摘　要：尾軸密封裝置是船舶軸系的一個(gè)重要部件，能有效隔離海水、泥沙和微生物，并保持軸系的密封性。本文介紹了KWJS型密封裝置的安裝過程，并分析了其漏水原因。
　　關(guān)鍵詞：尾軸；密封裝置；安裝；漏水
　　1　引言
　　尾軸密封裝置是船舶軸系的一個(gè)重要部件，不僅能保證尾軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中有下沉、徑向跳動(dòng)及偏心轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向竄動(dòng)等情況時(shí)具有良好的密封性，而且能有效隔離海水、泥沙和微生物，防止海水灌入機(jī)艙，其工作性能的好壞，對(duì)船舶運(yùn)轉(zhuǎn)性能有著重要影響。
　　本文介紹是瑞典Roplan公司生產(chǎn)的KWJS型尾軸密封裝置。該密封裝置采用唇形密封與機(jī)械密封相結(jié)合的方式，能較大程度的提升裝置的密封性能。
　　2　尾軸密封裝置結(jié)構(gòu)簡介
　　KWJS型尾軸密封裝置見圖1。
　　圖1尾軸密封裝置可分為靜密封組合件，圖1①（包括密封座、螺釘、密封座墊片、驅(qū)動(dòng)銷、O形圈和靜環(huán)等），鋅環(huán)，圖1②，徑向唇形密封，圖1③，襯套圖1④和動(dòng)密封組合件，圖1⑤（包括固定夾片、螺釘、旋轉(zhuǎn)密封套筒、彈簧組、O形圈、對(duì)開環(huán)和動(dòng)環(huán)等）共五大部分，其主密封副（動(dòng)環(huán)與靜環(huán)）靠彈簧組件和水壓使它們緊密貼合，保持持續(xù)接觸壓力，形成嚴(yán)實(shí)的端面密封。密封面磨損時(shí)，彈簧組件產(chǎn)生的預(yù)緊力能夠使其自動(dòng)補(bǔ)償。尾部設(shè)有唇形密封，圖1③，能有效阻止海水、泥沙和微生物的進(jìn)入。另外，密封裝置還設(shè)有鋅環(huán)，圖1②，能起到犧牲陽極，防止腐蝕的作用。 　　3　尾軸密封裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
　　3.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　主密封即葉輪軸密封是一種機(jī)械密封，是為噴水推進(jìn)裝置的特殊環(huán)境而設(shè)計(jì)的。密封裝置中相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)表面（動(dòng)、靜環(huán)）是相互摩擦的。相互摩擦表面的材料一邊是碳化硅，另一邊是石墨。密封座材料則是不銹鋼。冷卻水是從推進(jìn)泵裝置中引來的，以保證密封座中經(jīng)常充滿水，在密封座內(nèi)的水連接的后部有一唇形密封。采用復(fù)雜的機(jī)械密封形式是因?yàn)橥七M(jìn)泵裝置不工作時(shí)，保護(hù)套內(nèi)的靜壓壓住唇形密封圈以防止水進(jìn)入；但當(dāng)推進(jìn)泵裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)套內(nèi)是負(fù)壓，為了避免空氣進(jìn)入而引發(fā)空泡，采取從主機(jī)水冷系統(tǒng)引來高壓水進(jìn)行水封（導(dǎo)葉體處引流作為備用）。具有相互摩擦面的機(jī)械密封即為防水封，此時(shí)即便有少量水從唇形密封圈內(nèi)滲入也不會(huì)吸入空氣。
　　該密封裝置不但能防止吸入空氣，而且水封中的水流還可以起散熱的作用。因?yàn)槿~輪軸轉(zhuǎn)速較高，在葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該密封裝置中所有接觸面相互摩擦，摩擦過程中會(huì)產(chǎn)生熱量。為了使葉輪軸和密封裝置都得到較好地冷卻，該處采用水冷方式，將主機(jī)水冷系統(tǒng)（導(dǎo)葉體處引流作備用）的高壓水通過冷卻水管引入軸封，冷卻水由于壓力差作用將沿葉輪軸流回到進(jìn)流管道，從而形成冷卻水的循環(huán)。
　　3.2工作原理
　　主密封是由動(dòng)、靜環(huán)兩者之間的連續(xù)持續(xù)摩擦而產(chǎn)生密封效果，靜環(huán)固定在密封座上，而動(dòng)環(huán)則安裝在密封套筒上隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。尾軸與尾軸管水密封主要是借助固定在尾軸上的固定環(huán)，通過旋轉(zhuǎn)密封套筒帶動(dòng)動(dòng)密封件和固定在尾軸管密封座上的靜密封件產(chǎn)生端面連續(xù)摩擦接觸。彈簧組件上的彈簧壓力保證了動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的持續(xù)接觸與自動(dòng)補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)了密封，防止進(jìn)流管道內(nèi)的水進(jìn)入船艙。
