книги из ГПНТБ / Балякин, О. К. Технология и организация судоремонта учеб. пособие

§ 49. ЦЕНТРОВКА РУЛЕЙ И ИХ ПОДШИПНИКОВ

Дефекты некоторых судовых устройств также выявляют и уст­ раняют с помощью центровки. Наиболее характерным с этой точки зрения является рулевое устройство.

Соосность шеек баллера, штырей и других опор руля опреде­ ляют при проверке центровки руля оптическим способом или с помощью струн.

Рис. 66. Проверка центровки руля оптическими способами

170

Оптический способ проверки центровки руля состоит в том, что на базовых точках шеек устанавливают вертикально линейки 1 (рис. 66, а) и с помощью нивелира 2 делают отсчеты hu которые затем суммируют с соответствующими радиусами /у и заносят в

больше, то смещают штыри или (у рулей с фланцевым соедине­ нием баллера) определяют перекос фланцев и устраняют его фре­ зерованием плоскости фланца баллера, ликвидируя тем самым расцентровку средней шейки.

Для определения перекоса фланцев ослабляют болты и произ­ водят центровку баллера с пером. Получившееся при этом рас­ крытие фланцев замеряют и получают данные для разметки флан­ ца баллера для соответствующей обработки (фрезерования). Ес­ ли перекос небольшой (в пределах нескольких десятых миллимет­ ра), его устраняют путем обработки ручными шлифовальными ма­ шинками с проверкой по плите на краску.

При проверке центровки руля с помощью струн на некотором расстоянии от рабочих поверхностей шеек (штырей) руля натяги­ вают две струны параллельно оси вращения руля в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. За установочные проверочные ба­ зы принимают нерабочие пояски крайних рабочих шеек (верхней шейки баллера и рабочей шейки нижнего штыря). Каждую струну размещают на определенном расстоянии от базовых поверхностей. После этого проверяют отстояния от струны контрольных точек

171

других рабочих поверхностей и составляют таблицу измерений с учетом соответствующих радиусов проверяемых шеек.

Центровку подшипников руля проверяют с помощью струны (рис. 67). За установочные проверочные базы при этом принима­ ют крайние подшипники (верхний палубный и подшипник пятки ахтерштевня). Расцентровка допускается в пределах 0,5 мм. При больших величинах производят центровку подшипников за счет, например, перемещения среднего подшипника.

§ 50. ПРОВЕРКА ДЕТАЛЕЙ НА БИЕНИЕ

Ответственные вращающиеся детали судовых механизмов (ва­ лы, роторы, шестерни, диски) проверяют на биение. При этом оп­ ределяют величины смещения осей шеек валов, неперпендикулярность торцев дисков оси вращения детали, а также наличие и характер общей деформации детали.

Рис. 68. Измерение величины биений ротора шестерни зубчатой пе­ редачи

Различают радиальное и аксиальное биения поверхности вра­ щения.

Под радиальным биением понимают величину двойного экс­ центриситета оси поверхности по отношению к оси вращения де­ тали. Под аксиальным биением понимают величину двойного от­ клонения поверхности от перпендикуляра к оси вращения на из­ меряемом плече.

Для проверки деталь обычно устанавливают на токарно-винто­ резный станок или в центры приспособления. Предварительная проверка возможна на штатных подшипниках. Проверяют при небольшой частоте вращения детали (15—20 об/мин). Величину биения в проверяемом сечении фиксируют по разнице отсчетов стрелки индикатора (часового типа).

Проверке на биение подвергают коленчатые валы главных и вспомогательных двигателей, промежуточные и гребные валы, ро­ торы главных и вспомогательных турбомеханизмов, шестерни бы­ строходных зубчатых передач и другие детали.

172

шейки, торцы фланцев, а также конусные хвостовики; у роторов турбин — рабочие шейки и шейки уплотнений, торцевые поверхно­ сти рабочих дисков, упорных гребней и фланцев; у шестерен бы­ строходных зубчатых передач (рис. 68) — рабочие шейки, фланцы, зубчатые венцы по торцам и окружностям выступов.

