
軸系是艦船推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分,軸承是其核心部分。尾部軸承的故障,會影響整個船舶的操作,同時也會增加船舶的安全隱患。在船舶設(shè)計、建造和營運(yùn)的各個階段都應(yīng)充分重視軸系的作用。
當(dāng)尾軸運(yùn)行時,尾軸和尾軸軸承產(chǎn)生相對運(yùn)動,形成楔形空間,潤滑液在楔形空間中被正常的力擠壓,產(chǎn)生一定的反作用力,并且由于滑油本身的粘性,在尾軸和軸承之間形成一層油膜,填充在尾軸和軸承之間狹窄的楔形空間。由于油膜的存在,使尾軸與尾軸軸承之間的接觸力大大降低,從而減少了兩面之間的摩擦磨損。
當(dāng)尾軸長時間運(yùn)行時,尾軸和尾軸之間會產(chǎn)生大量的熱能,并傳遞到滑油中,而尾管則“浸入”在冷卻水艙中,因此滑油的熱量會迅速被冷卻水帶走,冷卻水始終處于流動狀態(tài),因此滑油的熱量不會聚集,因此冷卻后的滑油又繼續(xù)將尾軸充分冷卻,因此,通常情況下,尾軸溫度基本保持相對穩(wěn)定。影響尾軸溫度的主要因素有:尾軸與軸頸間隙、尾軸與軸頸相對傾斜、尾軸受力情況等。
后軸和軸承之間的間隙是軸系配合部件的關(guān)鍵因素,間隙的適當(dāng)與否直接決定著油膜的正確、完整與否。“中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”等規(guī)范規(guī)定了各種類型軸承在不同軸徑下的間隙值。軸瓦間隙過小,則油膜不能完全形成,從而尾軸與軸瓦之間產(chǎn)生“干磨”,造成軸承高溫。軸瓦間隙過大,尾軸在運(yùn)動中產(chǎn)生甩蕩,滑油受不規(guī)則力的作用,而且楔形間隙過大,滑油本身的重力大于粘合力,從而也造成了油膜不能很好的固定。無油膜則潤滑效果變差,尾軸與軸承相互間的受力異常,而無油膜則有效地將熱量傳遞到油池中,進(jìn)而產(chǎn)生高溫,嚴(yán)重時會引起軸承異常磨損、熔化甚至表面剝落。
由于艦船大型化的發(fā)展,螺旋槳重量和軸系長度逐漸增加,導(dǎo)致尾軸后軸承處的轉(zhuǎn)角過大,尾軸與尾管軸承之間的接觸面積減小,從而造成軸承局部受力過大。為使前后軸受力均勻,磨損均勻,并延長其使用壽命,出現(xiàn)了斜鏜孔和斜軸軸承等新設(shè)計。
規(guī)格書中明確規(guī)定了長徑比,如白合金軸承為2~2.5,賽龍、橡膠等聚合物軸承為4。這樣做主要是為了使軸承各部位的應(yīng)力符合材料要求。在尾軸運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,尾軸軸承與軸接觸的任何一點(diǎn),都會受到軸的重力、軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的切應(yīng)力和軸振動時產(chǎn)生的不規(guī)則作用力等因素的影響,使油膜的存在變得非常重要。
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