CN207762250U - 船舶艉轴水润滑密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶艉轴水润滑密封装置，包括固定支座和静环支座，在固定支座和静环支座之间安装有片型弹簧，在固定支座上装有密封气胎，在静环支座上固定安装有静环，与静环相互滑动贴合的动环固定支承于驱动夹环上，在所述固定支座和静环支座与艉轴之间设置有水腔，该水腔与进水管和出水管相连通；所述动环的密封面上设置有喷涂槽，该喷涂槽为圆环槽，在该喷涂槽中设有合金喷涂层，合金喷涂层的表面与密封面处于同一平面上，且该平面粗糙度Ra0.6μm—1.0μm。本实用新型的船舶艉轴水润滑密封装置，不仅能对动静环密封面进行冷却，而且其动环具有高硬高耐磨、抗冲击性能优的特点。

Description

船舶艉轴水润滑密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种船舶用密封装置，尤其涉及具有机械密封和冷却水腔的艉轴密封装置。

背景技术

艉轴密封装置是艉轴推进系统中的关键设备，用于轴系穿出船体部位的密封，是用以密封舷外海水与船体艉轴之间的装置。船舶艉轴密封装置的工作条件十分恶劣，它除受到剧烈磨损及摩擦高温作用外，还受到海洋、江河含泥沙水体的作用。在大型船舶吃水较深时，船舶艉轴密封装置还要承受舷外水压和润滑静压两者压力差的作用；螺旋桨回转时，又会产生悬臂及不均匀载荷，致使艉轴产生径向跳动及偏心振动；船舶倒车时，艉轴还会产生一定的横向振动。

水润滑密封装置主要包括唇式橡胶密封、填料函密封以及端面密封等三种结构形式，其中端面密封结构具有密封可靠、泄漏量极小、功耗损失小、使用寿命长的特点，水润滑端面密封装置的弹性补偿元件主要有螺旋压缩弹簧和“Ω”片型弹簧结构，“Ω”片型弹簧结构具有补偿量大，弹力强劲有力，能确保稳定可靠的密封性能。

现有的水润滑端面密封装置主要包括固定安装于船体上的固定支座，在固定支座与静环支座之间设置有呈“Ω”形状的片型弹簧，在静环支座上固定设置有静环，与静环密封紧贴的动环则与驱动夹环紧靠一起且跟随驱动夹环一起转动。在固定座上还装有密封气胎及与密封气胎连通的压缩空气通道，船舶在航行过程中，如果出现端面密封装置的部件损坏，对气胎密封进行应急密封充气，使气胎密封成为应急低速运行使用的密封装置。其端面密封结构主要包括有动环、静环等部件，它依靠动、静环相对滑动贴合的密封面而达到阻漏的轴封装置；在艉轴密封装置中端面密封中的动、静环构成的密封面，不仅处于低速重载状况和振动冲击，而且遭受剧烈磨损、高温摩擦，以及泥砂渗入所产生的磨料磨损，很容易在密封环相对滑动面位置形成粘着磨损形成犁沟，使动静环密封工作面遭受破坏，导致艉轴装置出现运行故障而发生泄漏现象。理论上可以通过改变密封环材料来提高其硬度以阻止粘着磨损现象的过早发生，但实际结构中单纯硬度的提高，往往会带来冲击韧性和整体机械性能下降、成本变高等诸多不足；而且现有端面密封结构的散热条件相对恶劣，且不能阻挡海水中泥砂向密封面的渗入，从而加剧磨损缩短端面密封的使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种船舶艉轴水润滑密封装置，不仅能对动静环密封面进行冷却，而且其动环具有高硬高耐磨、抗冲击性能优的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的船舶艉轴水润滑密封装置，包括固定支座和静环支座，在固定支座和静环支座之间安装有片型弹簧，在固定支座上装有密封气胎，在静环支座上固定安装有静环，与静环相互滑动贴合的动环固定支承于驱动夹环上，在所述固定支座和静环支座与艉轴之间设置有水腔，该水腔与进水管和出水管相连通；所述动环的密封面上设置有喷涂槽，该喷涂槽为圆环槽，在该喷涂槽中设有合金喷涂层，合金喷涂层的表面与密封面处于同一平面上，且该平面粗糙度Ra0.6μm—1.0μm。

