雷育敏

（上海豐昌船務(wù)工程有限公司，上海 200124）

0 引言

艉軸密封裝置是艦船前進(jìn)的主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，極容易發(fā)生漏水現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各類(lèi)新型的艉軸密封裝置系統(tǒng)不斷被研發(fā)出來(lái)，雖然在一定程度上克服了傳統(tǒng)填料函密封系統(tǒng)的弊端，但由于其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也加劇了維修與保養(yǎng)的難度。因此，探索艉軸密封裝置的修理?yè)Q新和保養(yǎng)方法，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 艉軸密封裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

目前，常見(jiàn)的艉軸密封裝置主要采用水潤(rùn)滑密封來(lái)完成，這種密封結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式，對(duì)密封裝置中的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩個(gè)部分進(jìn)行密封，從而實(shí)現(xiàn)殼體、氣胎組、彈性補(bǔ)償?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)的相互協(xié)作，提升密封的實(shí)際性能。

在艉軸密封裝置中，殼體的主要作用在于對(duì)艉軸密封裝置中的眾多零部件進(jìn)行固定處理，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)，殼體主要采用不銹鋼等材料進(jìn)行制作。在艉軸中主要安裝在其尾部。氣胎組的主要功能體現(xiàn)在艉軸在特殊應(yīng)用環(huán)境下的特殊密封需求。一般來(lái)說(shuō)，在水下維修工作中，工作人員需要運(yùn)用氣胎組對(duì)艉軸進(jìn)行應(yīng)急密封處理。常見(jiàn)的氣胎組一般由橡膠材料、不銹鋼材料共同組合而成，主要安裝位置在殼體的后端。

彈性補(bǔ)償裝置是一種應(yīng)用于密封補(bǔ)償環(huán)節(jié)中的機(jī)構(gòu)，通過(guò)構(gòu)建彈性補(bǔ)償環(huán)節(jié)，能夠幫助艉軸密封裝置中的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)形成穩(wěn)定的比壓，從而促使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)能夠完成緊密貼合，對(duì)其所面對(duì)的環(huán)境因素所產(chǎn)生的比壓變化情況做出相應(yīng)補(bǔ)償。常見(jiàn)的艉軸密封裝置中的彈簧補(bǔ)償機(jī)構(gòu)主要有不銹鋼材料構(gòu)成，其中安裝在靜環(huán)組位置的彈性補(bǔ)償裝置為外裝式補(bǔ)償，安裝在動(dòng)環(huán)組位置的補(bǔ)償裝置為內(nèi)裝式補(bǔ)償。

1.2 工作原理

在艉軸密封策略中，端面密封主要借助彈性補(bǔ)償機(jī)構(gòu)來(lái)完成，彈性補(bǔ)償裝置為靜環(huán)和動(dòng)環(huán)之間施加壓力，保證兩個(gè)環(huán)組可以相互之間構(gòu)成緊密貼合的組織形態(tài)。這種形態(tài)下，艉軸運(yùn)轉(zhuǎn)便可以帶動(dòng)動(dòng)環(huán)共同轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)靜環(huán)則保持與殼體相同狀態(tài)，始終不轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)環(huán)組在運(yùn)動(dòng)方式下的差異可以形成一個(gè)相對(duì)摩擦，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于水泄漏的阻擋，完成密封工作。

2 常見(jiàn)艉軸密封裝置的檢修方法

本文通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的幾種艉軸密封裝置代表型號(hào)的檢修方式進(jìn)行總結(jié)，希望從中摸清艉軸密封裝置檢修的一般規(guī)律。

2.1 CWDF 型裝置

該類(lèi)型艉軸密封裝置的主要材料為硬質(zhì)合金材料，這種材料的應(yīng)用在一定程度上保證了裝置自身的強(qiáng)度，因此，在泥沙含量較高的海域中，中小型艦艇一般采用該種艉軸密封裝置。在裝置內(nèi)部，多彈簧和凸型橡膠共同構(gòu)成補(bǔ)償裝置體系，形成雙補(bǔ)償。這種補(bǔ)償策略能夠保證補(bǔ)償跟隨性和均勻性，且擁有極佳的冷卻能力。在實(shí)際應(yīng)用中，該型號(hào)密封裝置泄漏概率低，可以做到無(wú)泄漏。在檢修工作中，檢修人員采用專(zhuān)用工具對(duì)動(dòng)環(huán)進(jìn)行調(diào)整和固定，再利用向后按壓的方式，使動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的縫隙得到補(bǔ)償，完成檢修。

