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一尾轴密封的工作原理船舶尾轴密封装置根据密封元件防漏方式，可以分为接触式和非接触式两种。
接触式密封以橡胶制品和盘根作为填料，将其填充于缝隙之中，并与轴或者轴套接触；非接触式密封中密封元件的动、静部件之间有一定间隙，不发生接触，而是靠流体流动路径节流作用达到密封的目的。
本文的尾轴密封装置是非接触式，如图 1 所示，靠动摩擦盘和静摩擦盘的配合间隙来密封，动静盘的间隙的紧密程度可以通过调节静摩擦盘中的弹簧强度来控制。
二运行故障该型船长期在南京和上海之间的长江航道段航行，新船运行约九个月时间后发现前尾轴密封有少量泄漏，没有影响轴系的工作；尾轴后密封由于在水里，没法检查是否泄漏；运行一年时间时，船舱内的尾轴前密封泄漏很严重，舱内可以看到大量的润滑油泄漏，而且泄漏的油已经乳化变成乳白色，说明已有大量的江水进入到尾轴管内，尾轴的尾密封泄漏严重，船舶虽然还能正常航行，但尾轴管内的尾轴承和尾轴已经磨损，如果不及时处理会造成严重的后果，影响船舶的行驶安全。
三故障分析本文中的非接触式密封装置对安装的要求比较高，首先要保证动静摩擦盘的相对位置（间隙合适），在安装前需做泵压试验，安装过程中要调整好弹簧的压缩量保证动静环间隙；其次要保证密封装置垂直于轴系中心线，曲折值在规定范围内。
船舶在运行初期，安装的各项指标都能满足要求，尾轴密封装置工作良好，未发现泄漏情况；船舶在运行一段时间后，长江航道水况复杂，船舶需要频繁改变航行工况，由于推力轴承中的推力环和推力块间有轴向间隙，倒车或者顺车时，整个轴系轴向的窜动改变了尾轴密封动静环间的固有间隙，使动静摩擦盘的间隙忽大忽小，随着时间的推移，动静盘之间相对间隙会出现偏差；由于本船采用柴油机驱动，整个轴系在运行过程中会有径向的跳动，螺旋桨尾轴在长江水道复杂工况下也会频繁振动，时间长了尾轴密封装置相对于轴心线的曲折和偏移值都出现偏差；长江水中含有大量的泥沙，较小泥沙颗粒可以随着水流进入动静环之间间隙，造成动静摩擦环的环面损伤（维修时能看到动静盘上有很多明显的划痕），更进一步恶化了动静盘的相对位置，更大的泥沙也能进入到动静环间隙中，动静环彻底失去密封作用，江水大量进入尾轴管中使润滑油乳化，润滑油润滑效果下降。
艉轴可控式机械密封数值分析及试验研究的开题报告一、研究背景和意义艉轴是船舶上的重要组成部分，其负责将发动机或电动机的输出转换为推进力，在船舶的动力传递中起着至关重要的作用。
而艉轴密封则是保证艉轴正常运转的重要关键部件。
当前，国内外广泛采用的艉轴密封主要是机械密封和水下轴承密封。
其中，机械密封具有结构简单、可靠性高等优点，但在真空和压力环境下易受干涉而受损。
为解决机械密封在压力环境下易受干涉而受损的问题，目前国外采用了艉轴可控式机械密封技术。
该技术利用高压油管控制压缩空气进入压力舱，从而控制艉轴密封处的压力，使得机械密封能够在高压环境下稳定运转，从而大大提高了其可靠性和使用寿命。
但是，目前国内对于艉轴可控式机械密封技术的研究还比较少，主要是缺乏数值分析和实验验证工作，因此，本研究将重点研究艉轴可控式机械密封技术的数值分析和试验验证，以期为我国船舶工业的发展提供有力支撑。
二、研究内容和技术路线本研究的研究内容主要包括：压力舱密封结构设计、压力舱内压力场数值分析、压力舱压力控制系统设计、艉轴可控式机械密封试验验证。
具体的技术路线如下：1. 压力舱密封结构设计根据艉轴可控式机械密封的工作原理，设计压力舱密封结构并进行计算机辅助设计，确定压力舱主要尺寸和材料，以及艉轴与压力舱之间的密封结构。
2. 压力舱内压力场数值分析将压力舱模型导入数值分析软件中，建立压力舱内的压力场模型，通过数值计算得到压力舱内不同位置处的压力分布情况，为下一步压力控制系统设计提供参考。
3. 压力舱压力控制系统设计根据压力舱内压力场数值分析结果，进行压力控制系统设计，确定压力舱内压力控制方案、控制方法、控制参数等。
4. 艉轴可控式机械密封试验验证制作压力舱及压力控制系统，并进行相关试验。
验证压力舱中压力控制系统的稳定性和压力调节精度，验证艉轴可控式机械密封技术的可靠性和适用性。
三、研究预期成果本研究主要预期取得以下成果：1. 设计压力舱密封结构并进行计算机辅助设计，确定压力舱主要尺寸和材料，以及艉轴与压力舱之间的密封结构。
船用艉轴密封
船用艉轴密封是一种用于船舶尾部轴承密封的装置，主要
用于防止海水进入船舶的机舱。
它通常由以下几个部分组成：
1. 艉轴密封壳体：密封壳体是安装在船舶艉部的一个金属
外壳，通常由高强度和耐腐蚀的材料制成，如不锈钢。
密
封壳体具有良好的密封性能，能够有效防止海水进入机舱。
2. 密封垫片：密封垫片是安装在密封壳体内部的一个重要
部件，通常由弹性材料制成，如橡胶。
密封垫片能够与轴
承紧密接触，并形成密封效果，防止海水渗入。
3. 密封油：密封油是填充在密封壳体内部的润滑油，通常
