CN2416042Y - 一种船用油润滑艉轴密封装置 - Google Patents

Abstract

一种船用油润滑艉轴密封装置,属端面密封,包括简易型和标准型两种产品,其特征包括:利用传动螺钉10将复合材料制成的特制密封环3、弹簧座5、弹簧7、带泵效螺旋环4的动环座8连接成的密封组件作为弹性补偿系统,同时完成径向和轴向的密封,用泵效螺旋环4作为自动循环润滑系统,后密封装置上有防沙浮动阻塞环13;密封效果好,使用寿命长,性能稳定,安装简便。

Description

一种船用油润滑艉轴密封装置

本实用新型是一种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。

自轮船发明一百余年以来，船舶艉轴密封的难题就一直伴随至今。通常，机械密封的难度取决于PV值的大小(P：压力，V：线速度)，PV值越大，其难度也越大；从整个机械密封的范畴来讲，船舶尾轴所处的工作环境，也仅属于低压(低P值)、低线速度(低V值)。事实上，船舶艉轴密封的难度在于：轴系长(短则几米，长则十几米。)，整体校中难度大；受负载影响以及频繁的倒、顺车导致轴跳、轴窜严重；江河、湖海含沙量大和受鱼线、鱼网缠绕等。

目前，用于油润滑、油冷却艉轴(承)型式的船舶艉轴密封装置，主要有两类，一是径向密封，二是端面密封。

径向密封主要包括橡皮板式密封(又称外翻、内翻橡皮板式密封)，“JT”型密封(又称“J”型油封或骨架式油封)，辛泼莱克斯型密封等。径向密封存在的最大的缺陷是，对艉轴的磨损厉害，必须定期抽轴更换护轴套或对艉轴的磨痕进行光车，轴功率损耗相对较大，适应艉轴径向跳动的能力差，使用寿命一年左右(约运行3000小时)；而用于油润滑、油冷却艉轴(承)型式的端面密封装置则极为少见，在(CCS)中国船级社99年度的“船用产品目录”中未见一例；而最新专利检索中仅有一例“带波纹管的艉轴密封”(ZL93225364．4)。

上述已有技术的艉轴密封装置存在的问题是：使用寿命短、可靠性差、易损坏。

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、水进入而设计本实用新型。

本实用新型的目的是从根本上解决现有技术存在的缺陷，提供一种安装、维护简便，性能稳定、可靠，使用寿命长，综合节能效果明显的一种船用油润滑艉轴密封装置。

本实用新型的一种船用油润滑艉轴密封装置分别是安装在船的前轴承20前端的前密封装置和安装在后轴承21后端的后密封装置。分为简易型和标准型。

简易型的前密封装置包括：轴向弹性补偿系统和自动循环润滑系统，和其余部分；

轴向弹性补偿系统包括：

特制密封环3用复合材料制成的，动环座8与特制密封环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、带泵效螺旋环4的动环座8连接定位；使特制密封环3、带泵效螺旋环4的动环座8、弹簧座5、弹簧7、传动螺钉10共同组成密封组件。

自动循环润滑系统包括：带泵效螺旋环4的动环座8，外壳1上的机油进口18

其余部分为：外壳1内安装静环2，外壳1上有将外壳1固定连接在前轴承20的前端面上的安装孔17，使用安装时，螺钉17将外壳1固定连接在前轴承20的前端面上，此时，密封组件安装在艉轴9上后，特制密封环3压在可拆卸的静环2上，形成密封面。

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。

特制密封环3的工作原理：特制密封环3是用复合材料制成的，动环座8与特制密封环3间以过度齿圈结合，受弹簧7的弹力作用，特制密封环3压在静环2上，与静环2贴和，由于特制密封环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，使特制密封环3的材料具有弹性和耐磨性，使特制密封环3大大增强了局部自偿能力

弹性补偿系统的密封原理：

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、外壳1固定在前轴承20上，因此，外壳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，一方面保证运转中特制密封环3与静环2的紧密贴合，特制密封环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，始终可以保证特制密封环3与静环2的贴和。

自动循环润滑系统原理：油泵19中的油经油管15、机油进口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后密封装置从出油口16回到油箱中；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艉轴9后密封装置自动循环，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。

