книги из ГПНТБ / Королев Н.И. Эксплуатация судовых дизелей

Уход за шатунными болтами заключается в их осмотре, замере удлинения и замене при обнаружении дефектов и после опреде­ ленного срока работы (в четырехтактных дизелях). Основанием для замены болтов служат: повреждение резьбы, местные натиры, трещины, забоины и надрезы, скручивание, ослабление гайки на резьбе, слабая посадка в отверстии головки, остаточная деформа­ ция.

При задирах поршней во втулках, пере­ греве подшипников и разносе дизеля шатун­ ные болты заменяют независимо от их со­ стояния II срока службы.

Для внешнего осмотра болтов применя­ ют лупу с не менее чем пятикратным увели­ чением. Трещины в болтах выявляют маг­ нитной дефектоскопией или с помощью ме­ ловой обмазки, резьбу проверяют резьбоме­ ром или калибром.

Прилегание опорных поверхностей гаек и головок болтов, а также пригонку болтов но отверстиям проверяют на краску или щупом (щуп толщиной 0,03 мм не должен проходить в разъем).

В процессе эксплуатации у болта появ­ ляется остаточное удлинение, которое не должно превышать допустимой величины, указанной в заводской инструкции. Шатун­ ные болты, удлинившиеся больше чем на 0,2%, заменяют новыми.

Чтобы длину болта измерять между од­ ними и теми же местами, перпендикуляр­ ными оси болта, на его торцах делают пло­ щадки глубиной 2—3 мм или конические

центровые отверстия (рис. 25). Перед замером эти места необхо­ димо осмотреть и убедиться в отсутствии забоин, смазки и т. п. Замеряют специальной микрометрической скобой или скобой с линейным индикатором.

Установка новых болтов допускается только при наличии пас­ порта на них, в котором должны быть указаны химический состав материала и результаты механических испытаний образца. На бо­ ковой поверхности головки должно быть клеймо ОТК завода-изго- товителя и указание точной длины болта.

При сборке подшипников обращают особое внимание на пра­ вильность затяжки шатунных болтов. Наиболее распространен­ ные способы контроля затяжки основаны на замере удлинения болта, угла поворота гайки, крутящего момента затяжки и растя­ жения болта гидравлическим устройством на определенное давле­ ние.

Способ, основанный на замере удлинения болта,— наиболее точный. Затяжку производят в несколько приемов. Если болтов

57

четыре, их затягивают в шахматном порядке. Если после оконча­ ния затяжки ганки шатунного болта отверстие для шплинта не совпадает с прорезями корончатой гайки, то гайку следует по­ вернуть в сторону натяга до совпадения отверстия с прорезыо. Затянутые ключами гайки болтов должны быть зашплинтованы. Применение шплинтов, несоответствующих размерам или быв­ ших в употреблении, запрещается.

Результаты замеров длины шатунных болтов до затяжки гаек

гание вкладышей к постели и шейкам коленчатого вала (на крас­ ку). Кроме того, осматривают состояние рабочих поверхностей, масляных холодильников, канавок.

Повреждения и способы ремонта вкладышей рамовых подшип­ ников такие же, как и мотылевых подшипников.

§ 11. КОЛЕНЧАТЫЕ ВАЛЫ

Для изготовления коленчатых валов применяют углеродистую пли легированную сталь. Валы могут быть: цельноковаными (в судовых вспомогательных дизелях) и составными, из двух и более частей, соединенных фланцами (у главных дизелей средней и большой мощности). Коленчатые валы мощных малооборотных дизелей иногда выполняют с составными или полусоставнымн мотылями.

Кормовой (концевой) фланец, служащий для соединения дизе­ ля с промежуточным или упорным валом, отковывают заодно с коленчатым валом. На валу, обычно у кормового фланца, уста­ навливают шестерню для привода распределительного вала. На валу располагают также шестерни для привода насосов, обслу­ живающих дизель, и маховик, обеспечивающий равномерность вращения двигателя.

Иногда на щеках мотыля крепят противовесы, уравновешиваю­ щие силы инерции и их моменты.

Коленчатые валы выполняют со сверлениями, расточками и без них. Если осевое сверление используют для подвода масла от ра­ мовых подшипников к мотылевым, расточные отверстия закрыва­ ют заглушками пли в сверлениях запрессовывают трубки для под­ вода масла.

Масло для смазки рамовых подшипников подводится от систе­ мы циркуляционной смазки к каждому рамовому подшипнику. Для подвода масла к мотылевым подшипникам используют кана­ лы в рамовых шейках, а также в щеках и мотылевых шейках.

