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

ниями этих валов чаще всего приходится сталкиваться, ремонти­ руя механизмы. Наиболее характерными местами усталостных разрушений у коленчатых валов являются щеки и галтели мотыле-

вых шеек.

Гребные валы разрушаются в районе перехода цилиндрической части в конусную, у торца кормовой облицовки.

К дефектам гребных и дейдвудных валов относятся также из­ нос и разрушения бронзовых облицовок.

§ 60. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ КОРПУСОВ МЕХАНИЗМОВ

При ремонте деталей корпусов механизмов и устройств харак­ терны работы, связанные с устранением трещин, поломок и кор­ розионно-эрозионных разрушений, короблений, механических из-

носов.

Трещины, поломки и коррозионно-эрозионные разрушения де­ талей устраняют с помощью газо- и электросварки и наплавки, Применяют также клеи на основе эпоксидных смол.

Если чугунная деталь имеет сложную конструкцию (крышка цилиндра двигателя), то обычно при использовании газосварки деталь предварительно подогревают до 600—650° С. Электросвар­ ку используют как с подогревом, так и без него.

Для подогрева применяют специальные газовые и электриче­ ские печи с поворотными столами, а также различные приспособ­ ления.

Газовую сварку чугунных деталей ведут нейтральным пламе­ нем при нижнем положении шва. В качестве присадочного мате­ риала берут чугунные прутки с повышенным содержанием крем­ ния (3—3,5%) или латунные прутки (Л62) диаметром 4—6 мм.

Для получения защитной пленки, предохраняющей место свар­ ки от окисления, для удаления окислов и неметаллических при­ месей применяют флюсы различных составов. Наиболее простым и распространенным флюсом является бура (Na2B40 7- ЮН20 ) .

После заварки трещины или приварки отломанной части де­ таль медленно (что очень важно для снижения остаточных сва­ рочных напряжений) охлаждают вместе с нагревательным уст­ ройством (со скоростью примерно 40° С в ч) до температуры окру­ жающей среды.

При электросварке используют электроды из чугуна, цветных металлов (монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5), стальные и желез­ но-никелевые электроды. Наиболее распространены стальные электроды типа ЦЧ-3 и железно-никелевые типа ЦН-ЗА. Стержни стальных электродов изготавливают из сварочной проволоки Св08 и Св08А. Стержни железно-никелевых электродов содержат

50—80% никеля.

При сварке чугуна стальными электродами металл шва содер­ жит повышенное количество углерода, поэтому имеет высокую твердость, пониженную пластичность и подвержен образованию трещин.

210

Для снижения твердости металла шва применяют в основном два способа:

снижение в металле шва содержания углерода путем умень­ шения глубины проплавления основного металла электродами небольшого диаметра (сварку ведут по слою окислительного флю­ са, содержащего до 30% окалины);

получение состава и структуры металла шва, близкого к со­ ставу и структуре основного металла (чугуна) путем нанесения на стержень из низкоуглеродистой стали толстого графитизирующего покрытия, содержащего около 30% ферросилиция и 30% графита.

Железно-никелевые электроды с покрытием фтористокарбонат­ ного типа обеспечивают высокую прочность и пластичность свар­ ного шва.

У стальных деталей поломки, трещины и коррозионно-эрозион­ ные разрушения устраняют электросваркой с использованием электродов марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др.

Для снижения сварочных напряжений при сварке ответствен­ ные детали и детали сложной конфигурации предварительно по­ догревают. Детали из углеродистой стали подогревают до темпе­ ратуры 150—250° С (чем выше содержание углерода, тем выше температура подогрева); из легированных сталей — до температу­ ры 250—450° С. Если предварительного подогрева не было и если объем сварочных работ значительный, то после сварки деталь под­ вергают отжигу для снятия сварочных напряжений.

Для сварки алюминиевых и алюминиево-магниевых сплавов Обычно применяют аргонодуговую сварку как неплавящимся, так и плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом между изделием и электродом возникает дуга с выделением тепла, при котором пла­ вится присадочный пруток, вносимый в зону сварки. В качестве неплавящихся электродов применяют вольфрамовые прутки диа­ метром 1—6 мм. Присадочную проволоку выбирают в зависимости от химического состава основного металла и от требований, предъявляемых к металлу сварного шва. Обычно применяют прут­ ки типа АМг диаметром 2—6 мм.

