Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Малиновский М.А. Технология и организация судоремонта учебник

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.99 Mб
Скачать

При опиливании всего ряда уменьшение ширины лопаток допу­ скается до 1 мм, в противном случае лопатки подлежат замене.

При ослабленном креплении бандажной ленты к шипам их подчеканивают и припаивают к ленте твердым припоем. В случае обрыва некоторых шипов бандажную ленту припаивают непосред­ ственно к лопаткам. При обрыве бандажной ленты в нескольких пакетах или при зазоре между шипом и отверстием в ослаблен­ ном месте бандажной ленты, большем в 2—3 раза нормального, ленту заменяют. Лента также подлежит замене, если оспинные разъедания достигают 3% ее толщины. Единичные разрывы бан­ дажной проволоки устраняют припаиванием серебряным припоем.

Перелопатывание дисков. Технологический процесс состоит из трех стадий: подготовительных работ, демонтажа лопаток и их постановки. Подготовка к перелопатыванию предусматривает под­ бор необходимого инструмента и приспособлений. У новых лопа­ ток проверяют геометрические размеры в соответствии с черте­ жом, прилегание хвостовых поверхностей лопаток между собой или с поверхностями промежуточных тел. При необходимости эти поверхности подгоняют на краску.

Каждую лопатку тщательно осматривают через лупу с 6—10- кратным увеличением. На поверхности лопаток не должно быть коррозии, царапин, забоев. На материал лопаток должен быть выдан паспорт.

Для лопаток, работающих при температурах до 500° С, приме­ няют стали марок 1X13 и 2X13. Эти стали достаточно прочны и вязки, хорошо выдерживают разъедающее действие влажного пара и при указанной температуре сохраняют .свои механические свойства. Для лопаток, работающих при температурах пара 500—

600° С, применяют специальные стали

аустенитного

класса

ОХ18Н10Т и Х18Н10Т.

 

 

Проверенные лопатки распределяют

по пакетам,

которые

должны иметь одинаковый вес. Такой подбор лопаток в дальней­ шем облегчает балансировку ротора.

После окончания подготовительных работ приступают к раз-

лопатыванию

ротора, т. е. к удалению старых

лопаток. У

лопаток

с внутренней

посадкой

этот

процесс начинают

с удаления

замка,

для чего вырезают над

ним

часть бандажной

ленты, а в

некото­

рых случаях вырубают соседние лопатки. Затем замок высверли­ вают, остатки его вынимают и через колодец удаляют лопатки и промежуточные тела, осторожно продвигая их с помощью красномедной оправки и молотка к замковому отверстию.

Перед удалением лопаток бандажную ленту и скрепляющую проволоку разрезают у каждой лопатки. При верховой посадке лопаток удаляют заклепки: срубают расклепанную часть и с по­ мощью специального бородка заклепки выбивают. Прочно сидя­ щие заклепки высверливают.

Перед разлопатыванием необходимо записать номер ступени, количество лопаток в ряду, направление вращения диска и поря­ док разбивки на пакеты.

После

разлопатывания

приступают

к облопатыванию диска,

т. е. постановке лопаток в

паз, который

должен быть

очищен от

ржавчины,

грязи, накипи

и смазан ртутной мазью,

глицерином

или вазелином. Натиры и забоины зачищают.

Для обеспечения правильной установки лопаток в пазы прове­ ряют соответствие хвостов лопаток и промежуточных тел с пазом путем установки каждого из этих элементов в паз. В случае необ­ ходимости производят подгонку. Величину допуска посадки лопа­ ток в гнезда берут с чертежа.

В паз диска вставляют медный упор 2 (рис. 50, а), который расклинивают стальным клином /, или на диске закрепляют спе-

Рис. 50. Набор лопаток в паз

циальную скобу 4 (рис. 50, б). Легкими ударами молотка по спе­ циальной красномедной оправке поочередно подводят к упору про­ межуточные тела и лопатки 3. Фактическое количество лопаток в ряду может отличаться от чертежного на 2—3%.