　　唇形密封由氟橡膠制成，內(nèi)部裝有一根金屬簧片，金屬簧片能以一定預(yù)緊力作用在唇形密封上，使其以適當(dāng)緊度貼合在襯套上，保證唇形密封與襯套間的密封性。
　　4　某船尾軸密封裝置
　　每艘船有4套KWJS型尾軸密封裝置分別安裝在4套軸系的尾軸上，該種船的數(shù)量很多，按規(guī)定每船每間隔2年都要進(jìn)塢或上排修理，每套密封裝置則在抽出尾軸后，拆卸出艙進(jìn)行維修。
　　5　密封裝置的拆卸步驟
　　軸系布置圖見圖2。
　　（1）船上排后，拆下間隔法蘭，圖2⑦，然后拆卸齒形聯(lián)軸器，圖2⑥，齒形聯(lián)軸器有法蘭套筒、軸轂和錐形套組成，緊固在尾軸上的錐形套和軸轂需用液壓油才能進(jìn)行拆卸，拆卸后，用規(guī)定溶濟(jì)清洗干凈，錐形套外徑與軸轂內(nèi)徑之間的表面上涂上一層合格潤滑油；
　　（2）拆卸隔艙密封，圖2⑤和軸系接地裝置，圖2④，拆卸支點(diǎn)軸承，圖2③的底座上蓋、內(nèi)外圈、密封和軸承滾珠等零部件，對(duì)軸承的零部進(jìn)行清潔保養(yǎng)； 　　（3）拆除尾軸密封裝置，圖2②的接水管，分別松開動(dòng)、靜環(huán)密封組合件上的緊固螺釘；
　　（4）關(guān)閉和滑油系統(tǒng)連通的油閥，由導(dǎo)葉體上的下連接口將油泄凈。拆下接傳送器的兩根反饋軟軸。拆下緊接在尾板法蘭內(nèi)側(cè)的油管和水管。在噴水推進(jìn)裝置的吊環(huán)螺栓上系上索具和滑輪，拆下螺釘，圖3②將組件圖3①連同軸小心地移出。直至動(dòng)、靜環(huán)密封組合件能從尾軸圖2①的前端退出為止，把拆出的動(dòng)、靜環(huán)密封組合件都送車間進(jìn)行全面分解檢修，見圖3。 　　6　密封裝置漏水原因分析和修理方案
　　6.1原因分析
　　從密封裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理可知，漏水的主要原因是主密封副的動(dòng)、靜環(huán)之間出現(xiàn)異常磨損，當(dāng)然，“O型膠圈”的密封失效也會(huì)漏水，造成異常磨損的情況有：
　　（1）彈簧組件預(yù)緊力不當(dāng)，造成動(dòng)、靜環(huán)間接觸不符合要求；
　　（2）從主機(jī)來的冷卻水冷卻效果不好，造成密封接觸面溫度過高；
　　（3）徑向唇形密封密封不良，造成泥沙或微生物進(jìn)入主密封副之間；
　　（4）密封裝置的垂直度和同軸度超過規(guī)定值。
　　6.2檢查發(fā)現(xiàn)的情況
　　（1）主密封副配合面之間有嚴(yán)重拉痕且呈凹凸不平狀；
　　（2）徑向唇形密封和O型膠圈老化失效；
　　（3）密封裝置的垂直度和同軸度超過規(guī)定值；
　　（4）彈簧組未發(fā)現(xiàn)有彈簧斷裂、銹蝕等失效情況，其它各部位未發(fā)現(xiàn)異常。
　　6.3修理方案
　　主密封副配合面之間有拉痕且呈凹凸不平狀的，對(duì)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)密封副磨損量不大的，零件可以修復(fù)使用，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的材料一邊是碳化硅，另一邊是石墨，因此，通常用研磨的方法修復(fù)，對(duì)研著色檢查接觸面無斷開現(xiàn)象，但對(duì)磨損量較大或使用期二年的，則直接換新；還有徑向唇形密封、鋅環(huán)、O型膠圈和螺釘?shù)炔缓细窦Q新。
　　7　密封裝置的安裝步驟
　　尾軸密封裝置的安裝檢驗(yàn)過程，可以分為以下步驟：
　　（1）徑向唇形密封的安裝
　　在安裝徑向唇形密封時(shí)，需確保密封法蘭內(nèi)安裝徑向唇形密封的內(nèi)腔是清潔的，沒有毛刺和損壞。徑向唇形密封的安裝位置和方向，圖1③所示。安裝時(shí)應(yīng)小心地將徑向唇形密封充分推到內(nèi)腔槽就位，否則冷卻水流會(huì)明顯減少，造成密封裝置過早損壞。另外操作時(shí)必須盡量小心，否則可能導(dǎo)致徑向唇形密封內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)損壞，破壞其密封功能。因此，不能直接在徑向唇形密封上過分用力。
　　（2）鋅環(huán)的安裝
　　將鋅環(huán)放進(jìn)密封法蘭中，輕輕地預(yù)緊所有的螺釘，再將它們擰緊到額定力矩值8Nm。
　　（3）襯套的安裝