简易型的后密封装置与前密封装置基本相同，不同的是，动环座8上不带泵效螺旋环4，外壳1与后轴承21的后端面靠螺钉17连接，外壳1上有防沙浮动阻塞环13，用于防止泥沙、水的侵入，外壳1上无油孔。

主要性能参数：

(1)适应最大(输出)转速：  1000转／分

(2)适应最大线速度：      10米／秒

(3)适应最大径向跳动量：  大于同规格尾轴承的极限间隙

(4)适应最大轴向窜动量：  2毫米

(5)密封环一次性使用寿命：大于8000小时

(6)端面泄漏率：          小于10毫升／小时

(7)依靠自身附带的泵效螺旋环，以实现润滑油自动循环、润滑，而不必增加其它附属设施或对尾轴(套)进行加工、改造。

(8)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。

与其它油润滑密封装置相比，本实用新型最突出的特点是：结构紧凑，可靠性高，使用寿命长，适应轴窜、轴跳的范围大，对尾轴(套)无磨损，轴功率损耗小，节能和环保效果明显。主要表现在：

第一、端面比压采用低比压值，与目前端面密封所采用的中、高比压值相比，其所带来的最直接的好处是：降低了轴功率损耗，具有明显的节能效果，这一点在小功率船舶上表现的尤为突出。同时，也降低了产品对材质和加工工艺的要求，可节省制造成本。

第二、端面采用多个小弹簧(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(特制密封环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。同时，无论船舶的轴径大小，本实用新型对所需的密封处的轴伸长度要求变化不大，因此，本实用新型对新、旧船舶的使用均有很强的适应性。

第三、本实用新型摩擦副(特制密封环3和静环2)的材质采用“软”对“硬”的方式配对，其一、大大增强了特制密封环(3)的局部自偿能力，使之对船舶艉轴密封这种特殊的工况得以充分适应，保证密封的致密性和可靠性；其二、采用特殊的加工工艺，于特制密封环(3)中直接添加高耐磨、耐腐蚀的特种高分子复合材料，提高其使用寿命，进一步增强密封的稳定性和持久性，使得产品整体功效大大加强；其三、本产品的机体材料(外壳)使用高碳钢或不锈钢制造，可反复利用达20余年。而其中的主要的消耗件摩擦副(特制密封环3、静环2)，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。

附图说明：

图1：本实用新型的一种船用油润滑艉轴密封装置“简易型”结构图。

图2：本实用新型的一种船用油润滑艉轴密封装置“标准型”结构图。

图1-图2中，各元件标示如下：

外壳1、静环2、特制密封环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、密封圈11、空心活塞12、防沙浮动阻塞环13、调整螺栓14、进油管15、出油孔16、螺钉(孔)17、机油进口18、油泵19、前轴承20、后轴承21。

实施例1：见图1，本实用新型的一种船用油润滑艉轴密封装置“简易型”结构图。

简易型的前密封装置包括：轴向弹性补偿系统和自动循环润滑系统和外壳部分；

轴向弹性补偿系统包括：

特制密封环3是用复合材料制成的，见图1，动环座8与特制密封环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、带泵效螺旋环4的动环座8连接定位，使特制密封环3、带泵效螺旋环4的动环座8、弹簧座5、弹簧7、传动螺钉10共同组成密封组件。

自动循环润滑系统包括：带泵效螺旋环4的动环座8，外壳1上的机油进口22

其余部分为：外壳1内安装静环2，外壳1上有安装孔17，使用安装时，螺钉17将外壳1固定连接在前轴承20的前端面上，此时，特制密封环3压在可拆卸的静环2上，形成密封面。

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。

前密封装置装配过程：

1、将特制密封环3嵌入带泵效螺旋环4的动环座8内，

2、将弹簧7装入弹簧座5中，

3、利用传动螺钉10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、将静环2固定在外壳1的凹槽内，

5、使用安装时，依靠定位螺钉6将弹簧座5固定在艉轴9上，1-3项完成后形成的密封组件即固定在艉轴9上；将外壳1对密封组件进行施压，使弹簧7被压缩后，用螺钉17将外壳1固定连接在前轴承20的前端面上；使用安装即完成。

见图1，简易型的后密封装置与前密封装置基本相同，不同的是，动环座8上不带泵效螺旋环4，外壳1与后轴承21的后端面靠螺钉17连接，外壳1上有后密封防沙浮动阻塞环13，用于防止泥沙、水的侵入，外壳1上无油孔。