为高温、高压和耐腐蚀的润滑油。
密封油能够在轴承和密
封垫片之间形成一层润滑膜，减少摩擦和磨损，同时也能
起到密封作用。
4. 密封装置：密封装置包括密封环、密封垫、密封圈等，
用于确保密封的完整性和稳定性。
这些密封装置通常由耐
腐蚀和耐磨损的材料制成，如橡胶和金属。
船用艉轴密封的工作原理是，当轴承转动时，密封垫片与
轴承紧密接触，并形成一层密封效果。
同时，密封油在密
封壳体内形成一层润滑膜，减少摩擦和磨损。
当海水试图
进入机舱时，密封垫片和密封装置会阻止海水的渗入，保
持机舱的干燥和安全。
船用艉轴密封在船舶的设计和制造中起到了至关重要的作用，它能够有效保护船舶的机舱免受海水的侵蚀，提高船舶的安全性和可靠性。
同时，船用艉轴密封还能减少轴承的磨损和故障，延长轴承的使用寿命，降低维修和更换的成本。
船舶尾轴密封装置原理及漏泄处理一、引言船舶尾轴密封装置是船舶轴系的重要部件之一,其性能好坏直接影响到船舶的运行,同时对防止尾轴滑油污染海洋环境也起着十分重要的作用,因此对尾轴密封装置的研究是极其必要的。
笔者所在的船舶,大风浪天气航行时突发机舱尾轴密封油柜高位报警,后经检查发现,是尾轴密封不良导致海水漏泄至密封油腔里,引起密封油柜高位且乳化。
船舶尾轴密封油漏泄有两种情况常见:一是大风浪天气,船舶尾吃水小,由于船体剧烈震动,就会引起密封装置密封不好;二是船舶长时间锚泊,主机启动时有时会引起尾轴密封不好,从而导致漏泄。
尾轴密封不好导致漏泄一般分为:海水进入油腔造成密封油柜油乳化,最终导致尾轴腐蚀,或者密封油柜的油漏泄至船舷外,导致油污染水域。
无论哪种情况,都会造成不良的后果。
因此,必须重视船舶尾轴密封情况,一旦发生漏泄,就要及时采取正确措施。
二、船舶尾轴密封装置1.现代尾轴密封的特点目前海船的尾轴承绝大部分以油润滑的白合金轴承替代铁犁木等传统的水润滑轴承,其油膜承载能力大,油的润滑性能好,尤其是其密封装置能有效地密封,使海水和泥沙不易进入尾轴管,所以磨损很小,主机和轴系的工作相对平稳、可靠。
2.尾轴密封的结构尾轴密封装置分前密封装置(SC2Z)和后密封装置(SC2B)。
前密封装置位于机舱一端,其作用是防止尾轴管内的润滑油泄漏到机舱;后密封装置位于螺旋桨一端,其作用是既防止尾轴管内滑油泄漏到舷外污染海面,又防止海水进入尾轴管内乳化润滑油。
后密封装置一般有三道密封环(1号、2号和3号),后面两道密封环(1号、2号)的作用是防止海水进入尾轴管内,第三道密封环(3号) 的作用是防止尾轴管内滑油泄漏(见图1)。
前密封装置的结构与后密封装置的结构基本相同,不同的是前密封装置只有两道密封环(V1、V2)(见图2)。
密封环是由丁晴橡胶图2前密封装置的两道密封环(NBR)或氟橡胶(VITON)制成的,可根据不同的使用条件选择使用。
大连海事大学毕业论文二0一一年六月关于当前尾轴密封技术的研究与介绍专业班级：轮机管理07级13班姓名：林守东指导教师：张鹏轮机工程学院内容摘要本文着重介绍了当前主流的尾轴密封装置的原理,结构,优缺点和应用范围，如水润滑密封的EVK型尾轴密封，油润滑的填料函式和simplex式尾轴密封技术，空气式3AS尾轴密封技术等，并对各个密封技术的发展前景分析展望。
关键词：尾轴；密封；唇形密封；端面密封AbstractSeveral current main stern-shaft sealing technology'working principle,structures,advantages and disadvantages,scope of applicaticn have been introduced in t his paper，such as Water lubrication sealed EVK stern-shaft seal type，oil lubrication of the stuffing box type and simplex type stern-shaft sealing technology，Air guard 3AS seal and so on,And of all the development prospect of the sealing technology are analysed.Key words:Stern-shaft ; Seal; Simplex seal; Face seal目录第1章绪论 (5)第2章当前船舶主要的密封技术 (6)2.1油润滑密封 (6)2.1.1船舶油润滑密封的发展 (6)2.1.2紧凑型辛泼莱克斯尾轴密封 (6)2.1.3船舶尾轴油密封的进一步改进和发展 (7)2.1.4无漏泄型尾轴密封的研究 (9)2.2 水润滑密封 (11)2.2.1填料函式 (13)2.2.2 EVK型水润滑密封装置 (15)2.2.3 带补偿装置的水润滑密封装置 (17)2.3 圆环型密封 (18)2.3.1特点 (18)2.3.2密封环结构的改进 (18)2.3.3密封环材料的改进 (19)2.4 空气式尾轴密封 (19)2.4.1传统密封的主要缺点 (19)2.4.2空气式尾轴密封的基本原理 (20)2.4.3 AIRGUARD 3AS空气式密封 (21)2.4.4 KOBELCO空气式尾轴密封 (22)1，简单介绍 (22)2，基本设计 (23)3,工作原理 (24)第3章结论与展望 (25)第1章绪论船舶尾轴密封装置的工作条件是十分恶劣的，在工作时，它除受到剧烈的磨损及摩擦高温的作用外，尚受到江河含泥沙水的作用。
