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还有不懂尾轴密封的轮机长看过来！

作为轮机长，是船舶机电设备的总负责人，虽无特定主管的设备，但有一项关键知识需重点掌握，那就是尾轴。在担任轮机员期间，许多轮机员未曾接触过尾轴，而晋升为轮机长后，也不一定有机会深入学习。船舶尾轴系统大致分为两种类型：一种是水冷却方式，尾轴管采用铁力木或橡胶类材料；另一种是油冷却方式，尾轴管则为合金衬套。通常只有在船舶进坞修理并抽轴时，才能观察到尾轴的内部结构，因此许多人对内部构造较为陌生。作者将多年坞修经验分享于此，作为一项课题供大家研究。

尾轴与尾轴承之间需按照规定保留一定的间隙，由于尾轴位于水面以下，工作时需进行润滑和冷却，因此，为防止舷外水沿尾轴流入船内以及润滑油泄漏，在尾轴管中必须安装密封装置。根据密封装置所处位置的不同，可将其分为首密封装置和尾密封装置两种类型。对于油润滑尾轴承，首密封装置的作用是防止滑油渗入机舱，而尾密封装置则既要防止油外漏，也要防止水内漏。对于水润滑尾轴承，仅需设置首密封装置，以控制尾轴承的冷却水量。对密封装置的主要要求包括：工作可靠性高、耐磨性能优良、摩擦功耗低、散热性能良好。此外，还要求密封元件具备良好的跟踪性，以确保在尾轴下沉、跳动、轴向窜动及偏心转动的情况下，仍能保持出色的密封性能。

填料函型密封装置。图2展示了填料函型密封装置的示意图，该装置广泛应用于水润滑尾轴承，作为首要密封措施。其功能是阻止舷外水大量流入机舱，主要通过牛油填料5实现。填料在填料压盖3的预紧力作用下，与尾轴铜套6紧密接触，以达到密封效果。填料函壳体4在垂直方向上的位置可调节，当尾轴承因磨损导致尾轴下沉时，可适当将填料函壳体向下调整，确保壳体与轴颈同心，以维持良好的密封性能。图2中的密封装置还设有进水管1，用于引入带压力的舷外水，对尾轴及轴承进行润滑、冷却，并冲走积存的泥沙。

这种密封装置结构简洁，维护便捷，工作可靠性较高，但摩擦损失较大，容易损伤尾轴轴套，从而影响其使用寿命。

②辛泼莱克司（Simplex）型密封装置（皮碗式密封装置）。白合金尾轴承需用滑油润滑，采用滑油润滑的尾轴承对首尾密封的要求更为严格，尤其是尾密封。若密封不良，不仅会浪费滑油，更重要的是可能导致轴和轴承发生故障，甚至污染海域。

使用滑油润滑的白合金尾轴承密封装置，无论是首密封还是尾密封，多采用辛泼莱克司型。这种密封装置结构相对简单，密封效果优良，使用寿命较长，摩擦损失功较少。图2-1展示了改进型辛泼莱克司尾密封装置。其密封元件由三个唇部装有箍紧弹簧的橡胶密封圈组成：一道向前翻，用以防止尾轴管中滑油外漏；两道向后翻，用于阻止舷外水和泥沙进入尾轴管。该装置可在车间预装后，连同耐磨衬套一并送至船上安装。密封装置中的各密封油腔（密封圈之间的空间）应充填滑油，滑油可通过螺塞预先灌入并封死，也可采用独立的重力油柜供油，以润滑密封圈。。

图2-18展示了密封圈的截面图。左图所示为老式结构，右图则为改进型结构。密封圈的唇部所产生热量通过耐磨衬套传递至衬套与尾轴之间的滑油中。密封圈的唇部3处设有箍紧弹簧，头部1由支撑环和中间环夹紧（老式密封圈的头部需穿过螺栓进行固定，如图左所示），腰部2具备良好柔性，从而提升了密封性和跟随性。

密封环在与轴衬套接触时，径向依靠弹簧及油或水的压力紧压在轴衬套上。加之密封环唇口与轴衬套的接触宽度极小（0.5~1mm），形成线接触状态，使得接触压力较为集中。只要能形成油膜（厚度仅几个μm），唇口接触压力即可达到润滑介质的几十倍，足以有效阻挡介质从唇口沿轴表面流动，因此密封效果显著，使用寿命长。