Промышленность выпускает для аргонодуговой сварки алюми­ ниевых сплавов вольфрамовым электродом установки УДАР-300-1 и УДАР-500.

При сварке плавящимся электродом (постоянным током обрат­ ной полярности) шов образуется за счет проплавления основного металла и расплавления электродной проволоки.

Трещины и поломки у бронзовых, латунных и медных деталей устраняют чаще всего газовой сваркой. При ремонте деталей из латуни и из алюминиевых бронз применяют электросварку; в ка­ честве присадочного материала применяют проволоку, по химиче­ скому составу соответствующую основному металлу. При сварке оловянистых бронз в качестве присадочного материала используют фосфористую бронзу (с содержанием фосфора 0,4%), при сварке

меди — электролитическую медь. При газовой сварке латуни, бронзы и меди применяют флюсы различного состава (например, борная кислота — 35%, бура — 50%, фосфорнокислый нат­

рий— 15%).

Коробление обычно наблюдается у плоскостей разъемов кор­ пусов турбин, насосов, блоков цилиндров и фундаментных рам двигателей. Коробление устраняют путем шлифования, припилов­

ки и шабрения.

Сначала припиливают и пришабривают по плите на краску разъем верхней детали (крышки), а затем, используя разъем верх­ ней детали как плиту, шабрят разъем нижней детали (разъем корпуса турбины, насоса и т. д.). При больших погрешностях применяют шлифование или скоростное фрезерование с использо­ ванием стационарных или переносных шлифовальных станков. Используют также ручные пневматические шлифовальные ма­ шинки.

Если деталь по габариту большая (корпус главной турбины), то не стремятся вывести общую деформацию (коробление) разъе­ ма крышки, так как это связано с большим объемом работ и, ес­ ли речь идет о разъеме корпуса турбины или насоса, с уменьше­ нием радиальных зазоров в проточной части турбины или гидрав­ лической части насоса. В данном случае разъем крышки шабрят по сравнительно небольшой контрольной плите, достаточной для перекрытия ширины полки фланца разъема. Для того чтобы избе­ жать влияния общей деформации, крышку при проверке качества шабрения разъема корпуса перемещают (после накрашивания) возвратно-поступательно по разъему корпуса в поперечном на­ правлении на несколько миллиметров.

Качество шабрения считают удовлетворительным, когда пятна краски равномерно покрывают обрабатываемую поверхность разъ­ ема с количеством не менее 1 пятна на 1 см2. Кроме того, качест­ во пригонки сопряженных поверхностей (если последующая сборка производится без прокладки) проверяют щупом после их наложе­ ния друг на друга. В соединениях, работающих под давлением (корпусах турбин, насосов), местные зазоры допускают не более 0,05 мм; в других случаях (например, в сопряжении лап механиз­ ма с установочными фундаментными клиньями) — до 0,1—0,2 мм.

Иногда при шабрении поверхностей контролируют их относи­ тельное положение. Например, когда шабрят поверхности сопря­ жения блока цилиндров двигателя с блок-картером, то контроли­ руют относительное положение плоскости сопряжения блока ци­ линдров с тем, чтобы обеспечить перпендикулярность осей цилинд­ ров блока к оси коленчатого вала двигателя. Контроль в этом случае ведут по струнам, периодически устанавливаемым по осям цилиндров блока и по оси коленчатого вала.

Механическому износу подвержены рабочие поверхности вту­ лок цилиндров, параллелей, направляющих втулок, грундбукс и нажимных втулок сальников. Если износы превышают допустимые, то детали заменяют.

212

При наличии достаточной прочности детали подвергают обычно механической обработке для устранения наработков, задиров, ис­ кажений первоначальной геометрии рабочих поверхностей (напри­ мер, втулки цилиндров растачивают и шлифуют, параллели про­ страгивают и шлифуют). Для сохранения нормальных зазоров у сопряженных деталей при этом увеличивают соответствующие размеры. Например, при растачивании втулки цилиндра изготав­ ливают новый поршень (или наплавляют и обрабатывают старый) увеличенного диаметра.

