艉轴承工作原理及要点
2018-11-20
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（下图）。
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。
1、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。
2、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。
斜镗孔即尾轴承斜镗孔，是指通过斜镗尾管轴承，使其内孔中心线与轴承本体中心线倾斜一定角度。倾斜轴承，即将尾轴承倾斜放入尾管内，尾轴中心线与轴承中心线无相对倾角，通常是将尾管用环氧树脂倾斜固定在尾柱内，再将尾轴承安装到尾管内。本船采用斜镗孔，根据上述设计数据及批准的轴系校中计算书可知，尾轴与后轴承的相对倾角约为3.5X10rad，达到中国船级社规范规定的3.5X10rad，因此采用了斜镗孔。
3、轴承受力分析。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。来源：（中国船检）
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