舰船水润滑橡胶尾轴承的结构设计
船舶用水润滑橡胶轴承模具及工装设计设计说明
船舶用水润滑橡胶轴承模具及工装设计设计说明船舶用水润滑橡胶轴承模具及工装设计设计说明2006届毕业设计说明书株洲工学院毕业设计说明书船舶用水润滑橡胶轴承模具及工装设计目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1水润滑轴承的发展现状 (5)1.2水润滑轴承材料 (6)1.3水润滑橡胶轴承 (7)1.3.1工作原理与特点 (7)1.3.2发展及存在问题 (8)1.3.3润滑机理研究简介 (8)1.4水润滑橡胶轴承研究展望 (9)1.5水润滑橡胶轴承的设计原则 (9)1.5.1橡胶层的厚度 (9)1.5.2轴承的设计比压 (9)1.5.3轴承的线速度 (10)1.5.4润滑水量及供水压力 (10)1.5.5轴承间隙 (10)2 橡胶轴承模具和工装设计 (11)2.1轴套的离心铸造 (12)2.1.1轴套的材料 (12)2.1.2轴套的成型设计 (12)2.1.3铜套的内外表面处理 (14)2.2橡胶模具设计 (14)2.2.1水润滑橡胶轴承模具设计原则 (14)2.2.2对制品零件的工艺分析 (14)2.2.3模具结构的确定 (15)2.2.4收缩率的确定 (18)2.2.5型腔尺寸的计算 (19)2.2.6模具外形尺寸的确定 (20)2.2.7压铸料腔的设计 (20)2.2.8浇注系统的设计 (22)2.2.9中模的设计 (23)2.2.10上模的设计 (23)2.2.11下模的设计 (23)2.2.12模芯的设计 (23)2.2.13模具材料的选用 (24)2.2.14模具精度 (25)2.3精加工夹具的设计 (26)2.3.1设计原则 (26)2.3.2工作原理 (26)2.3.3夹具心轴的设计 (26)2.3.4球面垫圈，锥面垫圈及螺母的设计(35)2.3.5胀套的设计 (35)2.3.6弹簧的设计 (36)摘要列举了水润滑轴承用的金属、塑料、陶瓷、橡胶材料的特点, 随着水润滑轴承的发展，在很多情况下，塑料、陶瓷、橡胶材料可用来替代金属轴承。
水润滑轴承开发及关键技术研究
水润滑轴承开发及关键技术研究水润滑轴承（hydrodynamic bearings）是一种常见的机械轴承，通过水的润滑作用来减少摩擦和磨损，提高机械系统的运行效率和寿命。
本文将探讨水润滑轴承的开发以及关键技术研究。
一、水润滑轴承的发展历程水润滑轴承的发展始于19世纪90年代，最早用于大型水轮发电机的滑动轴承。
20世纪初，随着船舶和飞机等交通工具的发展，水润滑轴承逐渐被广泛应用于各种机械系统中，包括离心泵、风力发电机和船舶的螺旋桨轴承等。
二、水润滑轴承的工作原理水润滑轴承利用润滑油膜产生的静压力，将轴承与摩擦面分离，从而减少摩擦和磨损。
其工作原理主要有两种：一是通过轴上的旋转运动产生的离心力，将润滑油压入轴承与摩擦面之间形成润滑油膜；二是通过外部供油系统，将润滑油从轴承的一侧注入，通过润滑油膜的作用实现轴承的润滑。
三、水润滑轴承的关键技术研究1. 润滑油膜的形成与维持技术：润滑油膜的良好形成与维持是水润滑轴承的关键技术之一。
研究者通过数值模拟和实验研究，探究润滑油膜的形成机理和稳定性，优化润滑油的流动性、黏度和添加剂，提高润滑油膜的质量和稳定性。
2. 轴承结构设计与优化技术：轴承的结构设计对水润滑轴承的性能影响巨大。
研究者通过优化轴承的结构参数，提高轴承的承载能力和刚度，减小结构的摩擦损失，改善轴承的工作特性。
3. 轴承材料与摩擦降噪技术：轴承材料的选择和表面处理对轴承的摩擦和噪音产生影响。
研究者通过改变轴承材料、优化表面处理工艺，提高轴承的耐磨性和韧性，降低轴承的摩擦和噪音。
4. 轴承润滑与传热技术：水润滑轴承不仅要实现有效的润滑，还要考虑轴承工作时的传热问题。
研究者通过优化润滑油的导热性、研究轴承的散热结构，提高轴承在高温和高负荷工况下的传热性能。
四、水润滑轴承的应用前景水润滑轴承作为一种环保、高效的机械轴承，广泛应用于各个领域。
随着能源环保要求的提高，水润滑轴承将在离心泵、压缩机、风力发电等领域中得到更广泛的应用。
SM水润滑尾轴密封装置使用说明书
c 、女11 采取上述两项措施后未能消除故障现象，则应更换 圈。更换步骤.
