專利名稱：一種船用水潤滑艉軸密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種船用水潤滑艉軸密封裝置，適用于水潤滑、水冷卻艉軸艉軸(承)型式船舶的艉軸密封裝置。
目前，水潤滑、水冷卻艉軸(承)型式船舶的艉軸密封裝置，絕大多數(shù)是使用填料函式密封(俗稱牛油盤根式密封)。填料函式密封最突出的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。由于填料函式密封屬徑向密封類，不僅摩擦阻力大，軸功率損耗大，對艉軸磨損厲害，必須經(jīng)常更換軸套或?qū)︳狠S的磨痕進行光車；而且對適應水潤滑、水冷卻艉軸(承)型式船舶艉軸徑向跳動頻繁、跳動量大的能力十分有限；頻繁的調(diào)整，又會過多地增加管理人員工作的繁雜性。因此，此類密封的軸功率損耗大、使用壽命短以及密封處漏水嚴重、修理頻繁的問題始終難以解決。
以“2x 6 63KW俄羅斯高速水翼飛船”艉軸密封設(shè)計方案圖為例(見附頁)，該船原設(shè)計為填料函式密封，密封部位增設(shè)有護軸套，以備因密封磨損后定期更換；采用填料函式密封的摩擦功率損耗是本實用新型的兩倍以上，而且艉軸密封艙內(nèi)的水泄漏不可避免，填料函式密封運轉(zhuǎn)時必須有一定的水泄漏量，否則，會因過大的干摩擦發(fā)熱導致密封甚至將護軸套一起燒毀。
本實用新型的目的是從根本上解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種安裝、維護簡便，性能穩(wěn)定、可靠，使用壽命長，綜合節(jié)能效果明顯的船用水潤滑艉軸密封裝置。
本實用新型的一種船用水潤滑艉軸密封裝置，其特征包括主密封裝置A和輔助密封裝置B，主密封裝置包括A包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、動環(huán)座(5)連接定位；使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的密封組件，護套(3)套在密封組件的外圈，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)。
自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有進水口(18)和沖洗水進口(21)。
其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)上有將外殼(2)固定連接在前軸承(C)上的螺釘(F)，密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)；輔助密封裝置B包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)連接定位，使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的密封組件，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)；自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有機油進口(16)和機油出口(17)；其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)與主密封裝置A的外殼(2)用固定螺栓(20)連接。密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)；工作原理主密封裝置A的工作原理特制密封環(huán)(6)是用復合材料制成的環(huán)型圈，動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，受彈簧(4)的彈力作用，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，與靜環(huán)(7)貼合，由于特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，并且在復合材料中添加高耐磨、耐腐蝕的特種高分子材料，使特制密封環(huán)(6)的材料具有彈性和耐磨性，使特制密封環(huán)(6)大大增強了局部自償能力。
彈性補償系統(tǒng)的密封原理艉軸(9)轉(zhuǎn)動時，由于密封組件固定在艉軸套(D)上，密封組件隨艉軸(9)轉(zhuǎn)動；外殼(2)固定在軸承(C)上，因此，外殼(2)、靜環(huán)(7)均不隨艉軸(9)轉(zhuǎn)動；由于彈簧(4)的彈力，一方面保證運轉(zhuǎn)中特制密封環(huán)(6)與靜環(huán)(7)的緊密貼合，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，同時完成軸向和徑向兩個方向的密封；同時，當艉軸(9)有一定的徑向跳動和軸向串動時，由于彈簧(4)的彈力存在，始終可以保證特制密封環(huán)(6)與靜環(huán)(7)的貼合。