При длительной работе дизеля шейки коленчатого вала сра­ батываются и теряют цилиндрическую форму. В результате они приобретают эллиптическую (в поперечном сечении), конусную и другие геометрические формы (бочкообразную, корсетную).

58

Эллиптичность (овальность) характеризуется разностью двух взаимно перпендикулярных диаметров шейки. Конусность опреде­ ляется разностью диаметров, лежащих в одной плоскости и изме­ ренных по концам шейки.

Неодинаковый износ поверхности шеек получается вследствие нарушения правильности взаимного положения осей цилиндровой втулки, поршня, коленчатого вала и его подшипников, несоблюде­ ния нормального режима эксплуатации, вибрации двигателя и других причин.

Так, конусность появляется при плохой подгонке подшипника, 'в результате чего он при работе соприкасается , не по всей длине шейки, а какой-то частью, что и приводит к износу одного из кон­ цов шейки. Конусность может возникнуть также из-за наруше­ ния центровки движения.

Эллиптическую форму шейка вала приобретает, главным обра­ зом, при действии инерционных сил неуравновешенных масс кри­ вошипно-шатунного механизма. Большая выработка наблюдается

у мотылевых шеек, испытывающих сильную неравномерность на­ грузки.

Характер и интенсивность износа шеек зависят также от режи­ ма смазки, масляного зазора в подшипниках и от поверхностей твердости материалов шеек и подшипников.

Средний нормальный износ шеек на 1000 ч работы для дизеля, в зависимости от его конструкции и условий эксплуатации, со­ ставляет: мотылевых — 0,01—0,02 мм, рамовых — 0,005— 0,0015 мм.

Износ рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала опреде­ ляют путем замера диаметров в трех поперечных сечениях в двух взаимно перпендикулярных плоскостях — вертикальной и горизон­ тальной (рис. 26). Одно из сечений (среднее) должно находиться

При обмере мотылевых шеек соответствующий мотыль должен быть.установлен в в. м. т., а при обмере рамовых шеек-— в лю­ бую из мертвых точек. Рамовые шейки можно также измерять при положении мотыля первого цилиндра дизеля и в. м. т. или и. м. т. (с целью экономии времени).

Поскольку мотылевая шейка испытывает наибольшее усилие не в в. м. т., а при отклонении от нее на некоторый угол, и наи­ больший износ шейки лежит не в плоскости мотыля, а смещен от нее на некоторый угол, то для более точного определения харак­ тера износа целесообразно мотылевую шейку дополнительно изме­

59

рять в плоскостях под углом 45° к вертикальной и горизонтальной плоскостям.

Обмер рамовых шеек в процессе эксплуатации (без подъема коленчатого вала) с целью определения эллиптичности производят при помощи индикатора, установленного на раму двигателя. Для этого, установив мотыль первого цилиндра в в. м. т., а ножку ин­ дикатора— на поверхность проверяемой шейки н совместив стрелку индикатора с нулевым делением, поворачивают вал. Че­ рез каждые 45° записывают показания индикатора.

Величина эллиптичности шейки будет равна удвоенной макси­ мальной разности показаний индикатора. Естественно, получить абсолютные размеры шейки при таком замере невозможно.

Для дизеля, находящегося в эксплуа­ тации, эллиптичность и конусность шеек коленчатого вала не должны превышать:

мотылевых — 0,00078 rf+0,05 мм, рамо­ вых— 0,00078 d+0,03 мм (где сі — поми­ нальный диаметр шейки в мм).

Если выработка шеек превышает до­ пустимые нормы, коленчатый вал ремон­ тируют (шлифуют, опиливают, растачи­ вают) .

Характер и величину изгиба оси ко­ ленчатого вала проверяют путем измере­ ния просадки и упругих раскепов. Эти измерения делают в сроки, указанные в графике планово-предупредительных ос­

мотров (обычно через 4000—5000 ч работы дизеля), а также до и после затяжки анкерных связей и фундаментных болтов, после выплавления и замены вкладышей рамовых подшипников, задиров поршней, посадки судна на грунт и т. д.

Просадку рамовых шеек проверяют контрольной скобой (рис. 27), которую поставляет завод вместе с дизелем. Для этого мотыль первого цилиндра устанавливают в в. м. т., крышки и верх­ ние вкладыши снимают, скобу 1 ставят над рамовой шейкой 2 и щупом замеряют расстояние между скобой и шейкой вала. На шейке делают два замера (нос-корма), отстоящие от галтелей на 15—20 мм. Увеличение зазора а укажет на выработку нижних вкладышей подшипника и просадку вала (при этом должен учиты­ ваться возможный износ шейки вала).