;j(密封
停机并关|有冲击;}(E 阀、空气 lì~JJI，打开空气阀 1 ，对气胎充
气，确认气胎密封后.松开夹坏，拆去端密封 fE紧固螺栓，将衬套、
的水密封装置，端密封盖下端配有放 1世间 IV. 用于定量排泄(同时调
整、确保总泄漏量三 300ml) :或定期排放淤积趾沙。
-4-
应用户要求，部分水密封装置附加的管、|词，须参照随机完工 图，弄清其作用后，再使用: 3 、维修
经过一段时间运转后，如发现密封'装置泄漏量招标或壳体瓶度过
高 (iI常温度与冲击 Jj(温的温升应不超过 15't) ，则采取如下措施
压力水，参照安装步骤 d ，调整装置密封 l翻过础量至端密封盖下端泄
漏量在允许范围内 (ζ300ml/h) c
b 、水上讲H式 船舶出坞前.应对气月台充气并确;人飞ljfi 密jfHU 舶出坞后.关闭
n 空气阀 1 ，缓慢打开空气阀 IIJ 、水Il~J 然后丘低速运转 :30分钟.再 /
进入正常运转。此时检查密封装置泄漏量是否也标.如超标，停机并
等优点。特有附设气胎密封，使船舶无须进坞，便可在水上对密封装 置进行检查、调整和维修。
基本技术参数:
自尾轴基本直径范围 娓轴衬套外径. 娓轴线速度 润滑水工作压力 气胎充气压力 平均泄漏量 ， 允许轴向窜动量
.50... 800mm 70 -}8.50mm :;;;7m/s 运 0.2MPa 0.2 -0.6MPa
放 j世阀W 用于轴径大于 .300mm ，或娓轴线 Æ 度大于 7m/s. 或使用
船舶尾轴_水润滑_作用原理_概述说明以及解释
船舶尾轴水润滑作用原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在对船舶尾轴水润滑作用原理进行概述说明和解释。
船舶尾轴是船舶推进系统的重要组成部分，起到传递动力和驱动螺旋桨的作用。
而水润滑技术在尾轴润滑中具有重要地位，可以降低运行摩擦，提高系统效率。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、船舶尾轴水润滑作用原理概述说明、尾轴水润滑技术的优势与挑战、尾轴水润滑技术在船舶工程中的应用与前景展望以及结论。
其中，引言部分将介绍文章的背景和目的，为后续内容打下基础。
1.3 目的本篇文章的目的是对船舶尾轴水润滑作用原理进行全面介绍和解析。
通过对水润滑技术及其应用背景的探讨，我们将深入研究尾轴润滑机理，并剖析其优势和挑战。
同时，通过应用案例分析和技术发展趋势展望，为船舶工程中尾轴水润滑技术的应用提供指导和建议。
感谢您阅读本文的引言部分。
在接下来的章节中，我们将进一步深入探讨船舶尾轴水润滑作用原理，希望能够为读者提供有价值的信息和见解。
2. 船舶尾轴水润滑作用原理概述说明：2.1 尾轴润滑的基本概念与定义：船舶尾轴水润滑是指在船舶运行过程中，利用水作为润滑介质来减少尾轴与轴承之间的摩擦和磨损。
它是一种现代化的尾轴润滑方式，相比于传统的油脂或液态润滑油，在环境保护和能源消耗方面具有重要优势。
2.2 水润滑技术及其应用背景：水润滑技术在工业领域已经广泛应用，并在船舶工程中得到推广和应用。
由于环境保护意识的增强以及相关法规对污染物排放限制的提高，传统的尾轴润滑方式受到了限制。
而采用水作为尾轴润滑介质可以有效地降低对海洋环境的污染，并具有更好的兼容性和可持续发展性。
2.3 尾轴润滑作用原理和机理解释：尾轴水润滑通过将清洁的水引入尾轴的润滑环境中，形成一层水膜来减小尾轴与轴承之间的接触面积，从而降低了摩擦和磨损。
此外，密封系统的设计和优化也是确保水膜稳定性和有效润滑的关键因素。
水润滑具备以下主要作用原理：1. 液体弹涌效应：当尾轴旋转时，在尾轴与轴承之间形成高速流动的水流，这种流动在垫片或密封处产生液体弹涌。
水润滑橡胶轴承结构设计
ＹＡＮＧ ｕ Ｊ ｎ，Ｗ ＡＮＧ ｕ Ｊ ｎ，ＺＨＯＵ － ｕ ，ＹＡＯ ｈ － ｉ Ｘｕ ｈ ｉ Ｓ ｉｗｅ
ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｈ ｔｂ ａ ｉ ｇ ｗｉ ａ ｈ ｐｅ ｏ ｈ ａ ｄ ，ｈ ｎ ｒｒ ｂ ｅ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎｄ ｐ ｏ ｅ ｉｔｉ ｕ ｉｎ ｘ ｒｍｅ ｔｐｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｅ ｒｎ ｔ ｆ ｔｓ ａ ｆｔ ｅ ｌ ｎ ｓ ｔ ｉ ｎｅ ｕ ｂ ｒｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｈｌ
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式 中 ： ｐ为轴 承 中 压 力 随位 置 的 变 化 率 ；叩为 水 的 ｕ ＿
Ｑ
用寿 命 。而且 橡胶 层厚 度 对 水 润 滑橡 胶 轴 承 的摩 擦
磨损 有很 大影 响 ， 胶层 厚度增 加 往往会 带来 更 大 的 橡 摩擦 和磨 损 ， 橡胶 层轴 承 的摩擦 及磨损 都要 优 于厚 薄 橡胶 层轴 承 。图 ３分别 为 厚 橡 胶 层 轴 承轴 瓦和 薄 橡
对 比图 ２ ａ 与 （ ） 以看 出 ， 面 形 轴 承 与 主 （） ｂ可 弧
轴在 载荷 作用 下相 互 紧贴 ， 者 之 间没 有 间 隙 ， 种 二 这
使 得轴 系启 动 阶段 及低 转 速工 况时 ， 瓦 的边 缘起 到 轴 了类 似 于雨 刮器 的作 用 ， 润 滑 液 从 轴 上 刮 掉 ， 其 将 使 无 法进 入轴 与轴 承 之 间 ， 膜形 成 困难 ， 而 大 大 增 水 从
船舶水润滑尾管橡胶轴承的设计
船舶水润滑尾管橡胶轴承的设计
杨和庭;唐育民
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2000(000)002
【摘要】介绍了水润滑橡胶轴承的设计,提供了船舶尾管轴承受力的计算公式及确定轴承间距的公式.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】杨和庭;唐育民
【作者单位】武汉交通科技大学,武汉,430063;武汉交通科技大学,武汉,430063【正文语种】中文
【中图分类】U664.21
【相关文献】
1.船舶水润滑橡胶尾轴承摩擦性能试验研究 [J], 周建辉;刘正林;朱汉华;海鹏洲
2.船舶无轴推进器中旋转型水润滑橡胶支撑轴承最大位移量研究 [J], 兰任生;靳栓宝;祝昊;沈洋;刘涛
3.船舶水润滑橡胶轴承润滑特性研究 [J], 丁行武;王家序;李锋;蒲伟
4.水润滑橡胶轴承设计参数的探讨与设计实例 [J], 刘建华;杜鑫;赵万勇
5.水润滑橡胶尾管轴承的性能研究 [J], 王贤烽;林青;胡茂横;唐育民;海鹏洲
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水润滑船舶艉管轴承内部流场数值分析
船舶艉管轴承是 船舶推进 轴系 的重要 组成 部分, 它的作用是支承螺旋桨轴。螺旋桨轴位于轴系的最后 端, 其后端装有螺旋桨, 前端穿过尾轴管轴承与中间 轴相连接。螺旋桨运转时不均匀的动载荷和船艉部振 动使得螺旋桨轴发生各种振动, 螺旋桨轴的振动使其 在艉管轴承中的位置是时变的, 螺旋桨轴对艉管轴承 产生冲击, 这种 冲击 也导 致 艉管 轴承 润滑 状 态的 变 化, 因此艉管轴承的工作条件非常恶劣。 由于用水作润滑介质具有无污染、来源广泛、节 省能源以及安全和难燃等特点, 船舶艉轴很多采用水 润滑。由于水润滑轴承内瓦形状的多样性, 其流体力 学模型的建立比较复杂, 因此研究轴承内瓦形状对其 水润滑特性研究具有重要意义。本文作者建立了船舶 艉管轴承的数学模型和内部流体域模型, 并利用数值 计算方法对轴承内部流场进行了分析, 比较计算结果
3