Рис. 69. Измерение прогиба оси вала

Монтажные величины биения ответственных деталей, в особен­ ности рабочих шеек, назначают в небольших пределах (0,02— 0,06 мм). В эксплуатации увеличение биения допускают обычно не более чем в 1,5—2 раза; например, монтажная величина бие­ ния рабочих шеек ротора главной турбины 0,02—0,03 мм, а пре­ дельно допустимая при эксплуатации — 0,05 мм. Биение рамовых шеек коленчатого вала главного двигателя допускается при изго­ товлении или после ремонта 0,03—0,06 мм, а при эксплуатации

0,05—0,1 мм.

По построенным диаграммам радиальных биений определяют деформацию (прогиб) валов.

После установки вала в центры токарного станка или приспо­ собления (или при положении вала на штатных подшипниках) по длине вала намечают несколько сечений (рис. 69, а). Окружность

173

каждого сечения разбивают на несколько равных частей (6 или 8). При этом нумерацию частей во всех сечениях начинают с образую­ щих, лежащих в одной произвольно выбранной плоскости, прохо­ дящей через ось вала. Ножку индикатора с натягом устанавлива­ ют на отметку 1 первого сечения, после чего вал медленно прово­ рачивают (если вал небольшой — от руки). При прохождении под ножкой индикатора последовательно отметок 2, 3, 4 и т. д. фиксируют показания индикатора и заносят их сначала на круго­ вую, а затем и на развернутую диаграмму. На развернутой диаг­ рамме (рис. 69, б) по оси абсцисс откладывают номера отметок сечений, а по оси ординат — величины прогибов вала по сечениям, подсчитанные по формуле

д

е = — мм ,

2

где А — величина максимального биения вала по индикатору в данном сечении, мм.

Такие графики строят для всех намеченных вдоль вала сечений.

(рис. 69, б), устанавливают то сечение вала, в котором прогиб имеет максимальное значение. В нашем примере это сечение Л, в котором прогиб вала равен величине ел. При этом прогиб вала располагается в продольном сечении вала 3—7. Чтобы исключить влияние выработки шеек вала на результаты измерений, ножку индикатора устанавливают на нерабочие, неизношенные поверхно­ сти. Если же поверхность имеет отклонение от правильной цилинд­ рической поверхности (например, овальность), то ее величина должна быть учтена при последующих измерениях биения.

Мы рассмотрели простой пример, когда прогиб вала распола­ гается в одной плоскости. В действительности возможна и более сложная деформация, располагающаяся в двух плоскостях и бо­ лее. При определении биения отмечают мелом крестиками места максимального биения по каждому сечению. Относительное распо­ ложение этих отметок и помогает определить характер деформа­ ции вала.

Глава IX

ВОССТАНОВЛЕНИЕ И УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

§ 51. МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Восстановление работоспособности и надежности механизмов и устройств при ремонтах производят:

заменой изношенных деталей, когда восстановление их невоз­ можно (при утрате общей прочности, отсутствии технологических возможностей у СРП и т. д.) или неэкономично;

восстановлением первоначальной геометрии и чистоты рабочих поверхностей трения путем изменения первоначальных размеров

174

деталей (при наличии у них достаточной прочности) механической обработкой;

восстановлением размеров изношенных деталей путем наращи­ вания металла (наплавкой или гальванопокрытием) с последую­ щей механической обработкой.

В судоремонте применяют следующие виды восстановления: механической обработкой, сваркой и наплавкой, гальванопокры­ тиями, склеиванием, при помощи пластмасс, деформированием.

Для восстановления целостности и герметичности деталей ши­ роко используют сварку и синтетические клеи (например, на ос­ нове эпоксидных смол).

Деформированные детали восстанавливают правкой.

Для восстановления и придания деталям антикоррозионных свойств применяют гальванические покрытия и покрытия из пластмасс. Антикоррозионные свойства придают также термохи­ мической обработкой (азотированием, хромосилицированием и др.)

Подшипники с баббитовой заливкой восстанавливают перезаливкой и газовой наплавкой.

Восстановление механической обработкой. Механическую об­ работку (точение, шлифование, фрезерование и строгание) при­ меняют для восстановления первоначальной геометрии и чистоты рабочих поверхностей трения деталей при наличии у них достаточ­ ной прочности.

С помощью механической обработки устраняют эллиптичность, конусность и бочкообразность рабочих шеек валов и цилиндровых втулок, наработки, задиры и коррозионные поражения на штоках и валах и т. д. При этом успешно применяют скоростные методы обработки (точение, фрезерование), повышающие (кроме произво­ дительности труда) точность и чистоту обработки.