在上述结构中，由于在固定支座和静环支座与艉轴之间设置有水腔，且该水腔连通有进水管和出水管，通过进水管和出水管连续循环地向水腔中充入和排放冷却水，这样可以通过流动水迅速地带走动、静环相互滑动摩擦所产生的热量，避免动静环密封面产生摩擦高温，减少密封面间的磨损，稳定密封效果；通以连续循环的流动水还能及时带走水腔和摩擦密封面中的污物，而且带压的流动水还能阻止外部海水及海水泥砂的侵入，从而避免泥砂向密封摩擦面的渗入，使密封滑动面保持良好的工作状态。又由于动环的密封面上设置有合金喷涂层，从而构成了双材料密封环结构，喷涂的合金喷涂层正巧对应于滑动的动静环密封面位置，合金喷涂层具有高硬度、高耐磨性能，有效增强端面密封结构的耐磨性，延长使用寿命，并且能抵卸海水腐蚀和泥砂对密封摩擦损坏；而动环材料则采用冲击韧性好、机械强度高的材料，且便于铸造加工，成本相对较低，因此本发明采用双材料的密封环结构兼具了高耐磨、抗冲击、使用寿命长的优点，而且制作加工容易。也由于仅在动环相对滑动的密封面位置采用成本较高的硬质合金材料，而本体部分则采用相对廉价的材料，使动环在获得高耐磨性，高使用寿命的同时，又有效地降低了使用和制造成本。合金喷涂层表面粗糙度控制在Ra0.6μm—1.0μm之间，如此高的表面光洁度不仅降低了密封滑动面的摩擦阻力，而且有效减轻了动静环相对运动的磨损，有利于端面密封使用寿命的延长和高密封性能的稳定。

本实用新型的进一步实施方式，所述水腔位于固定支座、片型弹簧和静环支座的内壁面与艉轴之间。所述进水管和出水管均连接于固定支座上。结构合理，便于安装和维护。

本实用新型的优选实施方式，所述固定支座、静环支座、静环和动环均采用剖分式结构。该结构便于维护和安装。

本实用新型的优选实施方式，所述动环上设置有本体中孔，在本体中孔的孔壁上至少设有一道密封槽。具有合理的结构。

本实用新型的优选实施方式，所述密封槽内设置有动环密封圈，该动环密封圈为O型橡胶密封圈。结构简单，功能可靠,安装维护方便。

本实用新型的优选实施方式，所述静环和动环构成端面密封结构，片型弹簧为端面密封结构的弹性元件。具有良好的减振、缓冲和补偿作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型船舶艉轴水润滑密封装置作进一步说明。

图1是本实用新型船舶艉轴水润滑密封装置一种具体实施方式的结构图；

图2是图1所示实施方式中动环的主剖视图；

图3是图2所示结构的左视图。

图中，1—驱动夹环、2—动环密封圈、3—动环、4—静环、5—静环固定销、6—静环支座、7—右卡环、8—片型弹簧、9—水腔、10—左卡环、11—进水管、12—压缩空气通道、13—密封气胎、14—艉轴、15—气胎压盖、16—固定支座、17—出水管、18—合金喷涂层、19—接合凸台、20—密封槽、21—本体中孔、22—驱动销孔、23—密封面。

具体实施方式

如图1所示的船舶艉轴水润滑密封装置，在艉轴14上从前向后依次套装有固定支座16、静环支座6和动环3。在固定支座16的前端侧通过气胎压盖15固定压装有密封气胎13，密封气胎13是由两个剖分段制成的环形管状橡胶充气胎，该两个部分段在安装现场采用硫化压合粘接成完整的整圈气胎。在固定支座16和静环支座6与艉轴14之间设置有环形的水腔9，该环形的水腔9沿艉轴14的轴表面从固定支座16，经片型弹簧8和静环支座6的内腔，延伸至静环4和动环3构成的摩擦密封面。在固定支座16上连接有进水管11和出水管17，该进水管11和出水管17与水腔9相连通，工作时冷却润滑水经进水管11并带走摩擦密封面的热量而从出水管17流出，并对摩擦密封面进行冷却和润滑。在固定支座6上还设置有压缩空气通道12，压缩空气通道12通向密封气胎13的胎腔内，当需要使用或更换密封件时，通过向密封气胎中充入一定气压，使密封气胎胀起而阻止海水侵入，密封气胎13更具有应急密封的作用。