Необходимо контролировать правильность установки лопаток в радиальном и осевом направлениях. Отклонения в радиальном

направлении допускаются до 0,35 мм, а

в

осевом — 0,3 мм на

100 мм длины лопаток. Иногда в турбинах

с

целью уменьшения

напряжения от усилия пара лопатки устанавливают не по радиу­ су, а с некоторым наклоном. В этом случае изгибающий момент, возникающий от центробежной силы инерции, и изгибающий мо­ мент, вызываемый усилием от действия пара, будут направлены в противоположные стороны. Величину наклона выбирают по чер­ тежу.

Правильность установки в радиальном направлении

проверя­

ют специальным

шаблоном (рис.

51, а), а в

осевом направле­

нии— угольником

(рис. 51, б). В

реактивных

ступенях

осевые

отклонения проверяют сегментом

(рис. 51, в),

толщина

которого

равна зазору между двумя рядами лопаток. Отклонение от шаб­ лона допускается 0,25 мм. На снятых дисках осевое отклонение проверяют специальным приспособлением (рис. 51, г). •

Установив на место все лопатки, приступают к разделке и за­ крытию замка. Для определения толщины замка лопатки уплот-

няют, забивая клинья между первой и последней лопатками. Так как установка замка является ответственной операцией, ее вы­ полняют под непосредственным наблюдением ОТК.

Гнезда в бандажной ленте штампуют по специальным шабло­ нам. Зазор по периметру между шипом лопатки и отверстием з бандажной ленте должен быть 0,1—0,2 мм. После того как бан­ дажная лента будет надета на шипы, их расклепывают, затем зачеканивают, добиваясь плотного прилегания ленты к торцу лопа­

ток. После закрепления бандажной лен­ ты ее с торцев протачивают (для обеспе­ чения равномерности осевых зазоров по всей окружности). Для утонения кромок

 

 

 

 

бандажей

на них снимают

фаску.

 

 

 

 

 

Проточку осуществляют

при собран­

 

 

 

 

ном роторе на токарном станке. Между

 

 

 

 

отдельными участками бандажной лен­

 

 

 

 

ты, связывающей лопатки в пакете, ос­

 

 

 

 

тавляют

температурный

зазор

(0,8—

 

 

 

 

1,5 мм), который выбирают по чертежу.

 

 

 

 

Шипы припаивают с внутренней сторо­

 

 

 

 

ны бандажной ленты, для чего лопатку

 

 

 

 

устанавливают

вниз.

Пайку производят

 

 

 

 

твердым припоем марки ПСр45. На ме­

 

 

 

 

сто пайки

кладут

флюс

(60%

водного

 

 

 

 

фтористого калия и 40% борной кислоты

 

 

 

 

или 43% безводного фтористого калия и

 

 

 

 

5,7%

борной кислоты)

и горелкой

нагре­

 

 

 

 

вают

до 720—760°С.

(При этой

темпе­

 

 

V7777.

ратуре припой

расплавляется,

заполняя

Рис.

51. Проверка

установ

все неплотности.)

 

 

 

 

 

Бандажную

проволоку

протаскивают

 

ки лопаток:

 

через

отверстия

во

время

набора

лопа­

/ — поворотный

рычаг;

2 — ин

 

дикатор;

3 — диск

ток. Зазор

между

проволокой

и

отвер­

 

 

 

 

стием

не

должен

 

превышать

0,15—

0,2 мм. Для пайки проволоки применяются припой и флюсы

такие

же,

как и для пайки шипов. При пайке

проволоки лопатку

уста­

навливают в горизонтальное положение. Для обеспечения тепло­ вого расширения в связывающей проволоке, как и у бандажной ленты, зазоры должны быть 0,8—1,5 мм.

Бандажную ленту и проволоку изготавливают из того же ма­ териала, что и лопатки.

