船舶艉轴空气密封装置设计及应用

316200 金海重工（舟山）设计研究院有限公司 浙江 舟山|苏军辉



船舶艉轴空气密封装置设计及应用

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近年来，自动控制技术及船舶制造工业取得了长足的发展。此种形式下，艉轴空气密封装置被广泛应用于大型船舶，以为其提供主推进动力。文章结合汽车运输船的艉轴空气密封装置，从空气密封装置优缺点、空气密封装置设计要点两个方面进行了深入分析。艉轴空气密封装置；优缺点；设计要点

近年来，艉轴空气密封装置生产商加大了对新型尾轴密封装置研发的重视、投资力度，以防控、降低船舶污染海洋及提升自身核心竞争力。其中，B+V公司研发生产的SC2S空气式尾轴密封装置更具可靠性、便于维护，备受船东青睐。文章对汽车运输船的艉轴空气密封装置的优缺点、设计要点进行了论述，以期对丰富我国船舶艉轴空气密封装置设计及应用理论有所帮助。

空气密封装置优缺点

a空气密封装置的优点

空气密封装置的优点主要有高可靠性、便于维护、应急措施较多等优点。其中，高可靠性：油封、水封环皆为两道，当密封环失去应用价值时，艉轴管内的海水、润滑油会被机舱泄放收集柜回收，从而对艉轴内部的油及外部海水进行密封；作用于各道密封环的压力较小，利于延长其部件服役期限；较普通艉轴空气密封而言，此装置多一道空气密封。在空气密封出现问题时，其转变为普通艉轴空气密封；将30mm定距环安装于密封装置法兰及艉柱端平面之间［1］。一旦衬套、密封环损坏、失效，去除定距环能够在一定程度上改善衬套及密封环之间的距离，以提高其的使用寿命。如此，便能提升整个艉轴空气密封装置的可靠性，有利于减少漏油污染海洋。此外，艉轴空气密封装置的维护较为简便。空气流量恒定情况下，系统压力随着吃水变化而变化。空气密封装置备有临时性重力油柜，对解决空气压力控制单元故障颇有益处。如此，便能形成双重密封，以提高空气密封装置可靠性。

b空气密封装置的缺点

空气密封装置的缺点主要体现于以下两个方面：1、空气自动控制系统冗余，加大了压缩空气的利用，且整个装置更趋繁杂；2、须耗费大量人力、物力。B+V公司研发生产的尾轴密封装置与普通型在空气控制系统数量方面存在着差异性，因而导致其设计、制造成本较高。

空气密封装置设计要点

首先，注意选型。通过查阅船舶技术规格书，明确密封装置在材料、船级社等方面的具体要求。严格遵循特定船级社及上述要求，以确定适宜的生产商。通常，很多公司大都倾向于选择B+V公司的产品。就B+V公司艉轴空气密封装置而言，其包含空气压力恒定、空气压力因吃水变化而变化、两个艉密封及艉管重力油柜三种形式［2］。在选型过程中，须以B+V公司推荐的选型方法为重要参考标准。实践证明，适宜的艉轴空气密封装置形式对制造船舶至关重要。此外，艉轴空气密封装置生产厂家须在“轴系强度计算书”的指导下，对艉密封、艏密封位置的轴径进行加工。倘若，艉轴空气密封装置形式属于第三种范畴，则应注意以下内容，以满足船级社与技术规格提出的一系列要求：厂家提供艉密封装置上的防腐锌块、定距环直角型钢管、不锈钢管接头（用于连接艉封及艉管内部）；注意是否存在水下检验、TMON等入级要求；待关闭全部船级社退审意见之后，进行交货。

其次，确定艉管重力油柜高度。根据调查、统计结果显示，较重载船舶轴心线海水压力而言，艉管内润滑油压力值略高0.024MPa［3］。第三种艉轴空气密封装置的重力油柜数量为2，其高度计算公式存有一定的差异性，换句话说，确定较低位置重力油柜高度值时须采用第一个计算公式；确定较高位置重力油柜高度值时须采用第二个计算公式；当两个油柜进行高度交换时，须采用第三个计算公式。对于第一种、第二种形式的艉轴空气密封装置来说，其具备的重力油柜数量为1。因此，在确定重力油柜高度时，可采用第一个计算公式。

重力油柜计算公式：

最后，空气密封装置其他设计要点。一方面，在设计空气密封装置过程中，明确标注密封装置上的各个零件，为制造人员提供可靠参考，以确保密封装置安装工作准确、无误；以密封装置生产商推荐的拧紧力矩为依据，对密封装置上的螺栓进行合理紧固。在缺乏相应推荐时，螺栓的紧固扭矩值可控制为屈服强度值的71%。此外，及时进行报验，以使船检、船东明晰此扭矩值。

结束语

综上所述，空气式艉轴密封对改善海洋生态环境、提高衬套及密封环服役期限等具有非凡的意义。实践证明，空气式艉轴密封的可靠性强，便于及时处理突发状况。由此可见，空气式艉轴密封发展前景良好。然而，空气式艉轴密封存在着空气压力调节在精确度、灵敏度方面较为欠缺，系统操作繁杂及数字化不达标等问题。笔者坚信，科学技术迅猛发展背景下，上述问题将会得到有效解决，我国将会生产出高质量（经济性、可靠性、环保性等更强）空气式密封装置。

参考：

［1］徐庆明，刘永发. AX型艉轴密封装置的应用［J］.广东造船，2013，01：51-53.

［2］张江兴. 船舶艉轴空气密封装置设计及应用［J］.机电技术，2013，05：115-117.

［3］马培良，郑必前.大中型船舶新型艉轴密封装置介绍［J］. 中国水运（下半月），2014，07：1-3.