船用尾轴密封标准一、密封材料船用尾轴密封应采用耐腐蚀、耐磨损、耐高温的材料，如橡胶、聚四氟乙烯等。
密封材料应具有良好的弹性和恢复性，以确保密封性能的稳定性和持久性。
二、密封结构船用尾轴密封应采用合理的密封结构，包括动环、静环、密封圈等部件。
密封结构的设计应能够有效地减少泄漏，同时降低摩擦和磨损。
此外，密封结构应易于安装和维护，以提高整体可靠性。
三、密封间隙密封间隙是影响船用尾轴密封性能的重要因素之一。
合适的密封间隙可以有效地减少泄漏，同时降低摩擦和磨损。
密封间隙的大小应根据具体的工况和使用要求进行选择，以确保最佳的密封效果。
四、润滑系统船用尾轴密封的润滑系统是保证密封性能的重要环节。
润滑系统应能够提供足够的润滑剂，以减少摩擦和磨损，延长密封件的使用寿命。
同时，润滑系统应具有良好的过滤和冷却功能，以保持润滑剂的清洁和适宜的温度。
五、安装和维护安装和维护是保证船用尾轴密封性能的重要措施。
在安装过程中,应确保密封件的正确安装和紧固，避免因安装不当导致的密封失效。
在日常维护中，应定期检查密封件的磨损和泄漏情况，及时更换损坏的密封件，以保证密封性能的稳定性和持久性。
六、试验要求为了确保船用尾轴密封的性能和质量，应进行必要的试验。
试验应包括静压试验、动压试验和温度试验等环节，以模拟实际工况下的密封性能。
试验结果应符合相关标准和规定的要求，不合格的密封件应予以更换或修复。
七、安全性评估船用尾轴密封的安全性评估是保证船舶安全的重要环节。
评估应包括密封结构的强度、耐久性和可靠性等方面，以确保密封件在各种工况下都能够安全可靠地工作。
如有必要，应对密封件进行失效模式分析（FMEA）,以预防潜在的失效风险。
八、环境适应性船用尾轴密封应具有良好的环境适应性，能够在不同温度、湿度、盐度等环境下正常工作。
同时，密封件应具有一定的抗腐蚀和防老化能力，以保证较长的使用寿命。
在特殊环境下工作的船舶，如深海、极地等，其尾轴密封还应具备更高的环境适应性要求。
船舶艉轴空气密封装置设计及应用近年来，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。
船舶尾轴密封装置原理
船舶尾轴密封装置是用于防止船舶尾轴处的润滑油或者润滑脂泄漏，并防止海水进入船舶机舱的重要装置。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 紧固密封，船舶尾轴密封装置采用特殊的设计和材料，能够紧密贴合在尾轴和尾轴轴承上，形成有效的密封。
这种紧固密封可以防止润滑油或者润滑脂从尾轴处泄漏。
2. 隔离海水，船舶尾轴密封装置通常包括多级密封结构，能够在尾轴周围形成有效的隔离屏障，阻止海水进入尾轴密封处。
这种隔离海水的设计可以保护尾轴轴承和润滑系统，防止其受到海水侵蚀和腐蚀。
3. 冷却和润滑，部分船舶尾轴密封装置还会配备冷却和润滑系统，通过循环水或者润滑油来降低尾轴密封处的温度，减少摩擦和磨损，从而延长密封件和轴承的使用寿命。
4. 监测和报警，一些高级船舶尾轴密封装置还会集成监测和报警系统，能够实时监测尾轴密封处的压力、温度和泄漏情况，一旦
发现异常，即可及时报警，提醒船员进行检修和维护。
总的来说，船舶尾轴密封装置通过紧固密封、隔离海水、冷却润滑和监测报警等原理，保障船舶尾轴处的密封性能和安全运行，是船舶动力系统中不可或缺的重要部件。
92交通科技与管理技术与应用0 引言通常情况下在使用螺旋桨推进的船只中，为避免出现海水进入船内和防止润滑油泄漏在尾部设置密封装置。
该装置的工作环境复杂且周围影响因素较多，正常的转动和磨损都会对原有的密封装置造成严重损伤。
尾部密封装置性能的好坏直接影响船只运行效果，因此提升船舶尾部密封装置的可靠性具有现实意义。
1 船舶尾轴机械密封存在不足现阶段，船舶尾轴使用的机械型密封装置主要包括径向和轴向，径向式常见的样式包括唇口型和填料函型；轴向又被称为端面密封用于船舶的机械润滑。
迄今为止，市面上比较常见的还是唇口型密封装置。
通过分析上述装置的实际使用情况，了解到其本身存在着不足，以及当前水资源存在的污染比较严重，导致船只的螺旋桨比较容易受到外部因素影响，进而造成船舶尾部装置的损伤，进水和润滑油泄漏都极有可能造成船只无法正常运行，尾轴装置的运转情况是否正常一定程度上影响船只经营成本和运作安全。