在固定支座16和静环支座6之间连接有片型弹簧8，该片型弹簧8横截面呈“Ω”型。片型弹簧8为该端面密封结构的弹性元件，片型弹簧8给端面密封的动、静环提供弹力。片型弹簧8的一侧边通过左卡环10固定卡接于固定支座16上，片型弹簧8的另一侧通过右卡接环7固定卡接于静环支座6上。静环支座6的右侧面嵌装有静环4，静环4与静环支座6之间通过静环固定插销5相连接。在静环支座6上套装有防溅圈，防溅圈由橡胶制成，其位置位于静环4和动环3接触摩擦密封面的外侧，以防止密封面泄漏水的甩出外溅。动环3与驱动夹环1之间连接有销轴，以使得动环3随驱动夹环1转动，驱动夹环1则卡夹于艉轴14上；静环4和动环3构成端面密封结构。在动环3的内孔面与艉轴14的轴表面之间设置有两道动环密封圈2，该动环密封圈2嵌装于动环3上的密封槽20中。固定支座16、左卡环10、片型弹簧8、右卡接环7、静环支座6、静环4、动环3和驱动夹环1均采用剖分结构。

如图2、图3所示，动环3是由两半环相对接合而成，动环3由锡青铜合金铸造而成。在动环3的半环接合口部设置有接合凸台19，在接合凸台19上设置有螺栓孔，连接螺栓穿过螺栓孔将两个半环接合固定为呈圆环结构的动环3，故动环3呈剖分式结构。动环3的背面除设置有接合凸台19外还设置有驱动销孔22，驱动销轴插入到驱动销孔22中以带动动环3转动。动环3的正面为密封面23，在密封面23上设置有圆环状的喷涂槽，在该喷涂槽中设置有合金喷涂层18，合金喷涂层18的外表面与密封面处于同一平面上，该平面的粗糙度Ra0.8μm，但其粗糙度应控制在Ra0.6μm—1.0μm范围内。合金喷涂层18磨削后的厚度保持在0.4mm—0.5mm之间。合金喷涂层18以合金复合粉末通过热喷涂工艺喷涂而成，合金复合粉末中碳化钨不少于70%（质量比），在合金复合粉末中还含其他金属成分。在动环3的中心位置设有本体中孔21，本体中孔21用于穿过艉轴14，在本体中心21的孔壁上设置有二道密封槽20，安装时密封槽20中填充有动环密封圈2。

用于喷涂上述合金层的合金喷涂层材料的组份及质量百分比（Wt%）为：TiC：3.0—5.0，Co:4.0—6.0，SiC:1.0—2.0，Al₂O₃:0.1—0.15，Cu：0.5—0.8，Ni：0.8—1.0，Mn：0.9—1.20，Cr:0.8—1.0，余为WC。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种船舶艉轴水润滑密封装置，包括固定支座（16）和静环支座（6），在固定支座（16）和静环支座（6）之间安装有片型弹簧（8），在固定支座（16）上装有密封气胎（13），在静环支座（6）上固定安装有静环（4），与静环（4）相互滑动贴合的动环（3）固定支承于驱动夹环（1）上，其特征在于：在所述固定支座（16）和静环支座（6）与艉轴（14）之间设置有水腔（9），该水腔（9）与进水管（11）和出水管（17）相连通；所述动环（3）的密封面（23）上设置有喷涂槽，该喷涂槽为圆环槽，在该喷涂槽中设有合金喷涂层（18），合金喷涂层（18）的表面与密封面（23）处于同一平面上，且该平面粗糙度Ra0.6μm—1.0μm。

2.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述水腔（9）位于固定支座（16）、片型弹簧（8）和静环支座（6）的内壁面与艉轴（14）之间。

3.根据权利要求1或2所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述进水管（11）和出水管（17）均连接于固定支座（16）上。

4.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述合金喷涂层（18）的厚度为0.4mm—0.5mm，所述合金喷涂层（18）的喷涂材料至少含有质量比70%的碳化钨。

5.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述固定支座（16）、静环支座（6）、静环（4）和动环（3）均采用剖分式结构。

6.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述动环（3）上设置有本体中孔（21），在本体中孔（21）的孔壁上至少设有一道密封槽（20）。

7.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述密封槽（20）内设置有动环密封圈（2），该动环密封圈（2）为O型橡胶密封圈。

8.根据权利要求1所述的船舶艉轴水润滑密封装置，其特征在于：所述静环（4）和动环（3）构成端面密封结构，片型弹簧（8）为端面密封结构的弹性元件。