CN1285301A - 船用油润滑艉轴密封装置 - Google Patents

Abstract

船用油润滑艉轴密封装置,属端面密封,其特征包括:利用传动螺钉10将复合材料制成的动环3、弹簧座5、弹簧7、带泵效螺旋环4的动环座8连接成密封组件,同时完成径向和轴向的密封,用泵效螺旋环4和油孔18作为自动循环润滑系统,后密封装置上有带双唇口的防沙密封环13,有前后密封压盖1、22、空心活塞12、冷却水套24,密封效果好,不受渔线等缠绕,漏油率极低、安装简便。

Description

船用油润滑艉轴密封装置

本发明是船用油润滑艉轴密封装置，适用于油润滑、油冷却艉轴(承)型式船舶的艉轴密封装置。

现有技术的密封装置有瑞典塞特瓦(CEDERVALL)公司生产的船上安装的密封装置，见图1-2，其各个零件编号及使用材料如下表：

上述己有技术的艉轴密封装置存在的问题是：

1、结构：为外置式结构，整个密封组件外无外壳保护，使整个密封组件均暴露在江或海水里面，容易受外界因素如渔线、渔网缠绕、沙水等侵蚀，导致密封失效。

2、性能：其摩擦副(动环20A、静环2A)均用铜作材料制作，动环、静环之间的摩擦面是“硬”对“硬”的方式配对，加工精度要求高，同时，密封面的间隙大，无法避免运行过程中润滑油的泄漏，现在国际通用的端面密封润滑油泄漏率标准为1-4升/24小时。

3、安装：其后密封装置安装在后轴承座端面31与螺旋桨端面30之间，安装必须依靠后轴承座端面31和螺旋桨端面30的距离进行定位、调试，同时以后轴承座端面31与螺旋桨端面30的平行度来保证摩擦副(动环、静环)贴和的紧密性，对现场安装的技术要求高，如果安装不好，密封效果就差。

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种密封效果好、漏油率低、安装简便的船用油润滑艉轴密封装置。

技术方案如下：

船的艉轴9外套有支撑艉轴9的轴承，包括前轴承20和后轴承21。为避免船上的轴承20、21和艉轴9漏油，防止泥沙、水进入而设计本发明。

本发明的船用油润滑艉轴密封装置分别是安装在船的前轴承20前端面的前密封装置和安装在船的后轴承21后端面的后密封装置。

前密封装置包括：密封组件和自动循环润滑系统，和其余部分；

密封组件包括：动环3是用复合材料制成的环型圈，动环座8与动环3间以过度齿圈结合，弹簧座5上有弹簧7，利用传动螺钉10将弹簧座5与弹簧7、动环座8连接定位；使动环3、动环座8、弹簧座5、弹簧7、传动螺钉10共同组成密封组件，弹簧座5上有定位螺钉6，使用安装时，将弹簧座5连同密封组件固定在艉轴9上；

自动循环油润滑系统包括：带泵效螺旋环4的动环座8，前密封压盖1上的机油进口17；

其余部分为：

静环2与空心活塞12为一个整体零件，安装时，套在艉轴9上，密封组件安装在艉轴9上后，动环3压在静环2上，形成有间隙配合的密封面；

在前密封压盖1内有放置“O”型密封圈11的槽，空心活塞12内端伸进前密封压盖1内并与“O”型密封圈11、前密封压盖1配合，调整螺栓14将空心活塞12和前密封压盖1固定连接，前密封压盖1上有安装孔17，使用安装时，螺钉17将前密封压盖1固定连接在前轴承20的前端面上，盖住密封组件。

工作原理：动环3是用复合材料制成的环型圈，动环座8与动环3间以过度齿圈结合，受弹簧7的弹力作用，动环3压在静环2上，与静环2贴和，由于动环3用复合材料制成，并且在复合材料中添加高耐磨、耐腐蚀的特种高分子材料，使动环3的材料具有弹性和耐磨性，使动环3大大增强了局部自偿能力