Перед замером просадки надо убедиться в том, что шейка ва­ ла опирается на нижний вкладыш (щуп толщиной 0,03 мм не дол­ жен входить в зазор между шейкой вала и вкладышем). Если в рамовом подшипнике имеется зазор, необходима переукладка ко­ ленчатого вала.

Данные замеров просадки вала заносят в таблицу (табл. 7). Неравномерную просадку рамовых шеек коленчатого вала оп­ ределяют также по раскепам (разность расстояний между щека-

60

Заводском

Последнем

Данном

ми мотыля при положении его в в. м. т. и н. м. т. пли на правом и левом бортах).

Раскепы могут быть положительными и отрицательными. По­ ложительный раскеп указывает на прогиб вала вниз (рис. 28, а), отрицательный—-на выгиб его вверх (рис. 28, б).

Величину раскепа измеряют микрометрическим штихмасом пли индикатором с точностью до- 0,01 мм. При измерении индика­ тором, во избежание ошибок, показания следует понимать так: если стрелка на циферблате движется против часовой, величину

Рис. 28. Раскепы коленчатого вала Рис. 2Э. Места замера раскепов

Для измерения раскепов вала необходимо на щеках нанести

10—15 мм от края щеки. Заведя индикатор в керны (стрелку ин­ дикатора устанавливают на нуль) и вращая коленчатый вал, че­ рез каждые 90° (в. м. т., левый борт; и. м. т, правый борт) опре­ деляют отклонения стрелки от исходной точки. Когда шатун нахо­ дится в н. м. т. и снятие раскепов затруднено, их измеряют при смещенном угле поворота коленчатого вала (примерно на 15° от в. м. т. и н. м. т.).

61

При измерении раскепа, как и просадки, необходимо убедить­ ся в том, что обе рамовые шейки мотыля опираются на нижние вкладыши подшипников.

Полученные результаты замеров заносят в таблицу (табл. 8).

В. м. т.

Н. м. т. ПБ ЛБ

На основании полученных значений раскепов можно опреде­ лить величину, на которую нужно поднять (пли опустить) тот или иной вкладыш подшипника. Если раскеп имеет положительное зна­

дельно допустимых раскепов составляют на дизелестронтельном заводе.

Кроме' износа и искривления оси, коленчатый вал может иметь коррозионные разъедания, задиры, царапины, следы баббита и реже — трещины и поломки (чаще у вспомогательных дизелей).

62

Коррозионные повреждения поверхностей шеек коленчатого зала (чернота, оспины) могут быть следствием повышенной кис­ лотности масла, попадания в него воды, а также неподвижного положения в течение нескольких суток. Чтобы предупредить кор­ розию, необходимо тщательно следить за качеством масла, нахо­ дящегося в системе, а во время длительных стоянок судна еже­ дневно проворачивать вал па 390—420°.

Мелкие кольцевые риски появляются от твердых частиц, по­ павших при сборке дизеля или с циркуляционным маслом. Зади­ ры на шейках образуются от перегрева и подплавкп подшипника. Заедание поршня в цилиндре млн недостаточный масляный зазор в подшипнике также могут вызвать задиры шеек вала.

Причинами трещин п поломок вала могут быть работа дизеля на критической частоте вращения, подплавка подшипников, боль­ шие смещения п изломы осей в соединениях с валопроводом

и т. д.

При обнаружении смещения осей коленчатого вала и пристав­ ного вала более чем на 0,05 мм и излома этих осей свыше 0,05 мм на 1 м длины коленчатый вал подлежит переукладке. Также надо помнить, что оси всех рамовых шеек коленчатого вала должны находиться на одной линии. Осп мотылевых п рамовых шеек дол­ жны быть параллельны (их непараллельность допускается не бо­ лее 0,15 мм на 1 м длины вала).

Некоторые повреждения шеек коленчатого вала можно устра­ нить в судовых условиях. Так, оспины, чернота (результаты кор­ розии) и мелкие риски на шейках устраняют шлифовкой при по­ мощи деревянного хомута с наждачным полотном. При более серьезных повреждениях (образования предельной эллиптичности пли конусности) коленчатый вал протачивают на станке в завод­ ских условиях.

§ 12. ПРОВЕРКА ЦЕНТРОВКИ ДИЗЕЛЕЙ

Для обеспечения нормальной работы дизеля необходимо после его переборки, замены или ремонта деталей, а также периодически в процессе эксплуатации проверять центровку механизма движе­ ния и валов.