§ 61. РЕМОНТ ПОДШИПНИКОВ

Ремонт подшипников судовых механизмов и устройств. Эти под­ шипники относятся к наиболее изнашивающимся деталям. Как правило, они имеют слой залитого антифрикционного сплава, в качестве которого применяют баббиты Б83, БН, Б16 и свинцови­ стую бронзу Бр. СЗО. Подшипники выполняют также из оловянистых и алюминиевых бронз (Бр. ОФЮ-1, Бр.ОЦ10-2, Бр.АМц9-2), кремнистых и марганцовистых латуней (ЛК80-3, ЛМц58-2) и дру­ гих сплавов.

Дейдвудные подшипники чаще всего облицовывают различны­ ми пластиками (текстолитом, лигнофолем, капролоном и т. д.). Подшипники качения не ремонтируют, а заменяют.

Бронзовые и латунные подшипники обычно заменяют, а иногда наплавляют по рабочей поверхности тем же материалом, из кото­ рого изготовлен подшипник. Подшипники, имеющие заливку ан­ тифрикционным материалом, перезаливают. У дейдвудных под­ шипников заменяют планки набора или облицовочный вкладыш из пластика.

Наиболее сложным в технологическом отношении является ре­ монт подшипников, связанный с перезаливкой антифрикционного сплава вкладышей. В этом случае ремонт подшипников выполняют в следующей последовательности.

Выплавляют из вкладышей старый антифрикционный металл, используя электрические печи, газовые горелки и другие нагрева­ тельные устройства.

Раздают вкладыши в плоскости разъема для того, чтобы со­ хранить прежнюю посадку вкладыша в постели и обеспечить при­ пуск на пригонку (при заливке в литейной корке залитого анти­ фрикционного металла возникают значительные усадочные напря­ жения, стягивающие вкладыши и способные вызвать не только уп­ ругую, но и остаточную деформацию).

Величину раздачи определяют по формуле

Д£>=0,16— мм,

Ь

где D — наружный диаметр вкладыша, мм;

b — толщина стенки вкладыша с заливкой, мм.

Если вкладыши не имеют в разъеме прокладок (у турбин), то наплавляют металл на одну или обе стороны разъема для того,

213

чтобы в результате последующей пригонки вкладыша по постели его разъем не оказался ниже разъема постели.

Наплавленные разъемы предварительно фрезеруют. Подготавливают вкладыши под заливку (внутренние поверхно­

сти зачищают, обезжиривают, травят и лудят), затем вкладыши собирают и заливают.

Для снятия стягивающих напряжений предварительно раста­

ном 2, устанавливают на плиту или специальный угольник 1, уп­ лотняют огнеупорной глиной и асбестом стыки, подогревают вкладыш до температуры 250—300° С, расплавляют баббит и зали­ вают его вручную в зазор, образованный шаблоном и внутренней поверхностью вкладыша. При заливке баббит перемешивают стальным прутком для облегчения выхода литейным газам и обеспечения этим плотной, качественной заливки.

Сущность вибрационного способа заливки заключается в том, что вкладыш, собранный под заливку, устанавливают на вибра­ ционный стол, где и производят заливку. Вибрационный стол име­ ет вертикальные колебания с амплитудой 1,5 мм и частотой 1400 кол/мин. Качество заливки при этом получается более высо­ кое (по отношению к статической) за счет создания лучших усло­ вий для выхода литейным газам при вибрации.

При центробежной заливке половинки вкладышей соединяют между собой и закрепляют специальными фланцами на планшай­ бе токарного или специализированного станка. В отверстие одного из фланцев заводят воронку (рис. 85), пускают станок в ход и. через воронку внутрь вращающихся вкладышей подают порцию расплавленного баббита. Благодаря действию центробежных сил баббит ровным слоем распределяется по внутренней поверхности вкладышей и застывает. Чем быстрее вращаются вкладыши, тем

214

плотнее и равномернее ложится баббит, тем меньше раковин и неплотностей в антифрикционном слое. Однако при чрезмерно большой частоте вращения существенно проявляется ликвация (неравномерное распределение составляющих баббита по толщи­ не залитого слоя). В результате на внутренней поверхности ока­ зываются более легкие составляющие (олово), а на периферии — более тяжелые (медь, сурьма). Для снижения явления ликвации

Рис. 85. Приспособление к токарному станку для центробежной заливки под­ шипников:

применяют быстрое охлаждение вкладышей (сразу же после за­ ливки) водяной пылью, подающейся через сопла сжатым воз­ духом.