Правка вала. Основными причинами прогиба вала могут быть: неправильный прогрев турбины, посадка дисков с недостаточны­ ми осевыми тепловыми зазорами, задевания в лабиринтовых уп­ лотнениях (что вызывает местный нагрев от трения и прогиб ва­ ла). Валы с осью, искривленной более чем на 0,2 мм, подлежат правке.

Существуют три способа правки: механический, термический и термомеханический.

Сущность механической правки состоит в том, что вал уста­ навливают выпуклой стороной на оправку, предварительно под­ ложив под него медную прокладку. Поддерживая вал в этом по­

ложении,

вогнутую

часть

наклепывают

специальным чеканом

(рис. 52,

а),

рабочая

плоскость

которого

соответствует

радиусу

поврежденного

ме­

 

ста вала. Удары по чекану наносят молот­

 

ком весом 1—2 кг. При этом

сжатые

во­

 

локна на

вогнутой

части

вала

удлиняются,

а растянутые волокна на выпуклой части

сжимаются;

в

результате

вал

выпрямля­

 

ется. Наилучшие

результаты

этот способ

 

дает при

прочеканивании

вала

в

секторе

 

120°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе чеканки необходимо соблю­

 

дать порядок

нанесения ударов

(рис. 52, б).

Наиболее сильные

удары наносят в верх­

 

ней части

сектора,

слабее — по

краям.

 

 

После

механической

правки

произво­

 

дят тепловую стабилизацию вала, нагревая

 

его индуктивным (или

каким-либо

другим)

 

способом

до

температуры, на

50° С выше

температуры

 

пара, поступающего

в

тур­

Рис. 52. Правка вала на­

бину. В случае

необходимости

чеканку и

клепыванием

 

отжиг чередуют до получения необходимых результатов. Чеканка вала может производиться между гребнями

лабиринтовых уплотнений по лопаточным пазам, но в этом случае необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы не повре­ дить пазы.

гревом

Для правки термическим способом вал устанавливают выпук­ лой поверхностью вверх в центрах станка или свободно на своих подшипниках (рис. 53). На валу выбирают участок, имеющий максимальный прогиб (длиной 30—50 мм, с охватом 7з окруж­ ности). Оголенный участок нагревают в течение 10—15 мин га­ зовой горелкой до температуры 500—550°С (темно-красный цвет). Обычно выбирают горелку № 7, имеющую наибольший диаметр

наконечника, что позволяет за короткий промежуток времени дать большое количество тепла.

Нагретый участок накрывают асбестом 2, и в таком положе­ нии вал остывает до температуры окружающей среды. При на­ гревании вал еще больше выгибается в направлении первоначаль­ ного прогиба, а при остывании волокна выпуклой части укорачи­ ваются, вызывая удлинение волокон вогнутой части, и вал вы­

прямляется. На валу, ближе к

 

 

 

 

месту

правки,

 

устанавливают

 

 

 

 

индикатор

 

/

для замера

де­

 

 

 

 

формации

во

время правки.

 

 

 

 

После охлаждения

вала его

 

 

 

 

ось

проверяют

индикатором

 

 

 

 

(рис.

54)

и

в

случае

необхо­

 

 

 

 

димости

повторяют нагрев.

 

 

 

 

При

 

правке

барабанных

 

 

 

 

роторов

 

нагрев

осуществля­

Рис. 54. Изменение оси вала во время

ют двумя

горелками,

при этом

участок

нагрева

должен

охва­

правки

и

остывания:

/ — индикатор; 2

отклонение к

концу на­

тывать

не менее

чем половину

грева; 3— отклонение

к концу

остывания

окружности

барабана.

Место

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрева

должно

быть

удалено

от ближайшего лопаточного венца на расстояние не менее двух глубин лопаточного паза.

