船舶的尾轴是怎么做到:穿出船体的同时防止水进入的?
船舶的尾轴(推进轴)穿过船体并防止水进入的设计涉及复杂的机械结构和密封技术:
尾轴如何穿出船体
尾轴从船体的尾轴管(Stern Tube)中穿出,尾轴管是一个贯穿船尾的圆柱形结构,内部安装轴承以支撑尾轴。其关键组件包括:
尾轴管本体:通常由铸钢或复合材料制成,贯穿船体,一端连接机舱,另一端延伸至船外螺旋桨处。
轴承系统:尾轴管内安装白合金轴承或橡胶轴承,支撑尾轴旋转并承受螺旋桨的推力。
螺旋桨端固定:尾轴末端通过法兰或锥形结构与螺旋桨连接,确保动力传递。
如何防止水进入船体
防水依赖于密封装置和润滑系统的协同作用,主要分为以下部分:
1、密封装置
尾轴密封(Stern Seal)
尾轴管两端均配备多层机械密封,常见类型包括:
径向唇形密封:由弹性材料(如橡胶或聚四氟乙烯)制成,紧贴尾轴表面形成动态密封。
机械端面密封:通过弹簧压紧的动环与静环接触,形成端面密封,适应高速旋转。
填料函密封(传统设计):使用浸油麻绳或软填料填充密封腔,通过压盖调整密封压力。
前后密封分工
前密封(靠近机舱):防止润滑油泄漏到机舱内。
后密封(靠近螺旋桨):关键防水屏障,阻止海水渗入尾轴管。
2、润滑系统
油润滑系统
尾轴管内部充满润滑油,通过重力或泵维持油压略高于外部水压,形成“油封”阻止海水进入。
润滑油同时润滑轴承,减少磨损,并通过冷却系统循环散热。
水润滑系统(部分船舶采用)
使用海水直接润滑橡胶轴承,密封结构更简单,但需耐腐蚀设计(如陶瓷环密封)。
3、应急措施
备用密封:多层密封设计中,若主密封失效,副密封可临时发挥作用。
泄漏监测:安装传感器监测尾轴管油位或湿度,及时预警进水风险。
干式维修舱(部分大型船舶):在尾轴管后方设置隔离空舱,即使密封失效,水也不会直接涌入机舱。
其他关键设计考虑
对中精度:尾轴与轴承、密封件的安装需严格对中,避免偏磨导致泄漏。
材料选择:密封件需耐腐蚀、耐磨损(如碳化硅、特种橡胶)。
维护周期:定期更换密封件和润滑油,检查轴承磨损情况。
船舶尾轴通过尾轴管结构穿出船体,依赖多层机械密封和油/水润滑系统实现防水。现代设计结合动态密封技术、压力平衡及智能监测,确保长期可靠运行,同时适应复杂海洋环境。
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