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正確認(rèn)識柴油機(jī)中的推力軸承

2023-01-03

船舶柴油機(jī)通過軸系(推力軸、中間軸和尾軸)帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的螺旋槳槳葉給水以圓周向的和軸向的作用力。而水對螺旋槳槳葉也產(chǎn)生了圓周向的和軸向的反作用力。螺旋槳上圓周向所受到的力形成的扭矩,就是柴油機(jī)動力矩所要克服的阻力矩。而作用在螺旋槳上的軸向力就是使船舶前進(jìn)的推力。螺旋槳的這個推力通過尾軸、中間軸和推力軸作用到推力軸承上,并經(jīng)過推力軸承作用到機(jī)座、地腳螺栓,Z終作用到船體上。當(dāng)推力軸與曲軸直接連接起來時,曲軸還由推力軸承起軸向定位作用。

上圖示出L-MC型柴油機(jī)推力軸承的構(gòu)造。該機(jī)型的推力軸和曲軸鍛為一體,推力環(huán)的外圓法蘭固定傳動凸輪軸的主動鏈輪。這種布置使柴油機(jī)軸向尺寸減小。推力軸承主要由正車推力塊8、倒車推力塊5、推力墊盤(調(diào)節(jié)圈)3、9和其它一些部件等組成。正、倒車推力塊各八塊,沿圓周方向排列,排成約占2/3圓周的扇形面。柴油機(jī)正車運(yùn)轉(zhuǎn)時,螺旋槳的軸向推力通過尾軸和中間軸傳到推力環(huán),推力環(huán)通過正車推力塊和推力墊盤將推力傳給柴油機(jī)機(jī)座,又通過地腳螺栓傳給船體,從而推動船舶前進(jìn)。為了防止推力塊跟隨推力環(huán)轉(zhuǎn)動,在正、倒車推力塊的上方都設(shè)有止動器來定位。推力環(huán)與推力塊之間由滑油潤滑,滑油來自主軸承潤滑系統(tǒng)。為了防止滑油從軸頸處漏出機(jī)外,在軸頸上設(shè)有軸封。推力軸在轉(zhuǎn)動中,甩油環(huán)2利用離心力把濺到軸上的滑油甩出,未甩凈的油由刮油環(huán)刮下。

推力軸承的關(guān)鍵部件是推力塊。推力塊結(jié)構(gòu)隨機(jī)型的不同而所有差別,但工作原理是一樣的。圖示出一種推力塊的立體圖。推力塊為一個扇形塊,在靠近推力環(huán)的工作面上澆有白合金5,并在進(jìn)油邊2處制有圓角或斜面,在靠調(diào)節(jié)圈一側(cè)有高、低兩個面3和1。高低面相交的棱邊AB為工作時的支持刃,工作時它與調(diào)節(jié)圈工作面靠在一起。推力塊兩個側(cè)面上都有凸臺4,起著推力塊間支承的作用。

推力軸承在正常情況下是在液體動力潤滑下工作的。在工作中,如圖所示,推力塊2繞支持刃偏轉(zhuǎn)一個小角度,使推力塊與推力環(huán)3的工作面間形成楔形空間,滑油被推力環(huán)帶入楔形空間,產(chǎn)生了動力油壓。推力環(huán)的推力通過動力油壓傳遞到推力塊上,再經(jīng)過支持刃傳遞到調(diào)節(jié)圈1上。推力增大時,推力塊與推力環(huán)間的楔形間隙減小,油的動壓增加,傳遞的推力加大。轉(zhuǎn)速過低時,動力油壓變小,可能會因油壓不足產(chǎn)生半液膜潤滑。為了避免在這種情況下工作面間發(fā)生金屬接觸,工作面的粗糙度等級要很高,否則推力軸承很容易發(fā)生燒損事故。

圖示出一般推力軸承的簡圖。正、倒車推力塊用壓板6、7定位,壓板6、7裝設(shè)在止動器上。當(dāng)推力塊互相緊靠在一起時,在壓板6、7處留有間隙i1和i2。間隙i1和i2之和要符合說明書的規(guī)定,其數(shù)值可通過增減壓板處的墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)。這個間隙數(shù)值保證了推力塊繞支持刃擺動的靈活性。

正、倒車推力塊3、4分別靠在正、倒車調(diào)節(jié)圈2、5上。正、倒車調(diào)節(jié)圈用來調(diào)整推力塊推力環(huán)間的間隙fi和曲軸與主軸承之間的軸向相對位置。間隙fi是用力把推力環(huán)壓緊在正車推力塊上時,用厚薄規(guī)在倒車推力塊與推力環(huán)間測量出來的間隙。此間隙也可使軸處在不受軸向力的自由狀態(tài)下,用兩個厚薄規(guī)在正、倒車推力環(huán)處同時測量,然后將這兩個數(shù)值相加得出。這個間隙的大小要符合說明書的要求,否則要通過調(diào)節(jié)圈進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為臨時性的調(diào)整措施,可在調(diào)節(jié)圈后加放墊片,在以后修船時再更換調(diào)節(jié)圈。在工廠安裝兩排推力塊時,調(diào)節(jié)圈應(yīng)按下述要求進(jìn)行調(diào)整:當(dāng)推力環(huán)與正、倒車推力塊之間各為1/2裝配間隙時,靠近推力軸承的Z后一個曲柄的中心線應(yīng)向推力軸承方向偏移一個規(guī)定的數(shù)值。這樣做是為了補(bǔ)償曲軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱膨脹,以便盡可能地使各曲柄臂與主軸承之間的軸向間隙保持均等。

(來源:船舶講武堂)