Если не удается выправить ротор термическим путем (ротор повышенной жесткости), прибегают к термомеханическому спо-

Рис. 55. Правка

вала термомеханическим

способом:

 

/ — индукционный нагреватель;

2 — индикаторы;

3—

тяги;

4 —плита;

5 — домкрат;

6 — индукционный нагреватель;

7 — трос

 

собу правки. Сущность этого способа состоит в том, что индукци­ онным нагревателем вал по всей окружности, в месте максималь­ ного прогиба, нагревают до температуры 600—650°С и правят ли­

бо с помощью домкрата

(рис. 55, а), либо с помощью

тросов

(рис. 55, б). Затем ротор

подвергают отжигу, при котором

вал на­

гревают в течение 30—40 мин,

вращая

его со

скоростью

10—

20 об/мин.

После прекращения

нагрева

вал

продолжают

вра­

щать с этой же скоростью в течение 2—2,5 ч.

Затем вращение

прекращают

и периодически проворачивают вал (через 10—15лшн),

пока температура его не сравняется с температурой окружающей среды.

Сборка ротора. После ремонта дисков и вала приступают к сборке ротора. Насадка дисков на вал может осуществляться при

горизонтальном

и вертикальном

положениях

вала. Рассмотрим

сборку

ротора

при вертикальном

положении

вала.

 

 

Вал

устанавливают

в

строго

вертикальное, а диски — в

гори­

зонтальное

 

положение

на специальные

носилки

(рис. 56). Для

обеспечения

необходимого

натяга

 

 

 

 

 

лежащий на носилках диск рав­

 

 

 

 

 

номерно прогревают от обода к

 

 

 

 

 

ступице. Нагретый

диск

медлен­

 

 

 

 

 

но, без рывков надевают на вал с

 

 

 

 

 

помощью крана.

Под

действием

 

 

 

 

 

собственного

веса

диск

садится

 

 

 

 

 

на свое место на шпонке.

 

 

 

 

 

 

В

собранном

 

роторе

между

 

 

 

 

 

дисками, а также между крепеж­

 

 

 

 

 

ной гайкой и последним диском

 

 

 

 

 

должны

оставаться

тепловые за­

 

 

 

 

 

зоры

0,1—0,3 мм, причем

эти за­

 

 

 

 

 

зоры по всей окружности ступи­

 

 

 

 

 

цы должны

быть

одинаковыми.

 

 

 

 

 

Метод посадки дисков в вер­

 

 

 

 

 

тикальном

положении

вала очень

 

 

 

 

 

удобен, не дает перекосов, так

 

 

 

 

 

как

диск

предварительно

выве­

 

 

 

 

 

ряется

в

горизонтальном

ПОЛО-

Р и с

5 6 Насадка

дисков на

вал

жении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротора

 

§ 42. ПОНЯТИЕ О СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКАХ РОТОРА

Замена отдельных деталей ротора и пригонка их во время

сборки могут

быть причиной появления неуравновешенных масс.

В зависимости

от расположения этих масс различают статическую

и динамическую неуравновешенности ротора. В общем случае на ротор действует система элементарных сил инерции (рис. 57),раз­ ных по величине и направлению (Ки Кг, Кз, Кь Ks)- Эта система сил может быть приведена к равнодействующей силе R, точка приложения которой находится на расстоянии г от оси вращения ротора, и к моменту равнодействующей пары сил M = PL.

Статически неуравновешенным называется ротор, неуравнове­ шенные массы которого при его вращении приведены к одной мас­ се, создающей центробежную силу (/?=5^0; МфО). Центробежная сила при вращении стремится изогнуть ротор и вызывает его ви­ брацию.

Динамически неуравновешенным называется ротор, неуравно­ вешенные массы которого при его вращении дают две центробеж-

ные силы, находящиеся одна от другой на определенном расстоя­ нии и направленные в разные стороны {R — 0; МФО). Динами­ ческая неуравновешенность ротора вызывает его вибрацию, стре­ мясь вырвать ротор с подшипников.

Ротор будет полностью уравновешен, когда R=Q и М — 0.

В практике судоремонта может встретиться также случай не­ уравновешенности ротора как статической, так и динамической

(R¥=0; МФО).

