船舶行业轴承应用
轴承是支撑船舶轴系的旋转体,通过降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度。轴系是船舶推进系统的重要组成部分,是轴系的核心部件。
工作原理
轴系是船舶推进系统的重要组成部分,轴承是轴系的核心部件。尾轴承故障,将影响整个船舶的运行,同时也增加了船舶的安全隐患。因此,在船舶设计、建造和营运的各个阶段应给予轴系足够的重视。
尾轴运转时,尾轴与尾轴承产生相对运动并形成楔形空间,其中的润滑油在楔形空间中被规则的力挤压,产生一定的反作用力,并由于滑油自身的粘度,于是在尾轴与尾轴承之间形成一层油膜,填充在尾轴与轴承之间狭窄的楔形空间内。油膜的存在大大减少了尾轴与尾轴承之间的接触力,从而减少了两表面之间的摩擦和磨损。
影响尾轴承温度因素
而随着尾轴的长久运转,尾轴与尾轴承之间会产生大量的热能并传递到滑油当中,而尾管“浸泡”于冷却水舱中,因此滑油的热量会迅速被冷却水带走,冷却水始终处于流动状态,因而滑油的热量不会集聚,因此冷却的滑油再继续将尾轴承进行充分的冷却,所以,正常情况下,尾轴承温度基本保持相对稳定。尾轴承温度要受3个方面因素的影响:尾轴承与尾轴的间隙、尾轴承与尾轴的相对倾角、尾轴承受力情况。
间隙
尾轴与轴承的间隙是轴系配合部件中至关重要的因素,间隙是否合适,直接决定了油膜能否恰当、充分地建立。《中国造船质量标准》等规范规定了各类轴承在不同轴径时的间隙值。轴承间隙过小,则油膜无法充分建立,进而尾轴与轴承之间产生“干磨”,导致轴承高温。轴承间隙过大,尾轴在运动时产生甩荡,滑油受到不规则的力作用,且楔形空间过大,滑油自身的重力大于附着力,进而也导致油膜无法良好建立。没有油膜则润滑效果就变差、尾轴与轴承相互之间受力异常,且没有油膜将热量有效地传递到油池中去,继而产生高温,严重时会导致轴承异常磨损、熔融、甚至表面剥落。
相对倾角
随着船舶大型化的发展,螺旋桨的重量和轴系的长度在逐步增加,致使尾管后轴承处转角过大,尾轴与尾管轴承的接触面积减小,进而导致轴承局部受力过大。为了使前后轴承受力均匀、磨损均匀且延长其寿命,斜镗孔及倾斜轴承等新型设计应运而生。
轴承受力
规范对轴承长径比有明确规定,如白合金轴承为2~2.5,赛龙、橡胶等高分子轴承为4。这主要是为了使轴承各点上的局部应力符合材料的要求。尾轴在运转过程中,尾轴承与轴接触的任意一点上,均受到轴的重力、轴转动引起的切应力以及轴震荡时不规则的力等,受力情况复杂,因此油膜的存在至关重要。