( 4 ) 忽略水膜受到的体积力; ( 5 ) 由于水的流体惯性 力较其 粘性剪切 应力小, 因此忽略水的流体惯性力; ( 6 ) 润滑 表面 无滑 动产 生, 即 认为 在轴 承 界面 上水流速度与表面速度相等; ( 7 ) 水为不可压缩牛顿流体; ( 8 ) 由于水 的密 度、粘 度 随压 力、温 度 的 变化 很小, 从而认为它们在轴运转的过程中恒定不变; ( 9 ) 轴承 在 工 作 时 的 状 态 为 准 稳 态, 即 密 度、 膜厚等参数不随时间而改变。 根据微 元体 的平 衡 速 度 方程、流 量方 程、 连续 方程及上 述 假设 条件, 可得 到水 膜 动压 润滑 雷 诺方 程: p p 3 3 h h + h = 6U ∋ ( 7) x y y x x 式中: ∋ 为水的密度; U 为滑动速度; h 为水膜厚度; p 为水的压力。 1 2 计算流体力学通用控制微分方程 连续方程、动量方程、能量方程等都服从一个通 用的微分 方程, 用 ( 表 示因 变量, 通用 的控 制 微分 方程是: t () ( ) + d iv ( ) u ( ) = d iv ( ∗ grad( ) + S ( 8)
CFD辅助船舶艉部水润滑轴承设计的研究
74
润滑与密封
第 33 卷
表 1 不同的模拟和实验结果中管内湍流的平均流体性质 Table 1 Mean turbulence flow characteristic inside p ipe of different si m ulation and experim ental results
[2 ]
、彭晋民等
[3 ]Βιβλιοθήκη 对当前水润滑橡胶轴承的发展现状进行了描述 , 总结了 水润滑橡胶轴承具备的优缺点 。杨和庭 、唐育民
[4 ]
通
过分析船舶艉管轴承的受力和描述船舶艉管轴承的受 力计算 , 给出了水润滑橡胶轴承的设计公式轴承受力 的计算公式及确定轴承间距的公式 。张国渊 、袁小 阳
[5 ]
以 4 腔 、毛细节流形式下的深腔动静压轴承为研
loading capacity of low speed heavy duty bearing whose lower part has full or half grooves in the axial direction. The influ2 ence of parameters, such as the temperature and p ressure distribution of lubrication on the carrying capacity of bearing were investigated in the condition of same eccentricity . Based on the relative numerical computations on the groove structure of water lubrication bearing for p ropeller shaft, the lubrication states and hydrodynam ic characteristics were compaed between two different bearings . The results show that the bearing grooves in the axial direction has decisive effect on the cooling of bearing, so the bearing with full grooves in the axial direction has lower temperature. The half grooves bearing with smooth lower part has higher loading capacity than the full grooves bearing .