2.2 SM 型裝置

該型號(hào)裝置結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，利用橡膠材料動(dòng)環(huán)完成彈簧卡緊，實(shí)現(xiàn)軸向補(bǔ)償。在檢修安裝中，需要優(yōu)先安裝兩個(gè)動(dòng)環(huán)，其中一個(gè)動(dòng)環(huán)出現(xiàn)損傷、損耗后，另一個(gè)動(dòng)環(huán)作為替補(bǔ)，進(jìn)行密封運(yùn)作。在檢修時(shí)，需要由檢修人員對(duì)其內(nèi)部存在的定位塊進(jìn)行調(diào)整，使其能夠處于襯套和靜環(huán)組兩個(gè)環(huán)節(jié)的縫隙之中，再利用端面調(diào)整，使其能夠?qū)π孤┣闆r繼續(xù)寧調(diào)整，完成處理。

2.3 空氣密封裝置

當(dāng)可膨脹密封環(huán)通過(guò)壓蓋實(shí)現(xiàn)裝封之后，工作人員需要將密封函筒裝配到艉軸上，并在裝配過(guò)程中，一邊調(diào)整水平和垂直方向的位移，一邊旋轉(zhuǎn)底座的法蘭螺栓。另外，在空氣密封裝置使用上，最小內(nèi)徑和艉軸之間的標(biāo)準(zhǔn)間隙應(yīng)該保持在8 mm，當(dāng)函筒定位工作結(jié)束之后，還要確保圓周上各個(gè)間隙具備均等性特點(diǎn)，即使是是在艉軸同軸度誤差保持上，也要低于1.0mm。除此之外，在艉軸軸向安裝工作結(jié)束之后，還要對(duì)備用密封圈和主密封圈進(jìn)行安裝，值得注意的是，在艉軸裝入到艉軸承之前，工作人員需要對(duì)密封圈進(jìn)行深入檢測(cè)。之后，將彈簧裝到主體結(jié)構(gòu)的背面，用力推壓密封圈的內(nèi)轂部分，確保密封圈可以隨之一起進(jìn)入到密封函筒之中，并隨時(shí)對(duì)推入尺寸進(jìn)行檢測(cè)，等到與標(biāo)準(zhǔn)相符后停止。另外，在圓周上，各項(xiàng)數(shù)值應(yīng)該保持一致性，而且最大誤差不能高于0.5 mm。最后，做好對(duì)接定環(huán)的安裝工作，將空氣和海水管理連接到一起。

2.4 SMA 型裝置

SMA 型裝置內(nèi)部同樣采用橡膠高分子材料，與SMB 型裝置相同，但是在靜環(huán)方面，SMA 型裝置主要采用高硬度合金材料，這種裝置能夠使補(bǔ)償機(jī)構(gòu)能力得到提升，補(bǔ)償裝置可以借助多彈簧結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)于壓縮量的調(diào)整何控制。一般情況下，SMA裝置的壓縮量調(diào)整完成后，其整體泄漏總量應(yīng)當(dāng)能夠控制在0.2 L/h 內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于漏水問(wèn)題的控制。在這一控制環(huán)境下，密封裝置的運(yùn)行能夠使動(dòng)靜環(huán)之間相互摩擦，產(chǎn)生更高的熱量水平。不過(guò)，靜環(huán)本身的材料缺少耐熱性能，因此，密封裝置要求利用冷卻裝置對(duì)靜環(huán)加以處理。檢修工作中，檢修人員一旦發(fā)現(xiàn)壓縮量超過(guò)5 mm 以后，便可以判斷靜環(huán)存在燒毀風(fēng)險(xiǎn)，并開(kāi)展檢修處理工作。

3 艉軸密封裝置保養(yǎng)的注意事項(xiàng)

對(duì)于艉軸密封裝置的保養(yǎng)工作來(lái)說(shuō)，管理人員需要了解裝置本身的《使用維護(hù)保養(yǎng)說(shuō)明書(shū)》，根據(jù)裝置自身的結(jié)構(gòu)原理，進(jìn)行裝置的保養(yǎng)處理。在保養(yǎng)管理中，管理人員需要格外注重5 個(gè)方面的內(nèi)容。

3.1 氣胎的不正確使用

氣胎組的使用情況直接決定了密封裝置的應(yīng)用能力。艉軸密封裝置在艦船航行、艦船停運(yùn)期間，都有可能存在氣胎組使用問(wèn)題，導(dǎo)致密封裝置密封能力不足。在艦船航行過(guò)程中，艉軸密封裝置為了能夠控制動(dòng)態(tài)泄漏問(wèn)題，需要針對(duì)艉軸密封內(nèi)部的氣胎組進(jìn)行充氣，從而使氣胎組能夠作為一個(gè)輔助密封器件，應(yīng)用到密封工作中。但是對(duì)于艉軸密封裝置來(lái)說(shuō)，這種密封方式并不可取，長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)氣胎組造成損壞；艦船停運(yùn)之后，部分管理人員為了能夠避免靜態(tài)泄漏問(wèn)題，還會(huì)采用充氣密封。但是在艦船再次投入航行之后，由于忘記對(duì)氣胎組進(jìn)行放棄，導(dǎo)致氣胎組發(fā)生破裂。筆者提出，艉軸密封裝置中的氣胎組充氣壓力不能超過(guò)0.6 MPa，一旦超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，充氣壓力過(guò)大會(huì)直接導(dǎo)致氣胎組發(fā)生爆破[1]。

