新型中间轴承的结构和性能

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  第 41 卷 第 6 期 2012 年 12 月 船海工程 SHIP & OCEAN ENGINEERING DOI: 10. 3963 / j. issn. 1671-7953. 2012. 06. 013 Vol. 41 No. 6 Dec. 2012 新型中间轴承的结构和性能研究 陈汝刚1 ,黄冰阳1 ,郑福明2 ( 1. 中国舰船研究设计中心,武汉 430064; 2. 海军装备部,北京 100071) 摘 要: 通过对比传统中间轴承的结构,介绍无海水冷却并具有自动调位功能的新型中间轴承的结构形 式、特点及其工作原理,阐述此新型无海水冷却中间轴承的各项优点,尤其是中间轴承特殊结构的散热形式和 作用,分析此新型中间轴承今后的发展趋势。 关键词: 中间轴承; 无海水冷却; 自动调位; 发展趋势 中图分类号: U664. 21 文献标志码: A 文章编号: 1671-7953( 2012) 06-0042-04 船用中间轴承的作用是为了减少轴系挠度 而设置的 轴 系 支 承 点,它 用 来 承 受 中 间 轴 本 身 的自重,以 及 轴 系 传 递 转 矩 时 发 生 变 形 而 产 生 的径向负荷。一般中长轴系的船舶均设置有中 间轴承。中间轴承按基本结构和与中间轴接触 部分的摩擦性质,可分为滑动摩擦轴承( 简称滑 动轴承) 和滚动摩擦轴承( 简称滚动轴承) ,我国 大中型船舶的轴系中间轴承大多数采用径向滑 动 轴 承[1]。 传 统 滑 动 中 间 轴 承 润 滑 及 散 温 过 程 是在轴颈与轴瓦之间通过轴承自带的甩油盘提 供一层润 滑 油,实 现 轴 承 工 作 时 建 立 润 滑 油 膜 并通过润 滑 油 带 走 摩 擦 产 生 的 热 量,而 整 个 轴 承工作产生的热量则由设在下壳体中的冷却水 管的海 水 流 通 带 走,从 而 保 持 轴 承 温 度 稳 定。 本文介 绍 一 种 新 型 自 动 调 位 式 自 润 滑 滑 动 轴 承 ,它 不 需 要 通 过 海 水 冷 却 润 滑 油 ,并 且 采 用 新 材料增 强 轴 瓦 耐 温 强 度,使 结 构 更 为 紧 密,合 理,寿命得到了进一步提高。 1 传统中间轴承的结构及工作原理 传统中 间 轴 承 的 主 要 结 构 形 式 如 图 1 所 示[2],其工作原理是在其轴承座上有两个相通的 油室。甩油盘 7 的下部侵入在滑油中,当轴运转 时,部分滑油被随轴转动的甩油盘 7 带到轴承上 部的注油斗,通过注油斗的小孔流至斜槽,分配至 收稿日期: 2012 - 05 - 23 修回日期: 2012 - 07 - 24 第一作者简介: 陈汝刚( 1974 - ) ,男,硕士,高级工程师 研究方向: 船舶动力装置 E-mail: huangbingyang18@ 163. com 42 各润滑部位以润滑轴与轴承,最后流回底部的润 滑室。在室内设有冷却盘管组件 10 对于温度较 高的滑油进行冷却[3]。 中间轴承的主要失效形式是滑动轴承的主 要失效形式: 磨损和胶合、疲劳破坏等。轴瓦磨 损主要是 与 摩 擦 有 关,所 以 选 择 合 适 的 润 滑 油 也是保护轴承的重要因素之一。当轴瓦与轴 之间产生 摩 擦 后,就 会 产 生 功 率 损 耗 和 热 量, 如果这些热量不 设 法 排 除,则 将 使 轴 承 温 度 不 断升高以致使轴瓦白合金溶化和烧坏。此时, 注入润滑 油 后,就 会 形 成 一 层 润 滑 油 膜,大 大 降低摩擦 系 数,减 少 功 率 损 耗,同 时 润 滑 油 流 动还能把所产生 的 热 量 带 走,使 轴 承 在 运 转 中 的温升不超过允 许 的 数 值,故 可 延 长 轴 承 的 使 用寿命。 2 新型中间轴承的结构特点 无海水冷却中间轴承结构形式见图 2。其 结构特点是: 在轴承的前后端设置 2 只油箱,布 置在油箱 体 内 的 甩 油 盘 固 定 在 轴 系 上,当 轴 系 转动时,油 箱 中 的 润 滑 油 被 甩 油 盘 带 到 轴 承 上 部,由集油 装 置 刮 下 滑 油 并 将 其 送 入 上 轴 瓦 的 润滑油槽,并 由 此 到 轴 颈 和 轴 瓦 滑 动 摩 擦 面 上 进行润 滑。在 摩 擦 面 上 热 的 滑 油,在 轴 颈 载 荷 压 力 下 ,将 从 轴 瓦 两 端 泄 出 ,流 回 到 油 箱 中 。 为 了防治滑 油 漏 到 轴 承 外,在 前 后 油 箱 端 装 有 密 封 件 ,可 阻 止 滑 油 漏 出 轴 承 。 轴 承 座 与 轴 承 盖 、 上 轴 瓦 与 下 轴 瓦 、甩 油 盘 、油 箱 体 都 采 用 剖 分 式 以利拆 装。轴 瓦 上 的 白 合 金,经 一 定 时 间 使 用 后 ,如 发 现 其 磨 损 已 超 过 规 定 限 度 时 ,只 需 更 换 轴瓦,而不必更换整个轴承。 新型中间轴承的结构和性能研究———陈汝刚,黄冰阳,郑福明 图 1 海水冷却的滑动中间轴承 图 2 无海水冷却中间轴承 3 新型中间轴承的结构改进及优点 与常规的海水冷却的中间轴承相比,无海水 冷却中间轴承在结构上得到了很大的改善。 1) 取消了冷却水槽和冷却盘管结构; 2) 油箱位置设置在轴承两侧; 3) 轴瓦采用了球面形状,使得轴承本身具有 自补偿位置的功能。 结构上的改进使得此新型中间轴承具备了如 下优点。 1) 取消冷却水管结构后,消除了海水渗漏对 中间轴承及轴系的腐蚀,使中间轴承结构尺寸减 小,结构紧密,制造工艺得到简化。 2) 在轴承前后分别设置油箱和甩油盘,采用 新型的特种材料制成的油箱及轴承结构能使得润 滑油无需海水冷却就能充分散热,保持轴承滑油 温度稳定。 3) 轴瓦与轴承座采用球面接触,轴瓦在轴承 座内可以沿轴线灵活转动,适应轴径的偏斜,可使 轴承沿轴长方向受力均衡,以消除由于轴系对中 精度误差而造成轴承与轴系接触面受力不均

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