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舰 船 水 润滑 橡 胶尾 轴 承 的 结构 设 计
秦红玲 周新聪 王 。 浩 闰志敏
（．武汉理工大学能源与动力工程学 院可靠性工程研究所 湖北 武汉 ４ ０６ ； １ ３ ０３ ２ ．三峡大学水电机 械设备设计与维护湖北省重点实验室 湖北宜昌 ４ ３０ ； ４ ０２ ３ 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业 重点实验室 湖北武汉 ４０ ６ ） ． ３０ ３
一
胶层 的厚度和硬度等 ，如图 ２所示 。现探讨 各结构要 素在设计时的参数 选取范围。
１ ２ 船舶 水 润 滑橡 胶 尾 轴 承 的工 作 原 理 ．
目前 ，水润滑尾轴承普 遍采用 开式水 润滑 系统 ， 如 图 １所示 。前 端轴 承 靠水 泵压 力 供水 ，水经 过滤 后 ，由水泵打进轴 承前部 ，从后部流至船外 。供水压
（ ． ｃ ｏｌｏ ｎ ｒｙａ ｄ Ｐ ｗ ｒＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ｈ ｎＵｎｖｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ， ｈ ｎ Ｈ ｂ ｉ ３ ０ ３， ｈｎ ； １ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｅｇ ｎ ｏ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｗｕ ａ ｕ ｅ ４ ０ ６ Ｃ ｉａ Ｅ ｉ ｔ Ｔ ｙ
Ｓ ｒ ｃｕｒ ｓｇ ｏ ｈｉ ｔｒ ｂ ａ ｅ —ｕｂ ｉａ ｅ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｆ ｒ Ｓ ｐ Ｓ ｅ ｎ Ｔｕ ｅ Ｗ ｔｒ ｌ ｒｃ ｔ ｄ Ｒｕｂ ｅ ａ ｉ ｇ ｂ ｒ Ｂｅ ｒｎ
Ｑｉ ｎ ｌ ｇ ， Ｚｈ ｕ Ｘｉｃ ｎ ｎ Ｈｏ ｇｉ ＇ ｎ ｏ ｎ ｏ ｇ ， Ｗ ａｎ ｏ ， ｇ Ｈａ Ｙａ ｉ ｎ ， ｎ Ｚｈｍｉ 。
基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ０７０４ ５９９ ８ ；
５０９ １ ） １７ １ ９ ．
系列 问题 。因此 ，在进行船舶尾管水 润滑橡胶轴承结 构设计时 ，合理地选取结构参 数 ，以扬长避短 ，非 常 重 要。本文作者 主要探讨船舶尾管水润滑橡胶轴承结 构设计 中几 个 主 要 参 数 的确 定 原 则 ，包 括 长 径 比 （ ｄ 、摩擦面形状 、水 槽形 式 、橡胶 层 的厚度 和硬 １ ） ／ 度等 ，以为工程应用提供理论 与技术 支持。 １ 船舶水润滑橡胶尾 轴承的特点及 工作原理
２ Ｈｕ ｅ ｙ Ｌ ｂ ｒｔｒ ｆＨｙ ｒｅｅ ｔ ｃＭ ａ ｈ ｎ ｒ ｓｇ ＆ Ｍａｎ ｅ ａ ｃ Ｃｈｎ ｈ ｅ ｒｅ ｉｅ ｓｔ ． ｂ ｉＫｅ ａ ｏａｏ ｙｏ ｄ ｏ ｌｃｒ ｃ ｉ ｅ Ｄｅ ｉｎ ｉ ｙ ｉｔｎ ｎ ｅ， ｉａ Ｔ ｒｅ Ｇｏｇ ｓＵｎ ｖ ｒｉｙ。