密封原理：

1、艉轴9转动时，由于密封组件固定在艉轴9上，密封组件随艉轴9转动；

2、前密封压盖1固定在前轴承20上，因此，前密封压盖1、静环2和空心活塞12均不随艉轴9转动；

3、由于弹簧7的弹力，一方面保证运转中动环3与静环2的紧密贴合，动环3压在静环2上，同时完成轴向和径向两个方向的密封；同时，当艉轴9有一定的径向跳动和轴向串动时，由于弹簧7的弹力存在，始终可以保证动环3与静环2的贴和。

自动循环润滑系统原理：油箱19中的油经油管15进入油孔18，在前密封装置的封闭腔体中流动，再进入轴承20、21与艉轴9间的缝隙，从出油孔16回到油箱19中；由于带泵效螺旋环4的动环座8随艉轴9旋转，泵效螺旋环4产生脉冲力，推动油在前密封装置和轴承20、21和艉轴9间的腔里自动循环，以保证润滑油能充分润滑并增强散热能力，我们称它为自动循环系统。

后密封装置与前密封装置基本相同，不同的是，没有空心活塞12，动环座8上不带泵效螺旋环4，后密封压盖22与后轴承21的后端面靠螺钉17连接，盖住密封组件，后密封压盖22内安装有带有双唇口的防沙密封环13，用于防止泥沙、水的侵入。

本发明最突出的特点是：

1、结构：有前后密封压盖1、22，防沙密封环13带有双唇口13a、13b，使整个密封组件完全置于密封压盖内，可以有效防止渔线、渔网、绳索的缠绕，并且能很好地保护摩擦副(动环3、静环2)不受沙水侵蚀。

2、摩擦副(动环3和静环2)的材质采用“软”对“硬”的方式配对，静环2与空心活塞12为一体，用合金材料制作，动环3用高分子材料制作，采用特殊的加工工艺，在动环(3)中直接添加高耐磨、耐腐蚀的特种高分子复合材料，进一步增强密封的稳定性和持久性，增强了动环3的局部自偿能力；并且使动环3与静环2紧密贴和，使得在运转过程中摩擦副的密封端面润滑油的漏油率基本为零，实现无润滑油泄漏密封，利于环保，由发明人作出的试验，将量杯放在船用油润滑艉轴密封装置下，装置连续运行100小时，量杯中基本没有接到密封装置漏出的油；由于自身附带的泵效螺旋环4的随动环座8的转动，实现润滑油自动循环、润滑；

而其中的主要的消耗件摩擦副(动环3)，我们则将设计为可拆卸式，一旦检修需要换件，也是十分简单、方便，且成本低廉。

3、弹簧座5内有多个小弹簧7组合，作为端面密封的弹性补偿元件，可充分保障端面比压的恒定、和运转过程中作用于摩擦副(动环3、静环2)之间的密封面上的比压分布的均匀，大大增强其使用的可靠性。它不受尾轴转速和轴径大小的限制，轴径增大，只需增加设置弹簧的数量，使其达到设计比压值即可。

4、安装：按所须端面比压值确定弹簧7的压缩量，设定弹簧座5与前后轴承20、21端面的距离。安装定位后无须调试；旧船改装上本发明，不须附加设备或对原固定结构进行改动。