2 船舶尾轴机械密封运转原理与失效成因2.1 运转原理船只的密封装置就是一种在机械基础上完成的密封，主要是针对水下环境进而设计的特殊部件。
其中密封装置的转动表面中存在相互摩擦的效果，此类表面的材质主要为碳化硅和石墨，其中密封座的材料组成为不锈钢材质。
为保证船舶的正常行进其中密封座中应保持稳定的运转状态，使用机械地工作方式主要是为避免推进泵不工作时密封圈的内部情况被干扰。
一般情况下，密封装置不仅防止水进入船室还防止尾部部件的运行温度过高，具备一定的散热导热作用。
其中的密封部件主要是由静环和动环二者之间的相互摩擦，进而产生更好的密封效果，静环需要安装在密封底座上；动环则需要安装在密封套筒之上随其一同运转。
尾轴机械密封装置主要是根据尾部固定拉环，再通过旋转等密封方式带动套筒的转动，形成的相互摩擦，尾部的弹簧压力保证动环和静环之间的接触方式，进而实现更好的密封条件、有效防止管道内部的水流入船舱。
2.2 失效原因在船舶尾轴机械密封装置日常运转过程中，时常会发生密封端面受到磨损不均的情况，造成一些部位的发生形变和破裂。
分析船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响摘要：作为重要组成体系，尾轴机械密封性能会对船舶使用形成直接影响，是保证船舶不受海水侵蚀的重要体系。
因此，船舶领域加大了对尾轴机械密封性能的研究，期望通过合理手段达到切实提升机械密封性能的目标。
本文将以船舶尾轴机械密封重要性分析为切入点，通过对尾轴机械密封原理的介绍，对尾轴机械密封面形状对密封性能的影响展开全面探究，期望能够为船舶尾轴机械密封相关研究提供一些理论方面支持。
关键词：密封面形状；尾轴机械；船舶；密封性能；摩擦学目前多数船舶尾轴机械密封方式多以平面密封为主，此种密封模式虽然具有一定优势，但却存在着尾轴易受压、磨损以及轴系未校中等方面的问题，会使船舶密封性能受到破坏。
为妥善解决这一问题，船舶行业开始加大了对尾轴机械密封性能的研究力度，期望通过对该体系密封面形状的合理设计与规划，达到切实强化船舶密封性能，增强船舶运行安全性的目的。
1.船舶尾轴机械密封重要性尾轴机械密封是船舶轴系主要组成内容之一，可防止海水进入到船舶内部，是保证船舶正常运行的关键设备，其密封性能会对船舶使用，特别是深潜器、航行器运行形成直接影响。
目前较为常见的机械密封方式，主要以平面密封模式为主，此种密封很容易会出现动、静环密封平面不同轴以及密封开口等方面的问题，会使船舶运行受到直接威胁。
为对平面机械密封问题展开科学处理，领域学者开始了对机械密封面形状展开研究与调整，开始尝试运用球面代替平面。
与平面密封相比，球面密封具有自动调心等方面的功能，可有效改善密封面接触情况，增强静环追随性能，可在轴系不对中、轴承磨损等环境中继续性发挥作用。
2.尾轴密封工作原理通过对密封元件防泄漏方式的分析可以发现，尾轴密封装置主要分为非接触式以及接触式两种。
其中非接触式密封的元件静、动态部分存在间隙，相互不会产生接触，会通过流体流动路径调整，达到节流、密封效果；接触式密封会通过对填料、橡胶制品的运用，对缝隙实施填充，会与套筒或轴产生接触。
国外无泄漏型艉轴密封装置的研究与发展舶科技一……龟趣…囊渔…蹙{墨…挺………一………一国外无泄漏型艉轴密封装置的研究与发展∞………c//一一一一÷一一一…÷…一一….一÷.一一一一一…一一一一一…一一一一一一1引言摘要本文介绍丁几种国外的新颖无泄诵艉轴密封装置:CX与DX型密封,组合式密封,SIM.PIEX—COMPACT2000型气室密封,AIRGUARD3AS"气舷台"密封.分别对它们的结构组成.1T作原理以及适用范围等进行了分折介绍.船舶艉轴密封装置是船舶轴系的主要部件之～,其性能好坏直接影响船舶的正常营运和经济性.刈防止船舶朽染水域以及保护江河,湖海环境也有十分重要的影响.随着避免海洋污染的要求日益严格及由于船舶大型化,高速化或深水作业等引起密封装置损坏事故不断发生.国内外造船界和航运部门对船舶艉轴密封装置的可靠性,可维修性等提出了更高的要求.油润滑方式的船舶艉轴密封,自发明采用唇形密封以来,得到了不断的改进和发展,至今已发展成多种形式的无泄漏型密封装置.1936年德国HDW公司开始试验船用艉轴油润滑式橡胶唇形密封.1948年研究成功辛泼莱克斯(Simplex)唇形密封.将水润滑改为油润滑方式(图1),整个密封包括前密封,后密封和润滑油系统.在位于船尾靠近螺旋桨的后密封装置上设置了1号,2号和3 号三道密封环,用来阻止海水侵入和防止尾管轴承润滑油向船外泄漏.在前密封装置上皱配有4号和5号两道密封环,防止润滑油漏人机舱.在密封正常的情况下,为使密封唇处于良好的润滑状态,应允许润滑油有极少量泄漏,故尾管内的油压比吃水压力高.在密封a一带有散热片的油槽;b一循环器;r转轴.图1辛波莱克斯(Simpex)唇形密封失效时,宁可让油漏至船外.也不让海水侵入尾管.经改进后,将密封壳体由整体式改成剖分式.可在无需拆桨的情况下就能更换密封组件.在密封材料和制造工艺方面也进行了改进.