Статическая балансировка. Основная цель статической балан­

сировки— достигнуть

равновесия покоя ротора в любом положе­

нии при повороте его

вокруг своей оси. Сущность балансировки

Рис. 57. Схема действия центробеж-

Рис. 58. Станок для статической балан-

ных сил при вращении ротора

сировки дисков

заключается в удалении или добавлении груза в определенном месте, что приводит центр тяжести ротора на ось его вращения.

Статическая балансировка дисков производится на специаль­ ных балансировочных станках (рис. 58). Станок состоит из двух стоек 4, на которых закреплены в горизонтальном положении приз­ матические стальные балки 3 с трапециедальным сечением. Приз­ мы должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибаться под весом балансируемой детали. Их рабочую поверхность цементиру­ ют и закаливают. Длину призм выбирают такой, чтобы шейки оп­ равки 2, на которые насажен диск /, могли сделать 1,5—2 полных оборота.

Укрепленный на оправке диск устанавливают на призмах и приводят в движение вручную. Диск, прокатываясь по призмам, займет положение, при котором его утяжеленная часть окажется внизу. В противоположном месте утяжеленной части диска при­ крепляют кусочки мастики или замазки и вновь его прокатывают по призмам. Величину уравновешивающего груза подбирают до тех пор, пока не будет устойчивого равновесия в любом положе­ нии диска. Это будет свидетельствовать о том, что центр тяжести диска переместился на его геометрическую ось. После этого урав­ новешивающий груз взвешивают и на противоположной стороне снимают соответствующее количество металла под ободом диска.

Вес снимаемого металла, в зависимости от его расстояния от оси вращения, определяют из соотношения

где g — вес взвешенного груза, г;

 

/ — расстояние

от

навешенного

груза до геометрической

оси диска,

мм;

 

 

г—расстояние

места расположения снимаемого металла от

геометрической

оси диска,

мм.

Если вес снимаемого металла не превышает 100 г, его можно снять с помощью карборундового круга, приводимого в движение

пневмомашиной

или

электро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дрелью. Для

удаления

большего

 

х

 

 

 

 

 

 

 

количества

металла

его стачива­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

ют резцом на карусельном стан­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зо

 

 

V -

 

 

 

ке. В этом случае диск

крепят на

 

20

 

 

 

 

 

планшайбе

наклонно,

чтобы

ре­

 

 

 

S

 

 

 

 

10

'ним

 

 

 

 

 

 

зец брал только то место, где

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необходимо

снять

металл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отбалансированный таким об­

 

Рис.

59.

Диаграмма

для

определения

разом

ротор

не учитывает

остав­

 

шийся

небаланс

 

 

вследствие

 

места

и

величины

оставшегося не­

 

 

 

 

 

баланса

 

 

 

 

инерции тела и наличия трения,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возникающего

между

шейками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оправки и призмами. Для устранения этого небаланса

окружность

диска делят на 6 частей, нанося

на

бандаж точки

2,

3,

4

и т. д.

Установив

диск

на

станке,

две

противоположные

точки

уста­

навливают

горизонтально.

В

первой точке навешивают

грузики

до тех пор, пока диск не стронется с

места. Грузики

 

снимают,

взвешивают

и результат заносят

в

таблицу. Затем

последователь­

но в

горизонтальное

положение

 

устанавливают все

 

остальные

точки

и подбирают грузики так,

чтобы

диск повернулся

 

на

такой

же угол, на какой он повернулся первоначально.

На основании полученных результатов строят кривую, которая имеет вид синусоиды (рис. 59). По вертикали указаны веса грузи­ ков, а по горизонтали — развернутая окружность по разметкам. По кривой в минимальном ее значении находится тяжелое место ротора. В этом случае необходимо либо в противоположном месте (максимальном значении кривой) поставить балансирующий груз, либо удалить в тяжелом месте часть металла способом, описан­ ным выше.