水润 滑橡胶轴 承 自 １４ ８０年用 于船舶 尾管轴 承 以
来 ，已有 １０多年 的历史 ，它主要用 于替代 昂贵稀 有 ７ 的铁梨木… 。二战期间 ，水润 滑橡胶轴承在潜艇上 的 应用 ，显示 出其独特优势 。橡胶作 为水润滑轴承材
１６ ，承载能力低 ；为 了润滑 、冷却 、排沙 ，在轴承 ／４ 内表 面开 有纵 向或 螺旋 槽 ，使 其承 载 能力进 一 步 降 低 ，很难形成流体动压润滑状态 ；在启动和低速运 转
ｍｅ ｔ ， ｕ ｈ ａ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｄａ ｔｒｒｔｏｏ ｅ ｒｎ ｓ ｓａ ｅｓ ａ ｅ， ｔｒｇｏ ｖ ｏ ｍ ，ａ ｉｇ ｌｙ ｒｔｉｋ ｅ ｓａ ｄ ｈ ｒ ｎ ｓ ｆ ｎ ｓ ｓ ｃ ｓｌ ｎ ｔ ｎ ｉｍｅｅ ａｉ ｆｂ ａ ｇ ，ｔｖ ｈ ｐ ｗａｅ ｒｏ ｅｆｒ ｆ ｃｎ ａ ｅ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎ ａｄ ｅ ｓｏ ｉ ｓａ ｅ， ｎ ｔ ｅ ｔｉｏｏ ｉａ ｅｆｒ ｎ ｅａ ｄ ｃ ｐ ｃｔ ｆｓｅ ｅ ｒｎ ｓｗａ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｌｄ ｄ Ｔｈ ｅ ｉｎ ｐ ｎ ｉ ｌｓｏ ｔｖ ｏ ｈ ｒｂ ｌｇｃ ｌｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ａ ａ ｉ ｏ ｔｍ ｂ ａｉ ｇ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｏ ｃｕ ｅ ． ｅｄ ｓｇ ｒ ｃｐ ｅ ｆ ｙ ｉ ｓｍ ｃｕ ａ ｌｍｅ ｔ ｒ ｒｐ ｓ ｄ ｆｒｔ ｅ ｓ ｉ ｔｒ ｕ ｅ ｗａｅ — ｂ ｃ ｔｄ ｒ ｂ ｅ ｅ ｒｎ ｗｈｃ ｌ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｒ ｎ ｔ ｔ ｒｌｅｅ ｎｓｗｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｈ ｈｐ ｓｅｎ ｔ ｂ ｔｒｌ ｒ ａｅ ｕ ｂ ｒ ｂ ａ ｇ， ｉｈ ｗｉ ｒｖｄ ｈ ｏ ａ ｄ ｕ ｉ ｉ ｌ ｙ ｔｃ ｎ ｃ ｌｓ ｐ ｏ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ ｐ ｉａｉｎ ． ｅ ｈ ｉａ ｕ ｐ ｒ ｆｒｅ ｇｎ ｅ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｔ ｉ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｕ ｂ ｒｓｅ ｕ ｅ ｂ ａｉ ｇ； ｔｒｌ ｂ ｃ ｔｄ；ｔｕ ｔｒ ｅ ｉ ｙ ｒ ｓ ｒ ｂ ｅ ｔｍ ｔｂ ｅ ｒｎ ｗａｅ —ｕ ｒ ａｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ｎ