Оптимальную частоту вращения при заливке определяют по формуле

где К — коэффициент, зависящий от свойств антифрикционного сплава (для высокооловянистых баббитов /(=14004- 4-1800, для свинцовистых /(=17004-1900);

г — внутренний радиус заливаемого подшипника, см. Центробежная заливка имеет преимущества перед остальными

способами. Слой заливки получается плотным, без пор и раковин, так как давление, развиваемое центробежными силами, способ­ ствует активному выделению литейных газов из слоя заливаемого металла. Залитый слой имеет мелкозернистую структуру вследст­ вие быстрого охлаждения и перемешивания баббита в момент застывания. Сокращаются припуски на механическую обработку.

215

Если подшипники имеют дефекты в виде отдельных неболь­ ших трещин и выкрашиваний, а сцепление антифрикционного ме­ талла с материалом вкладыша хорошее, то практикуют ремонт с применением наплавки антифрикционного сплава (баббита) водо- родно-кислородным пламенем горелкой 2 (рис. 86). В этом случае дефекты вырубают. Вкладыши 1 подшипника погружают в ванну 4 с водой с таким расчетом, чтобы шов накладывался в нижнем положении, а место наплавки возвышалось над водой на 5—6 мм.

логии ремонта подшипников занимает ремонт дейдвудных подшип­ ников, которые представляют собой втулки, облицованные по внутреннему диаметру планками из антифрикционного материала. На судах ледокольного типа дейдвудные подшипники часто зали­ вают баббитом. Ранее для облицовки их широко использовали планки из бакаута (тропического дерева). В настоящее время ис­ пользуют: планки текстолита марки ПТК-С, планки лигнофоля (древесно-слоистого пластика) марки ДСП-A и ДСП-Б, планки композитного пластика марки ДТСП-5, планки из капролона, ре­ зино-металлические планки, цилиндрические вкладыши из анти­ фрикционной резины марки «8130» и цилиндрические вкладыши из капролона.

К ремонту дейдвудных подшипников относятся: замена анти­ фрикционного материала, восстановление посадочных мест дейд­ вудных втулок и заварка трещин на втулках.

Если втулки залиты баббитом, то их ремонтируют путем перезаливки с последующей механической обработкой. Применяют как статическую, так и центробежную заливку.

Планки из пластиков (текстолита, лигнофоля, композитного пластика, капролона) заменяют следующим образом:

удаляют из дейдвудных втулок старые планки; из плит пластика соответствующей толщины на фрезерном

станке нарезают заготовки планок и обрабатывают их по боковым поверхностям (рис. 87, а). Причем, если используют лигнофоль или композитный пластик, то заготовки отрезают с таким расче­

216

том, чтобы в дальнейшем торцы волокон березового шпона пла­ стика были обращены к дейдвудному (гребному) валу (рис. 87, б). Длину планок обычно принимают в пределах 350—

500 мм. Планки из текстолита выполняют возможно большими по длине;

обрабатывают планки по поверхности, прилегающей ко втулке (на фрезерном станке специальными фрезами, обеспечивая обра­ ботку поверхности по радиусу, соответствующему внутреннему ра­ диусу дейдвудной втулки);

Рис. 87. Приспособление для фрезерования боковых поверхностей планок (а);

набирают планки во втулки и растачивают по внутреннему диаметру на необходимый размер; растачивают боковые масляные карманы или фрезеруют продольные смазочные канавки (в зави­ симости от требований чертежа).

На Находкинском СРЗ сконструирован и изготовлен специаль­ ный автоматизированный сханок, который после соответствующей настройки обрабатывает планки по спинке и боковым поверхно­ стям с последующей отрезкой их от заложенной в станок плиты лигнофоля.

Если по каким-либо причинам дейдвудные втулки не выпрессовывались, то планки после их обработки по боковым и наружной поверхностям набирают во втулки и растачивают переносной борштангой, которую устанавливают по оси валопровода (рис. 88). Используют также фалылвтулки, в которых планки окончательно обрабатывают по внутренней поверхности. После этого планки на­ бирают в штатные втулки.

При наличии резино-металлических планок во время ремонта старые планки удаляют, подбирают новые с небходимым разме­ ром по высоте и устанавливают их во втулки. При возможности использования старых планок с целью уменьшения зазора на спин­ ки планок наклеивают листовую резину толщиной до 2—3 мм.

