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产品描述
定义与功能
下舵承是船舶舵系的关键部件,位于舵杆的下部,主要用于支撑舵杆的重量,承受舵叶转动时产生的径向力和轴向力,确保舵杆能够稳定地旋转,使舵叶精准地控制船舶的航向。其作用对于船舶的航行安全和操纵性能至关重要。
结构组成
轴承部分:
滑动轴承型下舵承:
主要由轴瓦和轴承座构成。轴瓦通常采用耐磨材料,如巴氏合金、铜合金等。巴氏合金轴瓦具有良好的减摩性和耐磨性,能够承受较大的压力。铜合金轴瓦则在耐腐蚀性和导热性方面表现出色。轴瓦的内表面与舵杆紧密接触,其形状和尺寸与舵杆适配良好,为舵杆提供支撑。轴承座用于安装和固定轴瓦,它具有足够的强度和刚度,能够承受舵杆传递过来的各种力,并且通过螺栓等方式与船舶的结构牢固连接。
滚动轴承型下舵承:
一般包括内圈、外圈、滚动体(滚珠或滚子)和保持架。内圈与舵杆紧密配合,外圈安装在轴承座内。滚动体在内外圈之间滚动,将舵杆与下舵承之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,降低摩擦力。保持架的作用是使滚动体均匀分布,确保滚动的顺畅性。这种结构的滚动轴承型下舵承能够适应较高的转速和较大的径向力。
润滑系统:
润滑系统对于下舵承的正常运转至关重要。对于滑动轴承型下舵承,润滑方式可以是油润滑或水润滑。油润滑时,通过油杯、油槽或集中润滑系统向轴瓦和舵杆之间的间隙提供润滑油,润滑油在两者之间形成油膜,减少摩擦和磨损。水润滑则是利用水作为润滑剂,适用于一些特殊的舵承设计。对于滚动轴承型下舵承,通常采用油脂润滑,将润滑脂填充在滚动体与内外圈之间的间隙中,起到润滑和密封的作用。
密封装置:
下舵承的密封装置主要是为了防止外界的液体(如海水)和杂质进入轴承内部,同时避免内部的润滑油或润滑脂泄漏。常见的密封形式包括橡胶密封件和迷宫式密封。橡胶密封件利用其弹性变形填充在密封间隙中,起到直接的密封作用。迷宫式密封则是通过一系列复杂的通道来阻止液体和杂质的进入,具有良好的密封效果。
工作原理
滑动轴承型下舵承工作原理:当舵杆在滑动轴承型下舵承中旋转时,舵杆的重量和转动过程中产生的径向力、轴向力通过轴瓦传递到轴承座。润滑油(或水)在轴瓦和舵杆之间形成润滑膜,使舵杆与轴瓦之间的摩擦变为液体摩擦或混合摩擦(边界摩擦和液体摩擦的组合),从而降低摩擦力。密封装置防止外界物质进入和内部润滑剂泄漏,确保轴承的正常工作环境。
滚动轴承型下舵承工作原理:舵杆旋转时,内圈随舵杆一起转动,滚动体在内外圈之间滚动,外圈固定在轴承座上。滚动体的滚动运动使舵杆与下舵承之间的摩擦力减小。润滑脂在滚动体和内外圈之间起到润滑和密封作用,而密封装置防止润滑脂泄漏和外界杂质进入。
优点
滑动轴承型下舵承优点:
承载能力大:通过合理设计轴瓦的尺寸和材料,可以承受较大的径向力和轴向力,适用于大型船舶或舵杆承受重载的情况。
结构简单、成本较低:相对于滚动轴承型下舵承,其结构较为简单,没有复杂的滚动部件,制造工艺相对简单,成本较低,对于一些对成本较为敏感的船舶应用较为合适。
稳定性好:在适当润滑的情况下,能够稳定地工作,对船舶航行中的一些小幅度振动和冲击具有较好的适应性。
滚动轴承型下舵承优点:
低摩擦损耗:滚动摩擦系数小,舵杆转动所需的动力较小,能够有效减少舵杆和轴承部件的磨损,延长使用寿命,并且可以降低舵机的负荷,提高舵机的工作效率。
适应高速旋转:能够适应较高的转速,对于一些需要舵叶快速响应的船舶(如高速客船等),可以满足其性能要求。
精度高:滚动体的滚动运动相对稳定,使得舵杆在旋转过程中有较高的精度,有利于船舶准确地控制航向。
缺点及应对措施
滑动轴承型下舵承缺点及应对措施:
摩擦损耗较大:滑动摩擦系数相对较大,舵杆转动过程中会产生较大的摩擦损耗。应对措施包括加强润滑系统的维护,确保润滑油(或水)的质量和供给量,采用具有良好自润滑性的轴瓦材料,定期检查轴瓦的磨损情况,及时更换磨损严重的部件。
对润滑要求高:如果润滑不良,可能会导致轴瓦与舵杆之间的摩擦力急剧增大,出现磨损加剧、舵杆转动困难甚至卡死等情况。需要安装可靠的润滑系统,如自动润滑装置或带有油位监测功能的油杯,并且定期对润滑系统进行检查和维护。
滚动轴承型下舵承缺点及应对措施:
对清洁度和安装精度要求高:滚动体和内外圈之间的间隙较小,对润滑脂的清洁度和安装精度要求较高。如果润滑脂中有杂质或者安装不当,可能会导致滚动体磨损加剧、卡死等问题。应对措施包括加强密封装置的设计和维护,防止杂质进入,在安装过程中使用高精度的测量工具和安装设备,确保安装精度。
成本较高:滚动轴承型下舵承的结构复杂,包含多个精密部件,制造成本和安装成本都较高。可以通过优化设计和批量采购等方式来降低成本。
应用场景
滑动轴承型下舵承应用场景:
大型船舶:如大型货船、油轮等,由于舵杆承受的力较大,滑动轴承型下舵承的高承载能力能够满足需求,同时其成本较低也符合大型船舶的经济性要求。
对精度要求不是极高的船舶:对于一些普通的货船、内河船舶等,在对舵杆旋转精度要求不是非常高的情况下,滑动轴承型下舵承能够提供稳定的支撑,确保船舶的正常航行。
滚动轴承型下舵承应用场景:
高速船舶:像高速客船、快艇等,要求舵叶能够快速、精准地响应,滚动轴承型下舵承的低摩擦、高精度和适应高速旋转的特点能够很好地满足其性能要求。
精密操控船舶:例如军舰、海洋科考船等需要精准控制航向的船舶,滚动轴承型下舵承的稳定性和精度优势使其成为理想的选择。
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