　　將襯套在軸上按規(guī)定尺寸（13，0±1，0mm）推到預(yù)定位置，需確保對(duì)開環(huán)的對(duì)開縫隙不在緊定螺釘?shù)南旅妫駝t可能出現(xiàn)不能夾緊的情況，造成零件嚴(yán)重?fù)p壞。輕輕將各緊定螺釘預(yù)緊，然后再將它們擰緊到額定的力矩值20Nm。安裝時(shí)應(yīng)保證A的值以防止徑向唇形密封過分磨損，另外A值對(duì)保證襯套不碰密封法蘭和密封座是很重要的。
　　（4）密封座的安裝
　　安裝密封座時(shí)，先將法蘭墊圈安裝到密封法蘭上。然后在密封法蘭的O型圈上輕輕涂一層適當(dāng)?shù)挠湍ぃɡ绻柚蛴停型圈安裝在密封法蘭上的O型圈槽內(nèi)。再將法蘭墊圈上的各孔與密封法蘭上相應(yīng)的孔對(duì)準(zhǔn)，小心地將密封座在密封法蘭上充分推到位，并超過O型圈，以確保水沖洗連接口正確就位。再安裝螺栓和墊圈，輕輕預(yù)緊所有的螺栓，然后再將它們擰緊到額定力矩4Nm。
　　（5）機(jī)械密封的安裝
　　在靜環(huán)O型圈上薄薄地涂上一層適當(dāng)?shù)臐櫥瑒ㄈ绻柚蛴停㈧o環(huán)的后O型圈安裝到密封座上，并將O型圈外徑安裝到靜環(huán)的外徑上。小心地將靜環(huán)在密封座內(nèi)充分推到位，將驅(qū)動(dòng)銷與靜環(huán)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)槽對(duì)準(zhǔn)。將夾環(huán)安裝在密封座內(nèi)就位，并輕輕地預(yù)緊所有的六角螺釘，然后再將它們擰緊到額定力矩20Nm。由于靜環(huán)是用脆性材料制成的，因此在安裝時(shí)不可過分用力，否則可能造成靜環(huán)的永久損壞，導(dǎo)致泄漏。
　　從旋轉(zhuǎn)密封套筒上將對(duì)開環(huán)拆下。在確保軸上沒有毛刺和銳邊的情況下，用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┦馆S稍微潤滑。在軸O型圈上用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒绻柚蛴停可弦粚佑湍ぃ⑹剐D(zhuǎn)密封套筒在軸上滑動(dòng)，直到動(dòng)環(huán)碰到靜環(huán)。這時(shí)候必須小心謹(jǐn)慎，以免密封面的碎裂或者出現(xiàn)豁口，從而造成泄漏。
　　將對(duì)開環(huán)安裝到軸上，并將其充分地推到在旋轉(zhuǎn)密封套筒下就位，需確保對(duì)開縫不在驅(qū)動(dòng)螺釘下。將驅(qū)動(dòng)螺釘擰出一半長，在螺紋上涂上Loctite243。然后將驅(qū)動(dòng)螺釘輕輕預(yù)緊到額定力矩20Nm。
　　（6）密封裝置的檢驗(yàn)與調(diào)整
　　靜態(tài)檢驗(yàn)與調(diào)整：將冷卻水供應(yīng)接到密封座的進(jìn)口，并將冷卻水按規(guī)定定流量（150～300l/hr）輸送到密封上。冷卻水溫度應(yīng)不超過60℃，施加的水壓應(yīng)不超過0.5MPa。
　　當(dāng)船舶已經(jīng)下水后，需以尾軸為基準(zhǔn)，按規(guī)定值校核尾軸密封裝置的垂直度和同軸度（圖4所示）。如果垂直度大于規(guī)定值，必須進(jìn)行調(diào)整。如需進(jìn)行垂直度調(diào)整，則應(yīng)確保冷卻水停止供應(yīng)。將螺栓從密封/管子法蘭上輕輕松開，但并不完全拆下，并用設(shè)定螺釘來調(diào)整此垂直度直到規(guī)定值。調(diào)整完畢后，設(shè)定螺釘應(yīng)鎖定在所達(dá)到的位置上，并使鎖緊螺母按力矩30Nm擰緊。螺栓按30Nm擰到密封/管子法蘭上，Z后，重新向密封裝置供應(yīng)冷卻水。 　　動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)：結(jié)合航行試驗(yàn)進(jìn)行，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是密封副滴漏水不大于20ml/min（滴水不能成線條）以及磨擦副表面溫度≤55℃。
　　8　結(jié)語
　　該KWJS型尾軸密封裝置是專門為某類船設(shè)計(jì)的，本文闡述該型密封裝置漏水原因分析和維修，旨在提高大家對(duì)該型密封裝置的總體認(rèn)識(shí)和了解，以便從業(yè)人員更有效地做好該型密封裝置的管理、維護(hù)和維修保障工作，保證船舶的正常航行安全。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]張驁.船舶動(dòng)力裝置「M」.哈爾濱工程大學(xué)出版社.2007.
　　[2]羅爾斯