在负荷较大,轴偏心或轴系振动等不利情况下也能确保密封环的密封性能.装置的前密封内装有一个循环器.在运转时,可使4号和;l/20【x)中外船舶科技5号密封环问空腔内的润滑油能在一个带有散热片的油箱问进行循环,从而降低润滑油温度,避免润滑油中的杂质聚集在密封环和村套的接触面上.延长部件的使用寿命经过反复改进.60年代以后.这种密封装置在船舶上迅速得到了推广应用.60年代中期.日本从前西德引进专利后,对辛泼莱克斯密封进行了大量的开发研究工作.对密封环的应力分布,密封压力,密封环形状等因素对密封环变形以及对唇部接触宽度的影响,密封唇接触部温度分布,密封泄漏的机理,泄漏油的回收,尾轴轴向和径向振动对密封性能的影响等方面进行了深人的理论研究和实验分析,并对密封环的护托方式,密封材料的合理选择等进行了大量的试验工作.通过研究和改进设计,使日本的船用尾轴密封产品很快大量地进人国际市场, 到70年代末.日本已成为前西德的主要竞争对手2新颖无泄漏型尾轴密封解决艉轴密封泄漏问题大致有两种方法:第一种P方法是泄漏处理方法,即将从尾管泄漏出来的润滑油以及从船外渗人的海水用回收管道收集到舱内回收油箱中,经油水分离后再利用.另一种方法是防止泄漏的方法,这是一种积极的方法.即在密封环之间设置气室,在气室中通人有一定压力的空气,使油与水完全隔离,从而达到无泄漏的目的.下面是几种近几年来国外研制生产的无泄漏型尾轴密封装置:(1)CX型与Dx型密封日本神户制钢所研制开发的紧凑密封CX型(图2)和DX型(图3)密封装置是泄漏处理型产品.密封环采用VITON(氟橡胶)材料,并在密封环表面进行硫化处理并结合特殊布料,使其具有很高的强度及韧性, 再加上经特殊设计的结构.使其在高负荷的条件下也不会有产生裂纹的危险.衬套采用特殊高铬不锈钢制成,留有足够的加工余量.可经多次磨削加工后重复投人使用CX型艉密封设有三道橡胶环,1号环和2号环防止海水侵人.2号环与3号环之间是油室,通过管路圈2CX型密封与船舶的供油槽以及回收油槽相连.油室内的压力比海水压力和尾轴管油压稍低.在密封性能万一下降的情况下.船外的海水和尾轴管内的润滑油会集中到2号环与3号环之间的油室内,通过回收管道.被回收到船内.DX型密封除了与CX型密封一样设有三道密封环外,在船尾管端还设有一道4号备用环.在一般情,况下,3号环与4号环之问的油压保持与船尾管内的油压相同,所以,3号环与4号环处于无载荷状态.当3号密封环失效而发生漏油时,关闭设在3号环与4号环问油室供油管上的两个阀门,使4号环投人工作,延长船舶的安全航行期限在绳索挡板与螺旋桨之间设置鱼网防护装置,可将卷人的鱼网或绳索缠在鱼网防护装置与螺旋桨叶之1 f～—一..jba一鱼网防护装置;b'绳索挡板;c一鱼阿绳索图3I)X型密封l,2中外船舶科技间,防止其进入绳索挡板的间隙中.当船舶接近港口.桨轴的转速下降时,2环与3号环问油室的液面自动下降至极低位置,遮断尾轴管内的润滑油和海水.当船舶离开港口.桨轴的转速增大时,自动恢复对2号环与3号环间油室供油.恢复到原来状态.(2)组合式密封英国深海密封公司研制开发厂机械端面密判与橡胶唇形密封相结合的组合式密封,它也是一种泄漏处理型产品,如图4所示.在海水侧设置机械密封,阻止海水进入;尾管侧设置两道唇形密封,唇口相对布置,两唇口之问形成油室,油室上部经连通管通至船内,溢出的油由油槽回收.尾管内的润滑油可以绎第～个唇口进入油室,使两唇口均处于良好的润滑状态.端面一一l一端面密封;2一谥油管;3一空气室;4～密封环;5一气室溢出管.图4组合式密封密封与唇形密封之间为气室,上部也有连通管通至船内油室与气室下部均有排泄管通至船内回收油箱.当端面密封失效,海水大量进入时.排泄系统来不及处理.在水压的作用下,海水通过后密封唇进入油室.使油室压力增大,进而使前密封唇的密封压力增大.从而可阻止海水进一步进入尾管.(3)SIMPLEX--COMPACTSC20001992年Blohm+V ossAG公司推出了紧凑型SIMPLEXSC2000密封,它是一种防止泄漏型产品(图5).sIMPLExSC2000密封的结构形式有整体式和剖分式两种.使用条件为:最大线速度10m/s,最大吃水压力3MPa,轴向或径向的最大振幅为几个毫米.若按每年运行时间为6O00h计算.使用寿命可达l{)年以上.根据不同的线速度以及吃水压力,密封环可分4选用新型硫化丁晴橡胶环,平121氟橡胶或唇121结合有特殊布料的唇形环.该密封环具有如下特点:①独特的膝部形状,可确保密封环能同步追随轴的径向运动;②安装有支承护托,在不同压力下,均能使密割环唇121保持固定的角度;③特殊的夹紧系统.能保证台适的液膜厚度和膝部形状,保持密封唇边处于同～平面.使接触面积最小.防止水和油通过密封唇边泄漏.这样的结构也使拆装维修更加容易.0号密封环与1号密封环唇口朝外,封住外界的海水进入;2号密封环与3号密封环之问形成油腔,3 号密封环唇口朝内,阻止尾管内油渗出;1号密封环与2号密封环之间为气室,充人一定压力的空气,2号密封环唇口朝外,可阻止气室中的空气漏人尾管.