摘 要 ：合 理 设 计船 舶尾 管 水 润 滑橡 胶轴 承 的结 构 可 以 有 效 提 高 轴 承 摩 擦 学 性 能 、承 载 能 力 ，减 小 振 动 、延 长服 役 时间 。分 析 轴 承 长径 比、摩 擦 面形 状 、水 槽 形式 、橡胶 层 的厚 度 和 硬度 等结 构 要 素对 水 润 滑轴 承 的摩 擦 学性 能 及 承 载 能 力 的影 响 ，给 出船 舶 尾 管水 润 滑橡 胶 轴承 结 构设 计 中几 个 主要 参 数 确定 原 则 ，为 工 程应 用 提供 理 论与 技 术 支持 。 关键 词 ：橡 胶 尾 轴承 ；水 润滑 ；结构 设计 中 图分 类 号 ：Ｔ １７ １ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：０ ５ ０５ （０２ Ｈ １． ２ ４— １０ ２ １ ）６— ９ ０６—３
负荷 。另外 ，舰船尾轴承在工作时 ，除了承受 尾轴 和 螺旋桨的 自身重力 以外 ，还要承受 因螺旋桨 的重力不 平衡所引起的惯性力和船体变形所产生 的附加力 ，以 及 当螺旋桨在不均匀流场 中运转时 ，所 产生的多种不 同性质 的力 和力 矩。这使 尾轴 承 处于 恶劣 的润 滑状 态 ，从 而产生严重 的摩擦 、磨损 ，致使密封失效 。如 果采用的是油润滑 的尾轴承 ，密封失 效 ，则 油泄 漏。 在一些 特 殊 的工况 下 ，如 低 速 、重 载 、启动 、停 机 等 ，恶劣的润滑状态会 导致轴颈与轴承摩擦副产生噪 声 ，影 响舰船 的乘坐舒适性 。这种 噪声对水下航行器 的危 害更 大 ，会严重威胁其安全性 、隐蔽 性及 生存 能
Ｙｉｈ ｎ ｂ ｉ ４ ０ ２， ｉａ； ． ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆＭ ａ ｎ ｗｅ ｇｎ ｅ ｎ ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ａ ｇ Ｈｕ ｅ ３ ０ Ｃｈｎ ３ Ｋｅ ａ ｏ ａｏ ｏ ｒ ｅＰｏ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ４ ｙ ｉ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
（Ｍｉｉ ｒ ｆ ｏ ｎｓｙ ｏ ｍｍｕ ｉａｉｎ ） Ｗｕ ａ ｎｖｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎＨｕ ｅ ４ ０ ６ Ｃ ｉａ ｔ Ｃ ｎｃｔ ｓ ， ｈ ｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｗｕ ａ ｂ ｉ ３ ０ ３， ｈｎ ） ｏ ｔ Ｔ ｏ
尾轴承是舰船推进 系统的重要组成部分 ，其作 用
是支承螺旋桨轴或尾轴 。由于螺旋桨轴悬 伸布置且 螺
旋桨质量大 ，随着船舶吨位的增大 ，螺旋桨轴在螺旋
பைடு நூலகம்１ ０ ２年第 ６期