自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)原理干凈水從進水口(18)和沖洗水進口(21)都可以進入主密封裝置A的外殼(2)內(nèi)，在腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動，冷卻密封組件，然后，從軸承(C)內(nèi)環(huán)(E)沖出軸承(C)外，流入河海中，使軸承(C)被冷卻，不因發(fā)熱而損壞。
輔助密封裝置B的工作原理彈性補償系統(tǒng)的密封原理艉軸(9)轉(zhuǎn)動時，由于密封組件固定在艉軸套(D)上，密封組件隨艉軸(9)轉(zhuǎn)動；外殼(2)固定在前密封裝置A的外殼(2)上，因此，外殼(2)、靜環(huán)(7)均不隨艉軸(9)轉(zhuǎn)動；由于彈簧(4)的彈力，一方面保證運轉(zhuǎn)中特制密封環(huán)(6)與靜環(huán)(7)的緊密貼合，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，同時完成軸向和徑向兩個方向的密封；同時，當艉軸(9)有一定的徑向跳動和軸向串動時，由于彈簧(4)的彈力存在，始終可以保證特制密封環(huán)(6)與靜環(huán)(7)的貼合。
自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)原理油泵中的油經(jīng)油管進入油孔(16)，在輔助密封裝置B的封閉腔體中流動，再進入主密封裝置A中特制密封環(huán)(6)與靜環(huán)(7)間的密封面(19)的縫隙，使密封面(19)得到潤滑，避免摩擦發(fā)熱損壞密封環(huán)(6)和靜環(huán)(7)，機油從機油出口(17)回到油箱中；由于帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)隨艉軸(9)旋轉(zhuǎn)，泵效螺旋環(huán)(8)產(chǎn)生脈沖力，推動油在后密封裝置B的腔里自動循環(huán)，以保證潤滑油能充分潤滑并增強散熱能力。
主要性能參數(shù)(1)適應最大(輸出)轉(zhuǎn)速2500轉(zhuǎn)/分，(2)適應最大線速度10米/秒，(3)適應最大徑向跳動量大于同規(guī)格橡膠艉軸承的極限間隙，(4)適應最大軸向竄動量2毫米，(5)密封環(huán)一次性使用壽命大于8000小時，(6)端面泄漏率小于10毫升/小時，(7)依靠自身附帶的泵效螺旋環(huán)(8)，以實現(xiàn)潤滑油自動循環(huán)、潤滑，而不必增加其它附屬設(shè)施或?qū)︳狠S(套)進行加工、改造。
(8)對艉軸(套)無磨損，如無防腐或?qū)δp后加工余量的要求，可去掉護軸套或減小密封處的軸徑尺寸。
與其它水潤滑密封裝置相比，本實用新型最突出的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，使用壽命長，適應軸竄、軸跳的范圍大，對艉軸(套)無磨損，軸功率損耗小，節(jié)能和環(huán)保效果明顯。主要表現(xiàn)在第一、端面比壓采用低比壓值，與目前端面密封所采用的中、高比壓值相比，其所帶來的最直接的好處是降低了軸功率損耗，具有明顯的節(jié)能效果，這一點在小功率船舶上表現(xiàn)的尤為突出。同時，也降低了產(chǎn)品對材質(zhì)和加工工藝的要求，可節(jié)省制造成本。
第二、端面采用多個小彈簧(4)組合，作為端面密封的彈性補償元件，可充分保障端面比壓的恒定、和運轉(zhuǎn)過程中作用于摩擦副(密封面19)上的比壓分布的均勻，大大增強其使用的可靠性。它不受艉軸轉(zhuǎn)速和軸徑大小的限制，軸徑增大，只需增加設(shè)置彈簧的數(shù)量，使其達到設(shè)計比壓值即可。同時，無論船舶的軸徑大小，本實用新型對所需的密封處的軸伸長度要求變化不大，因此，本實用新型對新、舊船舶的使用均有很強的適應性。
第三、本實用新型摩擦副(特制密封環(huán)6和靜環(huán)7)材質(zhì)采用“軟”對“硬”的方式配對，其一、大大增強了特制密封環(huán)(6)的局部自償能力，使之對船舶艉軸密封這種特殊的工況得以充分適應，保證密封的致密性和可靠性；其二、采用特殊的加工工藝，于特制密封環(huán)(6)中直接添加高耐磨、耐腐蝕的特種高分子復合材料，提高其使用壽命，進一步增強密封的穩(wěn)定性和持久性，使得產(chǎn)品整體功效大大加強；其三、本產(chǎn)品的機體材料使用高碳鋼或不銹鋼制造，可反復利用達20余年。而其中的主要的消耗件摩擦副(特制密封環(huán)、靜環(huán))，我們則將設(shè)計為可拆卸式，一旦檢修需要換件，也是十分簡單、方便，且成本低廉。