用气室将油与水分开,使渗人海水中的油大大减少.绳索灏I/2o00..中外船舶科技童-a一密封环Ib—u型环;c一绳索挡板图5紧凑型s(2密封结构挡板和u形环构成两道防护系统,一方面可防止渔网,绳索等杂物进入,另一方面也不会影响桨区的水流流场.(4)AIRGUARD3AS"气舷台"密封1995年Et本海洋技术株式会社推出了一种AIR—GUARD3AS"气舷台"密封(图6),它是一种积极的防止泄漏型密封,具有封水压力自动随动功能,并能自动调节尾轴管内的润滑油压力,在吃水变化时能一直保持在摄佳状态.使用条件为:摄大轴径为1150ram,最大吃水压力为245kPa,最大线速度为6m/s,径向或轴向的最大振动频率为20Hz,最大振幅为=0.6mm.使用寿命在10年以上.a一弹簧圈;b一翅片;c—P型环.图6AIRGUARD3AS'气舷台密封密封是由一个P型环(0号)和三个密封环(1号～3号)构成.1号环与2号两环之间为空气腔,该腔可将海水和油分隔开来.控制空气的压力比吃水压力高约15kPa,将空气从1号密封环排向海水一侧.这样, 海水就会被空气和1号密封环严实地隔离起来.此外,设置从该轴封腔通往船内的泄漏回收管线,保持腔内经常有微量的空气在流通,这样,如发生海水从1号密封环泄漏以及油从2号密封环泄漏时,就可以经泄漏回收管线将它们回收到船内.2号～3号环之间为油腔,借助于船内的泵和尾轴管箱(加压箱),使腔内保持油的循环,并经过3号密封环回到尾轴管轴承,控制油的压力比1号～2号轴封腔的压力高约40kPa.尾轴管油室内的油压比2号～3号环间的油压大约低15kPa.由于1号密封环将空气排向海水一侧,2号,3号环的密封压力通过气压得到了控制,所以,无论吃水状态有怎样的变化,密封环的负荷都很小,并保持在某一确定的水平上因此,每个密封环的寿命可大幅度地延长.此外,3号密封环可作为备用密封环.由于使用了能使空气不超过一定流量的流量控制器,所以,空气的消耗量极少,通常仅为2O～40L/min, 最大不超过50L/rain.由流量控制器,气压继动和尾轴管箱等组成的空气控制系统结构简单,成本也很低.(下转第38页)一/中外船舶科技中线譬—r-●::蕊;ir1eil_飘淄三l-|一II^6I6O瑚200埘枷,oo细瑚Ioo距BL5的距离【mm)(a)船底板言一芝稿餐一【一l二l毫ilIjIlIX,纵向I.._●●I'U,:'I….iI图13船底结构的残余应力分布如图13(a)所示,船底分段建造完工以后两纵骨之间的船底板x方向(纵向)的残余应力很小.而Y方向(横向)的残余压应力分布比较均匀,其值低于IOOMPa.尽管这些残余应力值均比较小,但它们将影响船底板,OI∞'舶:∞口距角悍缝端头的距离(ram)(b)船底纵骨的扳格的弯曲强度.图13(b)所示为船底纵骨面板的残余应力分布状况.角焊缝附近的残余应力峰值可达150MPa.随着距角焊缝端头的距离增大,残余应力也逐渐降低.(译自:Uoumal0fShipproduction)V ol14No4,1998);川;÷t}:…;;j;;;;;;i{;Ⅲ;;;;;……;;;;i;;…;;;;;;jm;;;;;;……;;;;……;;ji=一E;;j;j;;j;j}一;iII;:一j…{j(上接第42页)往的压力调节系统要在检测出吃水压力之后,通过操纵压差发信器,压力调整器和调节阀以后才能进行压力调节.只要在尾轴管内装上3根管路.就可以方便地采用此密封装置.由于装配了用于防止渔网侵入的P环,所以.可防止因渔网侵入而造成密封环损伤的麻烦.即使密封环出现损伤,只要保持空气排向海水一侧.向1号～2号轴封腔泄漏的海水也是很微量的.这样的泄漏现象可通过增加空气流量来加以防止.2号密封环出现损伤时,泄漏的油可通过回收管线被回收到船内,不会流出船外.泄漏量可通过调节气压来使其减少.即使在2号密封环完全失效的情况下,也可将2号～3号轴封腔的人口阀封闭起来,用3号备用密封环来代替2号环使用.当出现空气压力下降或后部轴封箱的油面上升及下降时,将启动警报系统,通报异常情况.为了进一步提高系统的可靠性.分别装备了两套空气控制系统和油循环系统.埘m瑚蛐0∞啪0瑚蛐言=R邋谣艇fLll}f。
大连海事大学毕业论文二0一一年六月关于当前尾轴密封技术的研究与介绍专业班级：轮机管理07级13班姓名：林守东指导教师：张鹏轮机工程学院内容摘要本文着重介绍了当前主流的尾轴密封装置的原理,结构,优缺点和应用范围，如水润滑密封的EVK型尾轴密封，油润滑的填料函式和simplex式尾轴密封技术，空气式3AS尾轴密封技术等，并对各个密封技术的发展前景分析展望。