Величина слоя снимаемого металла при восстановлении гео­ метрии рабочих поверхностей трения механической обработкой оп­ ределяется величиной выработки или глубиной коррозионного по­ ражения (от нескольких десятых миллиметра до нескольких мил­ лиметров).

Механические методы (обкатывание, дробеструйную обработку и др.) используют также для восстановления и улучшения меха­ нических свойств деталей.

Восстановление сваркой и наплавкой. В судоремонте для вос­ становления целостности и размеров металлических деталей меха­ низма и элементов корпуса судна широко применяют сварку и наплавку (последнюю при помощи одного из сварочных процес­ сов).

Сваркой восстанавливают также детали, выполненные из тер* мопластичных пластмасс.

175

Сварку и наплавку выполняют в основном механизированным способом или (реже) вручную.

С помощью сварки заваривают трещины в валах, втулках, корпусах механизмов и элементах корпуса судна, приваривают отломанные части деталей и т. д. Наплавкой восстанавливают размеры шеек валов, первоначальную толщину стенок коллекторов котлов в районе местных утонений, устраняют эрозионные разру­ шения лопастей гребных винтов и т. д.

В последнее время широко применяют легирование наплавляе­ мого слоя, которое можно осуществить несколькими способами. Наиболее распространено легирование с помощью наплавки леги­ рованной проволокой сплошного сечения с использованием соот­ ветствующих обмазок, флюсов или защитной газовой среды. При этом способе достигается лучшая однородность распределения легирующих примесей в наплавленном металле.

Для наплавки рабочих шеек (или облицовок) валов использу­ ют хромоникелевую проволоку СВ10Х16Н25М6. Для придания ра­ бочим поверхностям тарелок и седел клапанов большей твердо­ сти и износоустойчивости их наплавляют твердыми сплавами (например, стеллитом).

Новыми видами наплавки, которые в последнее время приме­ няют в судовом машиностроении и судоремонте, являются плаз­ менно-дуговая и электроимпульсная.

Плазменно-дуговую наплавку осуществляют с помощью спе­ циальных плазменных горелок. При наплавке в поток плазмы по­ дают порошок наплавляемого металла, который, расплавляясь, на­ носится на расплавленную поверхность детали.

Плазменной наплавкой на поверхность детали можно напла­ вить практически любой тугоплавкий металл или сплав, так как температура, развиваемая плазменной горелкой, достигает 10 000— 15 000° С.

При электроимпульсной наплавке к детали, вращающейся в центрах токарного станка, непрерывно подают вибрирующий электрод. Электрод и деталь включены в цепь электрического тока низкого напряжения (18—24 В). При соприкосновении электрода с деталью происходит дуговой разряд, обеспечивающий наплавку металла электрода на деталь. За электродом в район наплавки подается защитно-охлаждающая жидкость (например, водный раствор глицерина) или инертный газ.

Наплавленный слой при таком способе получается повышен­ ной твердости (приближается к твердости закаленной среднеугле­ родистой стали), деталь практически не подвергается деформации, структура основного металла не изменяется. Недостатком являет­ ся снижение усталостной прочности.

Восстановление гальванопокрытиями. Для восстановления раз­ меров изношенных деталей на небольшую величину в судоремон­ те применяют электролитическое хромирование и осталивание.

При восстановлении хромированием слой хромового покрытия делают толщиной не более 0,3 мм, так как при большей толщине

176

снижается его прочность и, кроме того, хромирование становит­ ся экономически невыгодным. Восстанавливаемые поверхности, работающие на трение, подвергают пористому хромированию.

При осталивании слой осажденного металла на деталь можно доводить до 3—4 мм, так как процесс осталивания идет в не­ сколько раз быстрее, чем хромирование, и значительно эконо­ мичнее его. Кроме того, при осталивании осажденный слой мож­ но подвергать термической и термохимической обработкам.

щим материалом (хлопчатобу­ мажной тканью). Электрод с насыщенным электролитом абсорби­

рующим слоем 3 приводят в контакт с поверхностью детали 1. Деталь и электрод соединяют с источником 4 постоянного тока напряжением в 24 В (деталь с отрицательным полюсом, электрод с положительным). Деталь приводят во вращение; электрод при этом перемещают относительно детали.

Угол контакта электрода с деталью принимают в пределах

180—200°.