秦红玲等 ：舰船水润滑橡胶尾轴承的结构设计
桨重力 的作用下发生挠 曲，给尾轴承造 成很 大的边缘
橡胶条用埋头螺丝 固定于背衬上 。板条式轴承 中某根
Ａｂ ｔａ ｔ Ｒａｉｎ ｌｓｒ ｃｕ ｅｄ ｓｇ ｆｓ ｉ ｔｍ ｕ ｅｗａｅ —ｕ ｒｃ ｔｄ ｒ ｂ ｅ ｅ ｒｎ ａ ｆ ｃｉｅｙ ｉ ｒ ｖ ｈ ｒ ｏ ｓｒ ｃ ： ｔｏ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ｉ ｏ ｈｐ ｓｅ ｔｂ ｔ ｒｌ ｂ ａｅ ｕ ｂ ｒｂ ａ ｇｃ ｎ ｅｆ ｔ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｔｅ ｔ ｂ — ｎ ｉ ｉ ｅ ｖ ｉ ｌｇｃ ｌｐ ｏ ｅｔｅ ｎ ａ ｒｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔｅ ， ｅ ｕ ｅ ｖｂ ａｉｎ， ｎ ｎ ｒ ａ ｅ ｓ ｒｉｅ ｔ ． ｈ ｍｐ ｃ ｆ ｓ ｍｅ ｓｒ ｃｕ ａ ｌ— ｏ ｉａ ｒｐ ｒｉｓａ ｄ ｃ ｒｙｎ ａ ａ ｉ ｓ ｒ ｄ ｃ ｉ ｒｔｏ ａ ｄ ｉｃｅ ｓ ｅｖｃ ｉ ｉ ｍｅ Ｔ ｅ ｉ ａ ｔｏ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌｅｅ
ｐ＝ ≤０２ Ｐ ．５Ｍ ａ （） １
式中 ：Ｑ为径 向负荷 （ ；ｄ为轴承直 径 （ ｍ） Ｎ） ｍ ；ｚ 为轴承长度 （ ｍ） ｍ 。 日本 的统 计 资 料指 出，计 算 比压 Ｐ≤０ １ ａ ．５ ＭＰ 时 ，轴承可安全 运 转 ，同时也 指 出，局 部 最高 比压 Ｐ ．５Ｍ ａ ３０５ Ｐ 是不安全的。因此在设 计上 ，轴 承负荷 Ｑ的正确计算显得尤 为重要 。当螺旋 桨轴径 大于 ３０ ０ ｍ ｍ时 ，必须通过合理校 中计 算确定 轴承负荷 ，还必 须计算局部 比压 的最 大值及 螺旋 桨 的下沉 角 （ 润 水 滑轴承 的下沉角不允许大 于 ３ ０×１ ｒ ） ． ０ ａ 。轴承负 ｄ 荷 Ｑ计 算 出 来 后 ，长 径 比也 就 确 定 。建 议 ：０ １ ．５
图 ２ 舰船水 润滑 尾轴 承结构 图
Ｆｇ２ Ｓ ｒ ｔｒ ｆｓｅｎ ｂ ａ ｎ ｉ ｔｕｃｕ ｅ ｏ ｔｒ ｅ ｔ ｇ ｉ
２ １ 长 径 比 （／ ． １ｄ）
长径 比是 由尾管轴承 的负荷决定的 。由于橡胶为 高弹性体材 料 ，从理论上讲 ，在水润滑条件下能建立 弹 一塑流体 动压润 滑 。因此 ，几个主要造船 国家规 定 ，尾管轴 承的设计 比压根据式 （ ）计算 ： １
］
。
板条 损坏或 过度磨损后可直接更换 ，维修成本低 。但 板条式轴承安装工艺复杂 ，各板条很难保证 同心 ，故 般用 在轴径 大于 ３０ｍ ０ ｍ，不便 采用模 压成型 的情 况下 。影响尾轴承承载能力 和摩擦学性能 的主要结构 参数有 ：长径 比 （／ ） １ｄ 、摩擦面形状 、水槽 形式 、橡
１ １ 船 舶 水 润 滑橡 胶 尾 轴 承 的特 点 ．
收 稿 日期 ：２ １ ０ １—１ １—１ ５