关键词：尾轴；密封；唇形密封；端面密封AbstractSeveral current main stern-shaft sealing technology'working principle,structures,advantages and disadvantages,scope of applicaticn have been introduced in t his paper，such as Water lubrication sealed EVK stern-shaft seal type，oil lubrication of the stuffing box type and simplex type stern-shaft sealing technology，Air guard 3AS seal and so on,And of all the development prospect of the sealing technology are analysed.Key words:Stern-shaft ; Seal; Simplex seal; Face seal目录第1章绪论 (5)第2章当前船舶主要的密封技术 (6)2.1油润滑密封 (6)2.1.1船舶油润滑密封的发展 (6)2.1.2紧凑型辛泼莱克斯尾轴密封 (6)2.1.3船舶尾轴油密封的进一步改进和发展 (7)2.1.4无漏泄型尾轴密封的研究 (9)2.2 水润滑密封 (11)2.2.1填料函式 (13)2.2.2 EVK型水润滑密封装置 (15)2.2.3 带补偿装置的水润滑密封装置 (17)2.3 圆环型密封 (18)2.3.1特点 (18)2.3.2密封环结构的改进 (18)2.3.3密封环材料的改进 (19)2.4 空气式尾轴密封 (19)2.4.1传统密封的主要缺点 (19)2.4.2空气式尾轴密封的基本原理 (20)2.4.3 AIRGUARD 3AS空气式密封 (21)2.4.4 KOBELCO空气式尾轴密封 (22)1，简单介绍 (22)2，基本设计 (23)3,工作原理 (24)第3章结论与展望 (25)第1章绪论船舶尾轴密封装置的工作条件是十分恶劣的，在工作时，它除受到剧烈的磨损及摩擦高温的作用外，尚受到江河含泥沙水的作用。
特别是对吃水比较深的船舶，还要承受较高水压和滑油静压两者压力差的作用，另外螺旋桨在回转时，还会产生悬臂及不均匀载荷，致使尾轴在尾轴承中所产生的径向跳动及偏心运幅度较大。
再者，主机常用正倒车工作情况，尾轴在运转时往往还会产生一定的横向和轴向振动，对尾轴密封装置也会造成不良的影响。
这些工作特点，对尾轴的密封是很不利的。
加之尾轴密封装置一旦出现故障，不仅使滑油泄露或产生大量的机舱污水，对水域造成污染，而且换修往往需要船舶进坞或上排，影响船舶的正常营运，所以对尾轴密封装置的研究是及其必要的。
尾轴密封装置的发展日新月异，主要有三种形式：水润滑密封装置，油润滑密封装置和空气密封装置。
下面，笔者对这三种尾轴密封形式进行一下介绍。
第2章当前船舶主要的密封技术2.1油润滑密封2.1.1船舶油润滑密封的发展最早的油润滑尾轴密封:本世纪五十年代以前，大多数船舶采用盘根做尾轴密封，这种密封型式发热多、磨损快。
1948年德国船厂首次采用由德国公司HDW 研究成功的一种称之为辛泼莱克斯唇形密封，将船舶尾轴由水润滑改为油润滑方式，密封装置结构见图，整个装置包括前密封、后密封和润滑油系统，位于船尾靠近螺旋桨的后密封上设了三道密封环，用于阻止海水的侵入和防止尾管轴承润滑油的向船外泄漏，前密封装置上装配有4#、5#两道密封环，用于防止润滑油漏入机舱。
润滑油系统的设置，主要考虑的是万一密封损坏，宁可让油漏至船外而不让海水侵入尾管。
另外，即使密封完好无损，为使轴承滑动面形成油膜，也需使润滑油有极少量外泄，故尾管内的油压较海水压力为高。
经过反复改进，六十年代以后，这种密封在船舶上迅速得到了推广使用。
图1最初的辛泼莱克斯尾轴密封2.1.2紧凑型辛泼莱克斯尾轴密封七十年代初，德国人经过进一步的改进，成功地推出了紧凑型辛泼莱克斯(simplex-compact)尾轴密封。
和老式辛泼莱克斯密封相比，紧凑型密封装置在结构上作了较大的改进，装置的密封壳体由整体式改为剖分式，便于船舶进坞时或纵倾时不必拆卸螺旋桨或移动螺旋桨轴就能进行密封环的更换，密封环具有一个圆球形头，在安装时能良好定位，密封环的材料和形状适合于在压力较高，轴偏心或轴系振动等不利情况下也能确保其密封性图2紧凑型辛泼莱克斯尾轴后密封根据使用的材料不同，密封装置分成A，B，C和E四种后密封形式，以适应不同的运行状态而共用户选用。
装置的前密封内装有一个循环器。
运转时，使4#和5#密封环之间空腔的润滑油能在一个带有散热片的油箱间进行循环，从而使润滑油温度降低，改进润滑，并避免润滑油中的杂质聚集在密封环和衬套的接触面上，以延长部件的使用寿命。
研制成功的紧凑型辛泼莱克斯尾轴密封，使在温度和油压作用下密封环的永久变形，摩擦损失和磨损比老式得到减少，延长了密封的使用寿命和大大提高了装置的密封性能，其密封压力和尾轴衬套的圆周线速度也有很大提高。
六十年代中期，日本引进前西德专利以后，对辛泼莱克斯密封进行了大力的开发研究工作。