圖1本實用新型一種船用水潤滑艉軸密封裝置的分裝式結(jié)構(gòu)圖。圖2本實用新型一種船用水潤滑艉軸密封裝置的可調(diào)式結(jié)構(gòu)圖。圖3本實用新型一種船用水潤滑艉軸密封裝置的集裝式結(jié)構(gòu)圖。圖4
圖1中主密封裝置A和輔助密封裝置B局部放大圖。
以下結(jié)合本實用新型實例作進一步說明。
實施例1見
圖1、圖4，一種船用水潤滑艉軸密封裝置，其特征包括主密封裝置A和輔助密封裝置B，主密封裝置包括A包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分，軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、動環(huán)座(5)連接定位；使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的水密封組件，護套(3)套在水密封組件的外圈，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)。
自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有進水口(18)和沖洗水進口(21)。
其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)上有將外殼(2)固定連接在前軸承(C)上的螺釘(F)，密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)；輔助密封裝置B包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)連接定位，使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的油密封組件，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)；自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有機油進口(16)和機油出口(17)；其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)與主密封裝置A的外殼(2)用固定螺栓(20)連接。密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)；實施例2見圖2，根據(jù)實施例1所述的一種船用水潤滑艉軸密封裝置，增加部分為在輔助密封裝置B中，在外殼(2)內(nèi)放置有“O”型密封圈(11)，靜環(huán)(7)固定在空心活塞(13)的凹槽內(nèi)，空心活塞(13)內(nèi)端伸進外殼(2)內(nèi)并與“O”型密封圈(11)、外殼(2)配合，調(diào)整螺栓(12)將空心活塞(13)和外殼(2)固緊。當使用一段時間以后，即可以用扳手調(diào)整調(diào)整螺栓(12)的松緊程度，調(diào)整螺栓(12)的作用是調(diào)整密封面(19)的端面比壓。
實施例1和實施例2為本實用新型的通用型船用水潤滑艉軸密封裝置，主要適用于艉軸轉(zhuǎn)速較低(小于1000轉(zhuǎn)/分)、軸徑較大(大于200毫米)的水潤滑、水冷卻艉軸(承)型式船舶艉軸的密封，它基本不受現(xiàn)有船舶艉軸軸伸長度的限制，特別適應舊船改裝使用；本實用新型安裝、調(diào)試均由現(xiàn)場完成；使用一定年限后，需要對特制密封環(huán)(6)和靜環(huán)(7)進行換新，都可在安裝現(xiàn)場完成。本實用新型的通用型船用水潤滑艉軸密封裝置中，分裝式(附
圖1)對艉軸密封處軸伸長度的要求較短，僅為可調(diào)式(附圖2)的70％左右；可調(diào)式(附圖2)能在運轉(zhuǎn)過程中對端面比壓進行調(diào)整。
實施例3見圖3，根據(jù)實施例1所述的一種船用水潤滑艉軸密封裝置，增加部分為主密封裝置A和輔助密封裝置B均安裝在定位軸套(16)上，在輔助密封裝置B的右端部有起定位作用的定位塊(22)和起鎖緊作用的鎖緊環(huán)(15)。
實施例3為集裝式高速水翼飛船用水潤滑艉軸密封裝置，使用過程中無需護軸套，從根本上解決了定期抽軸更換護軸套的麻煩，節(jié)省維修費用；可直接利用原連接部位的法蘭進行連接，而不對密封部位的固定結(jié)構(gòu)作任何改動。另外，本實用新型的現(xiàn)場安裝也十分簡單首先，將本實用新型整體套上艉軸(9)，用螺栓將本實用新型與法蘭連接固緊后，用鎖緊環(huán)(15)把定位軸套(16)固定于艉軸9上，最后，將本實用新型上的定位塊(22)取下，無需進行任何調(diào)試即可投入運行。