附图说明：

图1：现有技术艉轴密封装置的前密封装置结构图。

图2：现有技术艉轴密封装置的后密封装置结构图。

图3：本发明的船用油润滑艉轴密封装置实施例1结构图。

图4：本发明的船用油润滑艉轴密封装置实施例2结构图。

图5：图3中动环3轴向剖视图。

图6：图3中动环座8主视图。

图7：图3中动环座8轴向剖视图。

图8：图7中动环座8自带的泵效螺旋环4外表面图。

图9：图3中弹簧座5主视图。

图10：图9中B-B方向视图，即弹簧座5轴向剖视图。

图11：图3中防沙密封环13轴向剖视图。

图3-图11中，各部件标示如下：

前密封压盖1、静环2、动环3、泵效螺旋环4、弹簧座5、定位螺钉6、弹簧7、动环座8、艉轴9、传动螺钉10、“O”型密封圈11、空心活塞12、防沙密封环13、调整螺栓14、进油管15、出油孔16、螺钉(孔)17、机油进口18、油箱19、前轴承20、后轴承21、后密封压盖22、挡环23、冷却水套24、冷却水进口或出口25、排气螺钉26；图5中动环3上有防转销3c，图6、7中动环座8上有安装动环3的环形槽3a、传动螺钉孔10a、动环防转销孔3b，图9、10中弹簧座5上有传动螺钉孔10b、弹簧孔7a、定位螺钉孔6a，图11的防沙密封环13上有唇口13a、13b。

实施例1：见图3，本发明的船用油润滑艉轴密封装置实施例1结构图。

前密封装置包括：密封组件、自动循环润滑系统和其余部分；

图3，密封组件包括：动环3用复合材料制成的环型圈，动环座8与动环3间以过度齿圈结合，弹簧座5上有弹簧7，利用传动螺钉10将弹簧座5与弹簧7、动环座8连接定位；使动环3、动环座8、弹簧座5、弹簧7、传动螺钉10共同组成密封组件，动环8上可以自带泵效螺旋环4，也可以不带泵效螺旋环4。弹簧座5上有定位螺钉6，使用安装时，将弹簧座5连同密封组件固定在艉轴9上；

自动循环油润滑系统包括：动环座8可以带泵效螺旋环4，也可以不带泵效螺旋环4，前密封压盖1上的机油进口18；

其余部分为：

静环2与空心活塞12为一个合为一体的整体零件，安装时，套在艉轴9上，密封组件安装在艉轴9上后，动环3压在静环2上，形成有间隙配合的密封面；

在前密封压盖1内有放置“O”型密封圈11的槽，空心活塞12内端伸进前密封压盖1内并与“O”型密封圈11、前密封压盖1配合，调整螺栓14将空心活塞12和前密封压盖1固定连接，前密封压盖1上有安装孔17，使用安装时，螺钉17将前密封压盖1固定连接在前轴承20的前端面上，

前密封装置装配过程：

1、见图5、6、7，将动环3嵌入动环座8的安装动环3的环形槽3a内，防转销3c落入图7中动环防转销孔3b中，

2、见图9、10，将弹簧7装入弹簧座5中的弹簧孔7a内，

3、见图10，传动螺钉10穿传动螺钉孔10b和图6、7中传动螺钉孔10a，将弹簧座5与弹簧7、带泵效螺旋环4的动环座8连接定位，

上述1-3项完成后形成密封组件，

4、见图3，将空心活塞12和“O”型密封圈11、前密封压盖1配合，用调整螺栓14将空心活塞12和前密封压盖1固定连接，

5、见图3，使用安装时，1-3项完成后形成的密封组件套在艉轴9上，定位螺钉6将弹簧座5固定在艉轴9上，密封组件即定位；将空心活塞12对密封组件进行施压，使弹簧7被压缩后，用螺钉17将前密封压盖1固定连接在前轴承20的前端上；使用安装即完成。

使用中，用手动调整螺栓14，即可以调整弹簧7的压缩程度，使静环2和动环3配合适中，增强密封效果。

见图3，后密封装置与前密封装置基本相同，不同的是，没有空心活塞12，动环座8上不带泵效螺旋环4，后密封压盖22与后轴承21的后端面靠螺钉17连接，后密封压盖22内安装有带有双唇口13a、13b的防沙密封环13，用于防止泥沙、水的侵入，后密封压盖22上无油孔，后密封压盖上有排气螺钉孔26，用于安装后排气，排气后用螺钉封住螺钉孔26。后密封装置的安装与前密封装置的安装过程基本相同。后密封装置油润滑原理：油从后轴承21与艉轴9的缝隙进入后密封装置的腔体中润滑密封组件，在动环3和静环2间的摩擦面润滑，由于动环3与静环2之间紧密贴合，因此，漏油很少，不会流出艉轴外。