日本人在密封环的应力分布，密封压力、密封形状对密封环的变形和对唇部接触宽度的影响，密封唇接触部温度分布，密封泄漏的原因，泄漏油的回收，尾轴的轴向和径向振动对密封性能的影响等方面进行了深入的理论计算和实验分析，并对密封环的护托方式，密封材料的合理选择进行了大量试验。
通过研究和改进设计，使日本的船舶尾轴密封产品很快大量进入国际市场，到七十年代末，日本的尾轴密封技术已成为能够与前西德竞争的强有力的对手。
2.1.3船舶尾轴油密封的进一步改进和发展随着船舶的大型化和高速化，船舶尾轴密封泄漏事件时有发生，为此造船界对橡胶材料，密封型式和构造进行了进一步的研究和改进，以图提高船舶尾轴密封的可靠性。
下面是对唇形密封进行改进的几例。
图3是在紧凑型辛泼莱克斯前述四型产品基础上发展而成的防漏型产品。
该型的前、后密封上都装有循环器，两循环器串联合用一个沉淀油箱。
图3防漏型辛泼莱克斯密封系统改进后的润滑油系统尾轴管中润滑油压力可减少到低于水压。
后密封第2和第3道密封环之间腔室油压可比尾管内的油压和海水压力都低。
当轴转动时，由于循环器的作用，润滑油经管系和沉淀油箱自动循环，在沉淀箱中水和杂质被分离。
由于润滑油的循环，密封处润滑油温度降低且被清沽，延长了密封使用寿命。
图4是另一种改进形式，结构上和常规紧凑型辛泼莱克斯密封相比没有多大改变，仅在1#与2#密封环之间的空腔设有润滑油油管，使过去主要用以阻挡杂物的1#环也作为实际密封使用，并增设一个剖分式的密封环护托，取下剖分环就能改变轴套和密封环的接触位置，使轴套可继续使用。
该密封装置的润滑油系统相应作了改进。
一般情况下使后密封二个油腔的油压基本相同，使2#环接近无负荷状态，但在满载吃水时，可使1#环2#和环之间的油腔压力适当提高以减轻1#环的负荷。
万一1#环损伤，大量海水侵入到1#环和2#环之间油腔，可关闭该油腔，由2#环承担负荷。
一般尾管油压定得比空船吃水时稍低，以防止向船外漏油。
故前密封的负荷亦较常规式的为低，从而延长了它们的使用寿命，且避免了因吃水变化转换高低油箱的麻烦。
图4改进型船舶尾轴密封结构简图图5后密封装有备用密封环的一种形式，在3#环和3S#备用环之间的腔室，通过管道和阀门和尾管润滑油系统相连，通常情况下可调节该腔室的油压，使3S#环几乎处于无负荷状态。
万一3#密封环发生损伤，产生向船外漏油的情况时，则关闭通向3#和3s#环油腔油管上的阀门，使3s#环代替3#工作，从而提高了装置的安全性。
图5装有备用环的尾轴后密2.1.4无漏泄型尾轴密封的研究1983年，IMO(国际海事机构)的海洋污染防条约生效，向船外泄漏润滑油的限制越来越严，船舶尾轴密封的可靠性和安全性提出了更高的要求，万一密封发生损伤时也能完全防止润滑油向船外漏泄，为此研制出了多种型式的能回收泄漏油的无泄漏型尾轴密封装置。
（1）设计观念的变更：如前所述，常规的密封装置尾管内的润滑油压力定得比海水压力高。
而新型密封装置中则将尾管内的油压定得比海水压力低，使之无论是在正常状态还是密封损伤情况下都不会产生润滑油外泄。
这种密封装置须认真对待的是想方设法来防止海水侵人尾管图6是一种典型的油回收型唇形密封装置的润滑油系统原理图，该系统适合于满载吃水15m以下的船舶。
系统设置了三个彼此独立的补油箱，分别与由四道密封环组成的后密封三个腔室中的后两个腔壁和前密封的一个密封室相通。
在这样一个系统中，0#环和1#环之间腔室的油压亦低于海水压力，形成一个低压腔。
这样的设计就可防止润滑油外漏，而当密封万一发生故障时，从密封装置渗漏出来的滑油可通过集油管道进行回收，如当3#密封环损伤时，溢出油可由1#环和2#环之间的腔室进行回收。
同样，当1#环损伤时，溢出油可由0#和1#环之间的腔室回收。
此外，后密封各环之间腔室的容量和形状的设计，考虑了减低压力起伏的相位差，使由于尾轴的振动而发生的压力波动得以减小，使密封装置具有高的抗振能力图6油回收型密封装置（2）其他几种无泄漏型尾轴密封装置：图7是欧洲一些国家采用的一种由机械密封和唇型密封相组合的无泄漏密封装置，靠海水侧设置机械密封尾管轴承侧设置常规采用的唇形密封，而密封之间的腔室设有通向机舱能在机舱回收泄漏油（水）的管路。
但这种形式的密封由于大轴径用的机械密封的稳定性欠佳，故通常在船舶营运过程中总会回收少量海水。
图7欧洲的无泄漏型密封为了克服上述缺点，于84年推出了一种segment密封盒唇形密封相组合，用压缩空气作为缓冲气体，称之为segment密封方式的无泄漏密封（见图8）。
在后密封中设置了5到密封，1#和2#segment密封对向设置，并供给压缩空气形成比海水压力高约30KPa的压力腔，用以密封海水。
与之相毗邻的腔室，用出气和泄水管通向机舱，并与大气相通。
因此，装置成为海水侧密封和油侧密封完全分离的构造。
这样，通过2#盒2E#segment密封的少量空气，虽能由管路向船内泄漏，而万一发生海水或是润滑油泄漏情况时，亦能通过管路向船内回收，从而防止了润滑油向船外的漏出和海水侵入尾管。