由于本實用新型為雙重端面密封，并增設(shè)有潤滑油自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)，所以本實用新型的密封效果十分理想，運轉(zhuǎn)過程中基本無可見的點滴泄漏且性能穩(wěn)定，可靠性強。
高速船艇由于對自身重量的考慮，一般都采用水潤滑艉軸密封裝置，隨著現(xiàn)代高速船舶的日益發(fā)展壯大，對高性能的水潤滑艉軸密封裝置的使用量越來越大，這對本實用新型的推廣應用將是十分難得的契機，同時，對促進我國船用水潤滑艉軸密封裝置的技術(shù)進步也將起到積極的推動作用。
權(quán)利要求1.一種船用水潤滑艉軸密封裝置，其特征包括主密封裝置A和輔助密封裝置B，主密封裝置包括A包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分，軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、動環(huán)座(5)連接定位；使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的密封組件，護套(3)套在密封組件的外圈，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)，自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有進水口(18)和沖洗水進口(21)，其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)上有將外殼(2)固定連接在前軸承(C)上的螺釘(F)，密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)；輔助密封裝置B包括軸向彈性補償系統(tǒng)、自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)和其余部分軸向彈性補償系統(tǒng)包括特制密封環(huán)(6)用復合材料制成，帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)與特制密封環(huán)(6)間以過度齒圈結(jié)合，彈簧座(1)上有彈簧(4)，利用傳動螺釘(14)將彈簧座(1)與彈簧(4)、帶泵效螺旋環(huán)(8)的動環(huán)座(5)連接定位，使特制密封環(huán)(6)、動環(huán)座(5)、彈簧座(1)、彈簧(4)、傳動螺釘(14)共同組成聯(lián)為一體的密封組件，彈簧座(1)上有能將彈簧座(1)固定在艉軸套(D)上的定位螺釘(10)；自動循環(huán)潤滑系統(tǒng)包括外殼(2)上有機油進口(16)和機油出口(17)；其余部分為靜環(huán)(7)固定在外殼(2)的凹槽內(nèi)，外殼(2)與主密封裝置A的外殼(2)用固定螺栓(20)連接。密封組件安裝在艉軸套(D)上后，特制密封環(huán)(6)壓在靜環(huán)(7)上，形成密封面(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用水潤滑艉軸密封裝置，其特征包括在輔助密封裝置B中，在外殼(2)內(nèi)放置有“O”型密封圈(11)，靜環(huán)(7)固定在空心活塞(13)的凹槽內(nèi)，空心活塞(13)內(nèi)端伸進外殼(2)內(nèi)并與“O”型密封圈(11)、外殼(2)配合，調(diào)整螺栓(12)將空心活塞(13)和外殼(2)固緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用水潤滑艉軸密封裝置，其特征包括主密封裝置A和輔助密封裝置B均安裝在定位軸套(16)上，在輔助密封裝置B的右端部有起定位作用的定位塊(22)和起鎖緊作用的鎖緊環(huán)(15)。
專利摘要一種船用水潤滑艉軸密封裝置,屬端面密封裝置,包括主密封裝置A和輔助密封裝置B,利用傳動螺釘14將復合材料制成的特制密封環(huán)6、彈簧座1、彈簧4、動環(huán)座5連接成的密封組件作為彈性補償系統(tǒng),同時完成徑向和軸向的密封,輔助密封裝置B上用泵效螺旋環(huán)8作為自動循環(huán)潤滑系統(tǒng);適合普通船和高速水翼飛船的艉軸密封,密封效果好,使用壽命長,性能穩(wěn)定,安裝簡便。
文檔編號B63H23/00GK2420229SQ9924147
公開日2001年2月21日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月5日
發(fā)明者冉民, 薛松 申請人:成都明達船用密封有限公司