封装置工作时，动静环摩擦会产生大量热量，静环为高分子材料制成，耐热性相对较差，必须用水为其冷却和润滑。一般当压缩量超过5 mm后，就会使静环表面产生烧损。另外，该密封装置正常工作时动环体与弹簧座轴向之间应处于滑动状态，以起到补偿作用，但使用一段时间后由于配合表面形成水垢，之间常常互相卡住而失去补偿作用，导致异常漏水。

5)SMB型密封装置。该装置结构也比较简单，动环为橡胶高分子复合材料，静环为不锈钢制造。其补偿机构压缩量ΔH表示方法相同，通过专用调节螺钉调整，调节完后必须将调整螺钉拆除保存，否则装置将失去补偿作用。该装置也存在动环体与弹簧座容易卡住问题，导致异常漏水。

3 使用与维护保养应注意的事项

首先，作为使用管理人员要仔细阅读密封装置随机带的《使用与维护保养说明书》，弄清装置的结构、原理、性能及各项要求，验清备品备件和专用工具，并将说明书和备品备件保存好；二是运转中要加强观察和检查，包括冷却水压力、动态泄漏量、振动、发热和响声等，停运期间要检查静态泄漏量和各紧固件是否有松动；三是如有异常情况应及时处理，技术上有困难的可通知生产厂家协助。

几年来，我们在艉轴密封装置安装和维修技术服务中注意到，有些管理人员在使用与维护保养中存在一些不正确、不规范的做法有以下5种。

1)气胎使用不正确。①舰船在航行中，为减少密封装置动态泄漏，在艉轴运转中对气胎充气以达到“辅助密封”，这是绝对不允许的，会直接导致气胎烧损破裂；②舰船停运期间，为减少密封装置静态泄漏，将气胎充气密封。但再次运转时忘了气胎放气，造成气胎烧损破裂；③气胎充气压力一般为0.2～0.6 MPa，有时由于压缩空气系统减压阀失灵，导致充气压力过大，将气胎充碎；④气胎放气后没有将充气管断开，阀门漏气又将气胎自动充上气，再次运转时将气胎损坏。以上几种情况都能导致气胎烧损破裂，如果海水从充气接头中流出或充气时严重漏气，说明气胎已经破了，应及时更换。

2)压缩量调整不当。前面提到，密封装置安装时通过弹性补偿机构提供一个初始压缩量，使动、静环之间达到密封所需的比压。此压缩量在使用说明书上有规定，不同型号和规格的密封装置压缩量各不相同，如常用的CWDF140型为(5±0.5)mm，MF150型为1.5～4 mm，SM170型为2～3.8 mm，SMA300和SMB190型为2～3 mm。但有些管理人员遇到密封装置泄漏增大时，往往不查找和分析真正原因，而是一味增大压缩量，结果治标不治本，加速了动静环的磨损和失效，甚至烧损报废。实际上压缩量有个最佳范围，过小或过大均会导致泄漏增大，甚至损坏。

3)轴系中心线发生变化而密封装置没作相应的调整。有些舰船因故进坞或上排修理，修理过程中轴系中心线发生了变化，而没有对密封装置作相应的检查和调整，致使动、静环之间产生偏斜或位移，并超过允许的偏差，导致异常泄漏。各型密封装置允许的偏斜或位移量可在说明书上查到，如果偏差小于规定值是不会影响其正常使用。

4)冷却水供水不足。密封装置运行必须要有冷却水进行冷却和润滑，使用中常发生冷却水阀开度不足或忘了打开，以及异物堵住冷却管等情况，由于冷却和润滑不良，使动、静环温度过高而烧损。另外，冷却系统布置常见有2种形式:一种是串联供水，冷却水先供到密封装置，再流转到后部的艉轴轴承；另一种是并联供水，冷却水分2路同时供到密封装置和艉轴轴承。实际使用表明并联供水效果较好，串联供水曾发生过因密封装置供水不足，影响艉轴轴承冷却，导致烧损使艉轴产生下沉，继而再导致密封装置损坏的事故。

5)初次投入使用前密封装置内的空气没放尽，造成气阻。由于结构上的原因，密封装置经安装或维修后再次通水时，在其内部会积聚空气，特别是在动、静环之间的上部，容易产生气阻,致使局部发热并温度升高，严重时将造成动、静环烧损报废。因此，在初次投入使用之前应先放尽装置内的空气，具体方法是：舰船下水后在停车状态，有意使动、静环产生一定的分离，让空气从其上部逸出，直至有水流出为止。

In this paper,5 kinds of new type shaft sealing devices are introduced together with their structure principle and performance features，the method for adjusting correctly and common problems in the use and maintenance are pointed out,which can be reference for the engine managers.

shaft sealing device;structure and principle;adjustment;use and maintenance

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.02.012

毕国稳(1962-)，男，山东威海人，工程师，大学本科，主要从事舰船维修工作。

2013-12-18