总体而言，辛泼莱克司密封装置的优势在于：摩擦损失小，密封性能优异，对尾轴的跟随性良好，维修管理便捷，安全可靠，且寿命较长。然而，为防止唇口处橡胶老化变质，必须采用耐热性优良的优质橡胶材料，这也使得整个装置的价格相对较高。

③空气式尾轴密封装置。传统的密封装置其密封性能主要依赖于橡皮圈唇口的箍紧力。然而，密封油腔中的油压是不可调节的，因此在船舶吃水变化时，密封圈两侧可能存在较大的压差。在轴系振动、校中质量、磨损等因素的影响下，密封装置仍可能发生严重的泄漏。新型密封装置中的密封圈由原来的三道增至四道，详见图(a)和图(b)。

中密封腔室从左至右依次为水、空气和滑油，0~3分别代表每一道橡胶密封环。空气的压力通过(b)图中的1号调压阀进行调节，以适应船舶吃水的变化，从而有效减少海水渗漏至尾轴承，延长尾轴承的使用寿命，并防止滑油外泄污染海水。

(4) 尾轴管装置的润滑与冷却

当船舶航行时，尾轴承及其密封装置是易发热的部件，必须进行有效的润滑和冷却。尽管尾轴管装置的形式多样，但其润滑剂主要分为水和油两种。不同的润滑剂对应不同的润滑和冷却方法，以下将分别介绍。

① 水润滑尾轴管。在水润滑的尾轴管中（例如铁梨木、桦木层压板尾轴承），由于尾轴管位于水面以下，尾轴承中留有轴承间隙并开有纵向槽道，且这种尾轴管不设尾密封装置，因此尾轴与尾轴承之间总是充满舷外水。水是这些轴承材料的优良润滑剂和冷却剂。尾轴管通常穿过尾尖舱，尾尖舱在船上常作为淡水舱或压载舱使用。运转过程中，尾轴承的摩擦热一部分通过船尾金属直接传递给舷外水，一部分传递给尾尖舱中的淡水或海水，其余部分则由自由流经尾轴纵向槽道和间隙进入机舱的舷外水带走。在一般情况下，只要首密封装置的填料压盖压得不太紧，系统能够可靠运转。然而，由于首部尾轴承和首密封装置处易淤积泥沙，导致冷却效果下降甚至形成死水，因此水润滑的尾轴管（尤其在大型船舶上），通常在首部轴承处或填料函附近设置冷却水进出水管（参见图2），以冲洗泥沙、污物并加强首部冷却。对于需要大量且连续冷却水量的橡胶尾轴承，可通过安装的管系送入压力水进行润滑和冷却。

② 油润滑尾轴管。在油润滑尾轴管上必须装设润滑系统。中、小型船舶上的润滑系统较为简单，通常由一个重力油柜、一台手摇泵和进回油管组成。大型船舶上的系统则相对复杂，图2-20所示的润滑系统在大型船舶上应用广泛。通过手摇泵或电动泵将润滑油注入重力油柜A，并通过观察镜监视油柜是否注满。重力油柜内设有低油位报警装置。正常情况下，尾轴管内始终充满润滑油，消耗后由重力油柜自动补给。尾轴管中的滑油可通过截止阀流至回油柜D，截止阀同时起到调节回油速度的作用。图示系统的首、尾密封装置均采用辛泼莱克司型。B、C分别为尾、首密封油柜。

尾轴管穿过作为水舱使用的尾尖舱，尾轴承的摩擦热不仅可以通过尾轴和尾轴管传递给舷外水，还可以通过尾轴管传递给尾尖舱中的水，因此无需再单独采取冷却措施。然而，首密封的冷却条件较差，因此图示系统专门设置了密封油循环柜（低位循环油柜），并在首密封空间内安装了循环器，其润滑原理如图2-21所示。循环器2安装在支撑环3上，使其底部与尾轴5上的前防磨衬套外圆之间保持一定的间隙。当衬套随轴转动时，油腔4中的滑油会按照图中箭头所示方向形成循环。低位循环柜1上带有翅片，以增强散热效果。