Абсорбирующий слой, насыщенный электролитом, играет роль электролитической ванны, и при включении тока в нем происходит процесс электролиза. При этом на поверхности детали (катоде) происходит отложение металла, ионы которого находятся в элект­ ролите.

По мере расхода электролит пополняют, подводя по трубкам к абсорбирующему слою электрода. Стекающий электролит соби­ рают в ванну 5.

С помощью гальванического натирания восстанавливают, на­ пример, посадочные места подшипников качения в корпусных де­ талях механизмов и на больших валах.

Восстановление электромеханической обработкой с добавочным металлом. Электромеханическую обработку (рис. 71) использу-

ют при необходимости увеличения размера (например, шейки ва­ ла) на небольшую величину (до 0,4 мм).

Деталь (вал) 2 устанавливают в центры токарно-винторезного станка и с помощью электромеханической обработки роликом 1 производят высадку восстанавливаемой поверхности (физическая сущность электромеханической обработки изложена при рассмот­ рении упрочнения деталей). В образовавшуюся при этом спираль­ ную канавку укладывают стальную проволоку 3 соответствующе­ го диаметра и производят сглаживание поверхности с помощью

ладают хорошей адгезией к металлам и хорошими антикоррозион­ ными свойствами, но имеют низкую теплостойкость и склонны к старению. С помощью синтетических клеев присоединяют отломан­ ные части деталей (проушины, лапы), ликвидируют трещины и коррозионные раковины, наносят антикоррозионные покрытия.

Для приготовления эпоксидного клея используют эпоксидную смолу ЭД-5 или ЭД-6, отвердитель, пластификатор и различные наполнители.

Клей приготавливают смешиванием компонентов непосредст­ венно перед использованием, так как живучесть клея всего 45— 60 мин. Сначала к эпоксидной смоле добавляют в нужном количе­ стве отвердитель, после перемешивания (при необходимости) — пластификатор и соответствующий наполнитель.

Приготовленный клей наносят на очищенные и обезжиренные поверхности, которые после небольшой выдержки соединяют при небольшом давлении или без давления. Далее следует выдержка до окончания процесса склеивания.

178

Различают эпоксидные клеи холодного и горячего отверждения. При холодном отверждении детали выдерживают до оконча­ ния процесса склеивания в течение 24 ч при нормальной темпера­ туре, при горячем отверждении — в течение 6—8 ч при темпера­

туре 120—150° С.

Горячее отверждение обеспечивает клеевой шов повышенной твердости и прочности.

Состав эпоксидного клея холодного отверждения (в весовых

Для придания клеевому шву или покрытию повышенной пла­ стичности, твердости, внешнего вида, схожего с материалом ре­ монтируемой детали, в приготовляемый клей добавляют пласти­ фикатор (дибутилфталат, трефенилфосфат и др.) в количестве 20—25% по массе и наполнители. В качестве наполнителя исполь­ зуют стеклоткань, асбестовое волокно, металлические опилки, мо­ лотый кварц и др.

Кроме клеев на основе эпоксидных смол, в судоремонте при­ меняют также синтетические клеи БФ-2, БФ-4, ВК-32-250, ВК-2 и др.

Клеи ВК-32-250 и ВК-2 на основе кремнийорганических смол позволяют повысить теплостойкость клеевых соединений до 250— 350° С. Недостатком их является несколько меньшая прочность соединений на сдвиг.

Из акриловых смол в судоремонте применяют стпракрил тех­ нической марки ТШ (холодного отверждения), исходными мате­ риалами для приготовления которого служат (в весовых частях):

сополимер метилметакрилата со стиролом (желтый или розо­ вый порошок) —100;

метилметакрилат с 0,5% диметиланилина (бесцветная жид­ кость)— 50—75.

Стиракрил применяют в основном для восстановления герме­ тичности, защиты от коррозии и,для изготовления подшипниковых втулок, так как он обладает хорошими антифрикционными свой­ ствами.

Из зарубежных синтетических клеев можно назвать клей «Аральдит 1» фирмы «Циба» (Швейцария), выпускаемый в форме прутков. После подготовки поверхности (очистки и обезжирива­ ния) клей наносят тонким слоем (0,1—0,2 мм) оплавлением прут­

легких, нетермопластичных пластиков, керамики и т. д.).

Кроме того, фирма выпускает клей «Аральдит 101» (для склеи­ вания плотных материалов) и «Аральдит 102» (для склеивания пористых или теплочувствительных материалов). Оба клея, пред­