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導語 9 I ]5 k9 K+ `+ w/ i" V, H' P
作為水上運輸的主要交通工具，船舶的發展給人類的生活帶來了很大的變化。早期的船舶大都以人力、蓄力、風力作為動力，直到1839年，第一艘帶有螺旋槳推進器的蒸汽機船"阿基米德號"問世后，這種推進器被迅速推廣。隨著工業的發展，現代的輪船大都以內燃機作為動力，帶動船體外的螺旋槳旋轉，依靠螺旋槳與水產生的反作用力推進船舶的航行。毋庸置疑，發動機肯定在船體內部，因此必然需要傳動裝置將動力傳遞到暴露在水中的螺旋槳上，而這樣的傳動連接處必定會有一定的縫隙，那現代輪船是如何保證螺旋槳正常運轉又實現防水防漏油的呢？本文將盡可能以通俗易懂的語言為大家講解其中的原理。 ( {& Q: ^% i7 x- p
7 R' F/ B2 W* {6 x9 u- V輪船螺旋槳
P' S0 d+ B2 q, b1 Y$ }螺旋槳的位置布局
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螺旋槳設置在船舶尾部后下方，其后面為舵葉。螺旋槳通過中間軸與主機連接，中間軸安裝在尾軸管內，通過專用軸承連接。不難看出，螺旋槳處的密封能力主要體現在尾軸的密封能力。當然中間軸和船體之間不可能只加個普通的密封圈就行了。拿30萬噸的貨輪來說，螺旋槳的直徑可達10米。即便轉速只開到70rpm,那產生的振動也是巨大的，說不好在離港的時候，密封圈就被震掉了。即便不會，強大的海水壓力也會使密封圈變形。
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: F" X* G k; D, Y2 H& R/ x螺旋槳布局
& J7 \0 D$ c' u$ P. B, J! i尾軸密封原理
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尾軸的密封是典型的旋轉式動密封，簡單來說，尾軸密封是通過注入油液，使其保持一定的油壓來阻止水的滲入。但其密封絕不像說的那么簡單，而是一個復雜的密封系統。 ; S. s3 C! c M- G! }2 p9 @
- w4 T2 F6 N1 [5 v圖片來源：EAGLE INDUSTRY Kemel
' S- r' j% l) k$ e0 i大型輪船的尾軸系統由尾軸、尾軸管、密封裝置、軸承、潤滑系統等組成。其尾軸安裝在尾軸管內，依靠前后兩個軸承套運轉。前后兩個軸承之間為密閉的尾軸管。其中尾密封的任務要艱巨的多，既要防止水進入又要防止油液泄漏，因此本文我們重點講解尾密封。 尾密封中目前廣泛應用的是Simplex型（皮碗式）密封裝置，這是一種獲得各國船級協會認證的密封方式。皮碗密封基本原理如下圖：當空間1的介質壓力大于空間2的介質壓力時，空間1的介質會被封住，不會流入空間2；當空間2的介質壓力大于空間1時，空間2的介質會流入空間1。
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皮碗密封基本原理圖 $ }/ Z7 C' _, ?" x9 V' Y
將尾密封放大如下圖：
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尾密封放大圖
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% V% G+ w0 K4 F尾密封結構原理圖 c6 i" ]2 H3 z
我們可以看到尾密封采用了4組密封圈，通過彈簧箍在尾軸套上，在海水、彈簧力和橡膠彈力的作用下僅僅貼合在軸套上。這4組密封圈其中前兩組往前翻，后兩組往后翻。根據前面講到的皮碗密封原理，我們可以把皮碗密封想象成一個單向閥。在#2#3之間壓入空氣，空氣壓力要比海水壓力稍高。這樣空氣很容易沖開皮碗密封，從皮碗密封和尾軸之間通過，形成一個氣流通道，使皮碗密封圈與尾軸隔開不接觸，這樣既可以保證尾軸轉動順暢又能減小磨損。同時因為空氣壓力高，海水也不會進入。而潤滑油則是在空氣密封失效的情況下加的一道保險裝置。 3 `( N& p) ~% \" y: F# G5 a
如何監測油封是否正常
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尾軸密封檢測系統 9 c: G A/ p0 j9 J+ f5 [
尾軸由前后兩道密封，同時在前后密封之間填充油，油是從一定高度的油柜下力的，稱為重力油柜。既可以平衡壓力又可以潤滑軸承。一旦尾密封漏水會引起重力油柜有位升高，此時監測報警系統就會報警。而一旦尾密封泄漏的話，則會引起重力油柜的油位下降，此時監測系統報警就會知道前密封損壞了。
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其實尾軸的密封是非常可靠的，只要按時檢修，尾軸的密封十幾年都不會有問題。但不管怎樣，船只的防水都是一項極其重要的工作，因此不能掉以輕心。 | 
發表于 2022-6-18 14:34:14
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