3.2 缺少對(duì)于壓縮量的控制

本文在對(duì)艉軸密封檢修策略進(jìn)行總結(jié)時(shí)，提出了對(duì)于壓縮量調(diào)整控制的重要性，這是指在艉軸密封裝置中，彈性補(bǔ)償機(jī)制需要借助初始?jí)嚎s量來(lái)為靜環(huán)和動(dòng)環(huán)之間存在的比壓進(jìn)行控制，最終達(dá)到最佳密封狀態(tài)。目前應(yīng)用在艦船使用中的艉軸密封裝置，在出廠(chǎng)說(shuō)明書(shū)中，都會(huì)以數(shù)字的行駛對(duì)這個(gè)初始?jí)嚎s量進(jìn)行規(guī)定說(shuō)明。但是在具體應(yīng)用中，由于管理維修人員缺少對(duì)于初始?jí)嚎s量的控制意識(shí)，導(dǎo)致在檢修工作中，為了應(yīng)對(duì)泄漏量變化而錯(cuò)誤地進(jìn)行壓縮量增大，這種處理方式治標(biāo)不治本，并不能夠?qū)γ芊庋b置存在故障問(wèn)題進(jìn)行反思，同時(shí)還會(huì)造成動(dòng)環(huán)和靜環(huán)失效，得不償失[2]。

3.3 冷卻供水問(wèn)題處理

冷卻供水的主要功能主要集中在對(duì)密封裝置進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑處理。但是在以往的裝置檢修中，由于缺乏保養(yǎng)檢查，導(dǎo)致冷卻水閥開(kāi)度不滿(mǎn)足冷卻水要求，最終造成了冷卻管堵塞問(wèn)題。艉軸密封裝置所采用的冷卻系統(tǒng)主要由串聯(lián)供水和并聯(lián)供水兩種類(lèi)型，對(duì)于保養(yǎng)工作來(lái)說(shuō)，管理人員需要對(duì)兩種供水方式的供水特點(diǎn)進(jìn)行分析，并選擇合適的布置方案，選擇系統(tǒng)。一般情況下，艉軸軸承中，串聯(lián)供水方式存在供水不足等問(wèn)題，因此，一般選擇并聯(lián)供水方式，保證冷卻供水量，避免出現(xiàn)燒毀問(wèn)題[3]。

3.4 控制軸系中心線(xiàn)問(wèn)題

軸系中心線(xiàn)在艉軸密封中要求根據(jù)密封裝置變化做出調(diào)整。這是由于艦船在航行過(guò)程中，需要進(jìn)行進(jìn)塢、上排處理。工作人員進(jìn)行檢修，常常存在因軸系中心線(xiàn)繁盛變化，而忽略了對(duì)密封裝置做出調(diào)整，最終導(dǎo)致靜環(huán)和動(dòng)環(huán)之間存在的偏移、位移問(wèn)題沒(méi)得到妥善處理，造成密封裝置出現(xiàn)嚴(yán)重的異常泄漏。因此，在保養(yǎng)過(guò)程中，管理人員需要格外注重軸系中心線(xiàn)的變化情況，并結(jié)合說(shuō)明書(shū)對(duì)其是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限定進(jìn)行判斷，做出及時(shí)調(diào)整。

3.5 觀(guān)察氣阻情況

新的密封裝置在投入使用時(shí)，由于未能夠完成空氣排空，還會(huì)造成裝置氣阻問(wèn)題。在保養(yǎng)過(guò)程中，管理人員應(yīng)當(dāng)利用保養(yǎng)策略，對(duì)裝置內(nèi)部的通水檢修等方式選擇加以控制，避免因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)生過(guò)于嚴(yán)重的氣阻，造成溫度被大幅度抬高，影響裝置的使用。

4 結(jié)論

在對(duì)艉軸密封進(jìn)行維修與保養(yǎng)的過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)壓縮量進(jìn)行合理調(diào)整，確保冷卻水供應(yīng)的充分性，合理使用氣胎，在首次使用前進(jìn)行放氣操作，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)漏水現(xiàn)象的有效防范，確保艦船的安全運(yùn)行。