Центровку механизма движения проверяют путем замера за­ зоров между поршнем (при снятых кольцах) ц втулкой в нижней и верхней частях поршня, устанавливая мотыль двигателя в верх­ нюю II нижнюю мертвые точки. В тронковом дизеле зазоры заме­

Вверху зазоры рекомендуется замерять у направляющей части поршня длинным щупом. При использовании короткого щупа за­ мер следует снимать возможно ниже верхней кромки головки поршня. Внизу замеры производят на расстоянии 20—30 мм от

63

торца поршня (рис. 31). Все замеры при обоих положениях порш­ ня производят дважды. В случае их совпадения при повторном из­ мерении результаты заносят в таблицу по следующей форме

(табл. 9).

Если при положениях мотыля в в. м. т. и н. м. т. сумма зазо­ ров a-\-d по одной диагонали равна сумме зазоров Ь-\-с по другой диагонали, то это будет означать, что поршень, а следовательно, и шатун установлены правильно. При неравенстве указанных сумм зазоров поршень будет перекошен в цилиндре, что будет влиять на износ мотылевого подшипника или шейки. Определяя разность' зазоров между поршнем и втулкой вверху п внизу порш­ ня при обоих положениях мотыля (в.м.т. и и. М . Т . ) , находят ве­ личину перекоса поршня относительно оси цилиндра.

64

Величина допустимого перекоса указана в паспорте дизеля. Обычно считают, что перекос не должен превышать 0,15 мм на 1 м длины поршня.

Для большей точности (с целью обнаружения перекоса) жела­ тельно проверять механизм движения при временно установлен­ ных минимальных масляных зазорах в мотылевом подшипнике (0,05—0,1 мм). Если перекос поршня превышает допустимую ве­ личину, определяют причину возникновения и устраняют его.

В практике эксплуатации тронковых дизелей могут встретить­ ся следующие характерные случаи расцентровки.

При противоположных положениях мотыля сумма зазоров по одной диагонали меньше суммы зазоров по другой диагонали {a-\-d<^b-\-c или a-\-d>b-\-c), т. е. при обоих положениях моты­ ля поршень наклонен в одну и ту же сторону (в нос или в корму). Причина перекоса в данном случае (рис. 31, а) объясняется не­ правильной пригонкой верхней половины мотылевого подшипника.

Привалку поршня делают шабрением баббитовой заливки на верхнем вкладыше мотылевого подшипника со стороны, противо­ положной стороне наклона поршня. Такой же слой заливки сни­ мают с противоположной стороны нижнего вкладыша. Во время шабрения металла с одной стороны вкладыша избыток заливки постепенно сводят на нет к противоположному торцу вкладыша, следя за тем, чтобы не «развалить» бока заливки. Прилегание вкладыша к шейке вала проверяют на краску. Толщину сшабрен­ ного слоя определяют путем измерения микрометром толщины вкладыша вместе с заливкой.

При положении мотыля в в. м. т. a-{-d<^b-\-c, а при положе­ нии в н. м. т. a-\-d>b-\-c, т. е. при крайних положениях мотыля поршень наклонен в противоположные стороны (рис. 31, б). Этот случаи указывает на непараллельность мотылевой шейки с осью вала. Перекос устраняют опиловкой мотылевой шейки с последую­ щей пригонкой подшипника по шейке вала и установкой необхо­ димого масляного зазора.

При положении мотыля в в. м. т. сумма зазоров по обоим диа­ гоналям равна {a-\-d=b-]r c), а при положении в н. м. т. эта сум-

ма по одной из диагоналей меньше, чем при другой (a-\-d~>b-\-c), т. е. поршень наклонен только при положении в н. м. т. Подобный перекос вызывается односторонней конусностью мотылевой шей­ ки (рис. 31, в). Для устранения этого дефекта опиливают конус шейки вала.

Рис. 32. Проверка цент­ ровки кренцкопфного ди­ зеля

При положении мотыля в крайнем положении (в. м. т. и н. м. т.) зазоры между поршнем и втулкой вверху и внизу равны (а= с, b= d), а сумма этих зазоров не равна (a-j-c=£b-{-d). В данном случае перекос осей отсутствует, поршень смещен параллельно оси.

Для устранения смещения проверяют возможность перемеще­ ния мотылевого подшипника в обратную сторону вдоль шейки мотыля. Если такая возможность имеется, то приведенное соотно­ шение зазоров можно оставить без изменения. Если же смещение подшипника невозможно, необходимо осмотреть его торцы и гал­ тели. Обнаруженные забоины на галтелях следует запилить. Иног­ да прибегают к шабрению торцевой части подшипника.

66