实施例2：见图4，本发明的船用油润滑艉轴密封装置实施例2结构图。在实施例1的基础上，前密封装置与实施例1基本相同，增加部分为：用冷却水套24替换空心活塞12，冷却水套24的端面是平面环形作为静环2，安装在艉轴9上后与动环3贴合，冷却水套24外部有冷却水进口或出口25。河、海中的冷却水从进口或出口进出，冷却艉轴9，冷却水套24套在艉轴9上，调整螺钉14将冷却水套24固定在前密封压盖1上。实施例2的后密封装置与实施例1中的后密封装置完全相同。

本发明主要零件的材料为：动环3用橡塑复合材料，静环2、空心活塞12、冷却水套24用铸铁，前、后密封压盖1、22和动环座8、弹簧座5用碳钢或不锈钢材料。本发明主要性能参数；(1)适应轴径范围：Φ50-Φ500毫米；(2)适应最大(输出)转速：1000转/分；(3)适应最大线速度：10米/秒；(4)适应最大径向跳动量：大于同规格尾轴承的极限间隙；(5)适应最大轴向窜动量：2毫米；(6)端面泄漏：不可见；(7)适应最高工作温度：密封腔内95℃；(8)适应船舶最高吃水深度：15米；(9)对尾轴(套)无磨损，如无防腐或对磨损后加工余量的要求，可去掉护轴套或减小密封处的轴径尺寸。

安装时，对艉轴承无改动，按常规设计则可；如系旧船改装，只需将原旧船的前轴承座上设置的润滑油进口改接到本发明的前密封进油管15专用接口上，并将原旧船上的进油管接口用堵头封住，而对整个润滑系统的油箱、管道及走向基本不作改动。现场安装无特殊要求，船厂的一般技术工人均能胜任。

Claims (3)

1、船用油润滑艉轴密封装置，其特征包括：

分别是安装在船的前轴承20前端面的前密封装置和安装在船的后轴承21后端面的后密封装置。

前密封装置包括：密封组件和自动循环润滑系统，和其余部分；

密封组件包括：动环3是用复合材料制成的环型圈，动环座8与动环3间以过度齿圈结合，弹簧座5上有弹簧7，利用传动螺钉10将弹簧座5与弹簧7、动环座8连接定位；使动环3、动环座8、弹簧座5、弹簧7、传动螺钉10共同组成密封组件，弹簧座5上有定位螺钉6，使用安装时，将弹簧座5连同密封组件固定在艉轴9上；

自动循环油润滑系统包括：动环座8，前密封压盖1上的机油进口17；

其余部分为：

静环2与空心活塞12为一个整体零件，安装时，套在艉轴9上，密封组件安装在艉轴9上后，动环3压在静环2上，形成有间隙配合的密封面；

在前密封压盖1内有放置“O”型密封圈11的槽，空心活塞12内端伸进前密封压盖1内并与“O”型密封圈11、前密封压盖1配合，调整螺栓14将空心活塞12和前密封压盖1固定连接，前密封压盖1上有安装孔17，使用安装时，螺钉17将前密封压盖1固定连接在前轴承20的前端面上，盖住密封组件。

后密封装置有与前密封装置相同的密封组件，后密封压盖22与后轴承21的后端面靠螺钉17连接，盖住密封组件，后密封压盖22内安装有带有双唇口的防沙密封环13。

2、根据权利要求1所述的船用油润滑艉轴密封装置，其特征包括：用冷却水套24替换空心活塞12，冷却水套24的端面是平面环形作为静环2，安装在艉轴9上后静环2与动环3贴合，冷却水套24外部有冷却水进口或出口25。

3、根据权利要求1或2所述的船用油润滑艉轴密封装置，其特征包括：前密封装置上动环座8自带泵效螺旋环4。

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