简易型的后密封装置具体结构，其特征包括：轴向弹性补偿系统和其余部分；

轴向弹性补偿系统包括：

特制密封环3用复合材料制成，动环座8与特制密封环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，使特制密封环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；

其余部分为：静环2固定在外壳1的凹槽内，弹簧座5上有能将弹簧座5固定在艉轴9上的定位螺钉6；外壳上有螺钉孔17，密封组件安装在艉轴9上后，特制密封环3压在静环2上，形成密封面；外壳1上有防沙浮动阻塞环(13)。

实施例2：见图2，本实用新型的一种船用油润滑艉轴密封装置“标准型”结构图。在实施例1的基础上，前密封装置与实施例1的简易型基本相同，增加部分为：

静环2固定在空心活塞12的凹槽内，

在外壳1内有放置“O”型密封圈11的槽，

空心活塞12内端伸进外壳1内并与“O”型密封圈11、外壳1配合，

调整螺栓14将空心活塞12和外壳1固定连接。

装配过程：

1、将特制密封环3嵌入带泵效螺旋环4的动环座8内，

2、将多个弹簧7装入弹簧座5中，

3、利用传动螺钉10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、将静环2固定在空心活塞12的凹槽内，

5、将空心活塞12和“O”型密封圈11、外壳1配合，用调整螺栓14将空心活塞12和外壳1固定连接，

6、使用安装时，依靠定位螺钉6将弹簧座5固定在艉轴9上，1-3项完成后形成的密封组件即固定在艉轴9上；将外壳1和空心活塞12对密封组件进行施压，使弹簧7被压缩后，用螺钉17将外壳固定连接在前轴承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和特制密封环3配合适中，增强密封效果。

标准型后密封装置与实施例1中的简易型后密封装置相同。

简易型和标准型的区别主要在前密封的长度上，简易型的长度仅相当于标准型长度的80％，专为旧船改装使用本实用新型且前密封轴伸长度较短的船舶设计。从本实用新型的附图上可以看出，改装使用本实用新型对艉轴承无改动，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实用新型的前密封进油管(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 (2)

1、一种船用油润滑艉轴密封装置，其特征包括：前密封装置和后密封装置，

前密封装置包括：轴向弹性补偿系统和自动循环润滑系统，和其余部分；

轴向弹性补偿系统包括：

特制密封环(3)用复合材料制成，动环座(8)与特制密封环(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)、带泵效螺旋环(4)的动环座(8)连接定位；使特制密封环(3)、带泵效螺旋环(4)的动环座(8)、弹簧座(5)、弹簧(7)、传动螺钉(10)共同组成密封组件。

自动循环润滑系统包括；带泵效螺旋环(4)的动环座(8)，外壳(1)上的机油进口(18)，

其余部分为：

静环(2)固定在外壳(1)的凹槽内，弹簧座(5)上有能将弹簧座(5)固定在艉轴(9)上的定位螺钉(6)；外壳上有用螺钉(17)将外壳(1)固定连接在前轴承(20)的前端面上的螺钉孔(17)，密封组件安装在艉轴(9)上后，特制密封环3压在可拆卸的静环(2)上，形成密封面；

后密封装置包括：轴向弹性补偿系统和其余部分；

轴向弹性补偿系统包括：

特制密封环(3)用复合材料制成，动环座(8)与特制密封环(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，使特制密封环(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；

其余部分为：

静环(2)固定在外壳(1)的凹槽内，弹簧座(5)上有能将弹簧座(5)固定在艉轴(9)上的定位螺钉(6)；外壳上有螺钉孔(17)，密封组件安装在艉轴(9)上后，特制密封环3压在静环(2)上，形成密封面；外壳(1)上有防沙浮动阻塞环(13)。

2、根据权利要求1所述的一种船用油润滑艉轴密封装置，其特征包括；静环(2)固定在空心活塞(12)的凹槽内，在外壳(1)内有放置“O”型密封圈(11)的槽，空心活塞(12)内端伸进外壳(1)内并与“O”型密封圈(11)、外壳(1)配合，调整螺栓(14)将空心活塞(12)和外壳(1)固定连接。

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