Величину балансирующего груза, который должен быть распо­ ложен на радиусе вращения, определяют по формуле

~

-^макс

-^мин 7

ё ~

 

2

где ЛМакс и Л мин ординаты максимального и минимального зна­ чений кривой.

Вес металла, подлежащего снятию и расположенного на рас­ стоянии г, определяют в зависимости от переменного груза g, расположенного на радиусе R от оси вращения, по формуле

г

Таким образом, общий балансирующий вес в результате двух операций определится как

G = P+Pt.

Балансировка диска считается удовлетворительной, если остав­ шаяся неуравновешенность создает неуравновешенную центробеж­ ную силу, не превышающую 4—5% веса диска.

 

Рис. 60. Станок

для динамической

балансировки

ротора:

/ — тахометр;

2 — индикатор;

3 — упорная пластина;

4— пробный

груз;

5— деревянная

колодка;

6 — болты горизонтальной установки; 7 — электродвигатель;

S — стопоры

Принципиально статическая балансировка ротора ничем не от­ личается от описанной выше балансировки дисков.

Динамическая балансировка. Целью динамической баланси­ ровки является определение величины и места расположения гру­ зов, которые создают пару сил, по величине и действию направ­ ленных противоположно паре сил, вызывающих неуравновешен­ ный момент. Динамическую балансировку осуществляют на спе­ циальных балансировочных станках (рис. 60). На двух козлах,

в верхней их части, установлены строго горизонтально вдоль и поперек оси вала две опорные поверхности. На эти поверхности сферическими стальными подушками опираются деревянные ко­ лодки, в которых смонтированы вкладыши подшипников. Колодки могут стопориться с помощью стопорных болтов.

Сущность динамической балансировки на этом станке состоит в измерении изменения амплитуды колебания колодок при пере­ мещении балансирующего груза на проверяемом роторе. В этом случае используется принцип резонанса, когда частота собствен­ ных колебаний совпадает с частотой вынужденных колебаний. При этом достигается критическая частота вращения (или частота вра­ щения, кратная ей) и максимальная величина амплитуды коле­ баний.

Критическую частоту вращения определяют следующим обра­ зом. У одной из балансировочных колодок стопорные болты за­

жимают рукой, а у

другой — ключом.

Запускают электродвига­

тель, доводят частоту

вращения ротора

до 250—300 об/мин и

сбрасывают ремень. Зажатые рукой болты балансировочной ко­

лодки

отвертывают. При уменьшении

частоты вращения от 250

до 90

об/мин замечают по тахометру

критическое число оборотов,

при котором амплитуда резонансной колодки имеет максимальное значение. Такую операцию повторяют дважды. Затем 'таким же способом проверяют максимальную амплитуду колебания второй балансировочной колодки.

Начинают балансировку от стороны ротора, дающей наиболь­ шую амплитуду колебания. Разбивают первый и последний диски на 8—10 частей (на некоторых дисках для этой цели делают спе­ циальные балансировочные отверстия). Раскручивают ротор и доводят частоту вращения до критической плюс 50—70 об/мин; сбрасывают ремень,.освобождая стопорные болты на проверяемой колодке, и наблюдают по индикатору за колебанием колодки, за­ писывая максимальную амплитуду колебания. После этого выби­ рают пробный груз в зависимости от веса ротора, частоты враще­ ния и величины первоначальной амплитуды колебания при пуске без пробного груза (табл. 15).

По величинам амплитуд колебаний без пробного груза и с пробным грузом в масштабе строят кривую амплитуд колебаний (рис. 61, а) и определяют местоположение и величину баланси­ рующего груза (рис. 61, б). Из кривой видно, что наименьшая амплитуда колебаний балансировочной колодки происходит тогда, когда пробный груз закреплен в точке 7. Для снижения амплиту­ ды колебаний до нуля в точке 7 необходимо установить груз, ве­ личину которого можно определить из формулы

аЬ

где

Р—вес пробного груза, г;

ас

и ab — ординаты амплитуды

колебаний без пробного груза

 

и с пробным грузом.

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