Если втулки имеют резиновый или капролоновый вкладыш, то при ремонте прежде всего удаляют старый вкладыш, втулку уста­ навливают в специальную прессформу, внутрь втулки заводят сер­

217

дечник соответствующей формы и размера и в кольцевой зазор между втулкой и сердечником запрессовывают сырую антифрик­ ционную резину, разогретую до температуры 30—40° С, или зали­ вают без давления расплавленный капролактан. Сырую резину после этого вулканизируют при температуре 120—130° С в течение 40—60 мин, капролактану дают остыть.

Посадочные места дейдвудных втулок можно восстанавливать (наращивать) металлизацией, электромеханической обработкой с

добавочным металлом и с помощью эпоксидных составов. При ис­ пользовании эпоксидных составов в качестве наполнителя приме­ няют стекловолокно, которое наклеивают в несколько слоев на по­ садочное место. После окончательного отверждения нанесенный слой обрабатывают (протачивают) на токарно-винторезном стан­ ке на необходимый диаметр. Толщина покрытия в этом случае должна быть не менее 0,5 мм.

Трещины на втулках ликвидируют с помощью электроили газосварки. Концы трещин при этом засверливают сверлом диа­ метром 5—6 мм и разделывают.

§62. РЕМОНТ ВАЛОВ МЕХАНИЗМОВ И ВАЛОПРОВОДОВ

'При ремонте валов механизмов и валопроводов характерны работы, связанные с устранением: деформаций валов, дефектов

рабочих шеек, трещин, коррозионных разрушений и поломок ва­ лов.

Деформации валов устраняют правкой (механической, терми­ ческой или термомеханической).

Дефекты рабочих шеек (эллиптичность, конусность, бочкообразность, задиры и др.) устраняют механической обработкой (про­ точкой с последующим шлифованием). В некоторых случаях (при текущих ремонтах) для устранения небольших по размерам де­

218

фектов применяют ручную опиловку, калибровку и шлифование шеек.

Для восстановления первоначального размера шейки вала ее наращивают электронаплавкой с последующей механической обра­

боткой. Применяют также гальванические покрытия и другие ви­ ды наращивания.

Перед электронаплавкой шейку вала протачивают до удаления следов износа. При небольшом объеме работы применяют ручную наплавку, а при больших — механизированную.

При ручной наплавке валики откладывают на шейке по обра­ зующей в определенной последовательности. При наплавке валов

из углеродистых и слаболегированных сталей применяют электро­ ды типа Э42А и Э50А.

При механизированной наплавке шейку наплавляют под слоем флюса ОСЦ-45 или АН-348, как правило, по винтовой линии, используя сварочный полуавтомат типа ПШ-5. В качестве приса­ дочного материала используют сварочную проволоку марки Св08 или Св08А. Если шейке вала после наплавки необходимо придать специальные (антикоррозионные) свойства, то используют легиро­ ванную проволоку. Вал устанавливают в центры токарно-винто­ резного станка, а сварочный полуавтомат закрепляют на суп­ порте.

Трещины, коррозионные разрушения и поломки валов устра­ няют с помощью электросварки, применяя соответствующие элект­ роды, присадочную проволоку и флюсы. При этом трещины по концам засверливают и разделывают под сварку, коррозионные разрушения вырубают или протачивают до чистого металла, кромки отломанных частей валов разделывают и отломанные час­ ти с помощью специальных приспособлений собирают под сварку. После этого ведут сварочный процесс. Как и при сварке стальных корпусных деталей, здесь применяют предварительный подогрев для снижения сварочных напряжений.

Шейки ответственных валов после наплавки и предварительной механической обработки подвергают упрочняющей обкатке ро­ ликом.

Ремонт коленчатых валов. Особенности ремонта коленчатых валов заключаются в технологии протачивания и шлифования рамовых и мотылевых шеек на токарно-винторезных станках. Если шейки валов имеют высокую поверхностную твердость (в резуль­ тате поверхностной закалки, азотирования и т. д.), то их обработ­ ку производят шлифованием на специализированных круглошли­ фовальных станках.

Существует два способа протачивания рамовых шеек на токар­ но-винторезных станках: при выпрямленной оси коленчатого ва­ ла; при свободно упруго изогнутой оси под действием собственного веса вала.

Наиболее распространен первый способ, хотя он и более трудо­ емок из-за работ по регулированию и поддержанию в прямоли­ нейном положении вала на станке.

219