книги из ГПНТБ / Малиновский М.А. Технология и организация судоремонта учебник
.pdfпо ватерпасу в горизонтальное положение на деревянные опоры. Коническую поверхность ступицы подгоняют по конусу вала на краску, для чего дейдвудный вал с помощью специального при способления и грузовых талей заводят конусом в ступицу винта. Подгонку ведут шабрением до получения равномерного располо жения краски по два-три пятна на площади 25x25 мм. После это
го |
подгоняют шпонку: |
по пазу вала — на напряженную посадку; |
по |
пазу ступицы — на |
скользящую посадку по третьему классу |
точности. Затем конус вала на шпонке заводят в ступицу винта и обжимают гайкой. С носового торца ступицы ставят метку на ко нусе. После этого соединение разбирают и консервируют.
Более прогрессивным методом является окончательная обра ботка конических поверхностей ступицы винта и дейдвудного ва ла на станках для посадки винтов с определенным натягом. Та кой метод в значительной мере повышает производительность, исключая ручной труд. Институт «Черноморниипроект» рекомен дует методику расчета гидропрессовой посадки гребного винта по следующим формулам.
Необходимый момент трения
|
•Мтах = 716 200 ^п К кгс\мм, |
|||
где Ne—эффективная |
мощность главного двигателя, л. с; |
|||
п — частота вращения |
гребного винта, |
об/мин; |
||
К—запас |
прочности, |
равный 1—1,2. |
|
|
Величина |
необходимого |
давления |
|
|
|
|
_ |
K Z C j M M 2 |
f |
fdcpl (rcrfc p -6)
где |
/•—коэффициент трения; для стали |
по стали он равен |
0,15, |
|||||
|
для бронзы |
по стали — 0,17; |
|
|
|
|||
|
dcp — средний диаметр |
конусной части |
вала, |
мм; |
|
|||
|
I — длина конического сопряжения, |
мм; |
|
|
||||
|
Ь>—ширина шпоночного паза, мм. |
|
|
|
||||
|
Необходимый диаметральный |
натяг |
|
|
|
|||
где Е\ и Е2 — модули |
упругости |
материалов вала |
и винта, кгс/мм2. |
|||||
|
Величины Сі и С2 |
определяют по формулам = |
|
|
||||
|
1 = |
— Г |
Ї |
ft. |
С 2 = —-f |
|
|
|
|
|
а с р — |
^вн |
|
Dcp |
— dcp |
|
|
где |
dBH и D c p |
—соответственно |
средний наружный диаметр |
сту |
||||
|
|
пицы винта и внутренний диаметр сверления ва |
||||||
|
|
ла, |
мм; |
|
|
|
|
|
и (*2 —коэффициенты поперечного сжатия гребного ва ла и винта (для стали равные 0,3, для лату ни—0,37).
Давление масла на поверхности сопряжения при посадке и съеме гребного винта:
|
рм |
= |
1,25р |
кгс/'мм2. |
|
|
|
Осевое усилие насадки |
|
|
|
|
|
|
Рос = PJ |
(та*сР ~ |
6)(0,0l5+tg а) |
кгс, |
||
где |
tga — при конусности |
ступицы |
винта 1:15 равен 0,033; при |
|||
|
конусности |
1:10 — 0,05. |
|
|
||
|
При напрессовке винта |
рм |
и рос |
проверяют |
по манометрам. |
§ 79. БАЛАНСИРОВКА И ПРОВЕРКА ШАГА ГРЕБНОГО ВИНТА
Балансировка. Основной целью балансировки гребных винтов является предотвращение их вибрации, которая отрицательно ска-
Рис. |
157. |
Статическая |
Рис. 158. |
Измерение |
шага винта |
балансировка |
винтов на |
при |
помощи |
отвесов |
|
станке |
с вращающимися |
|
|
|
|
|
дисками |
|
|
|
зывается на работе дейдвудного устройства. Винты подвергают статической и динамической балансировкам, которые устраняют неуравновешенность, связанную с возникновением центробежной силы; динамическая балансировка, кроме того, устраняет неурав новешенность, связанную с возникновением пары сил.
Теоретические основы уравновешивания вращающихся масс мы рассмотрели ранее (см. § 42). Так как динамическая балансиров ка производится редко и в основном винтов, работающих с высо
кой частотой вращения |
(при окружной скорости 15 м/сек), |
мы |
рассмотрим статическую |
балансировку. |
|
Статическая балансировка производится на специальных стан
ках |
(рис. 157). Винт 4 посажен на оправку |
/ и зажат |
конусами 2 |
и 3. |
Оправка опирается на вращающиеся |
диски 5, |
насаженные |
на шариковые подшипники. Приведенный во вращение винт оста новится, когда центр тяжести займет нижнее положение. Снимая металл (с помощью шлифовальной машинки) с лопасти, находя щейся внизу (наиболее тяжелой), добиваются уравновешивания винта, т. е. перемещения центра тяжести на ось его вращения.
Иногда вместо срезания металла его наплавляют в противополож ном месте.
Проверка шага винта. Проверяемую лопасть устанавливают в горизонтальное положение рабочей поверхностью вниз и на неко тором расстоянии R перекидывают нить с грузиками на концах (рис. 158). Нити должны располагаться так, чтобы вертикальная
плоскость, проходящая через них, |
была параллельна |
вертикальной |
плоскости, проходящей через ось |
винта. Измеряют |
расстояния А, |
В и R. Шаг винта определяют из |
выражения |
|
Н — — - — мм.
В
Для более точного определения шага винта пользуются спе циальным инструментом — шагомером (рис. 159). На оси /, встав-
Рис. 159. Измерение шага винта шагомером
ленной в ступицу винта 5, неподвижно закреплено градуированное кольцо 4 и шарнирно рычаг 3, вдоль которого может перемещать ся штанга-рейсмус 2 (показанная на чертеже вертикальной лини ей). Одновременно штанга может перемещаться в вертикальном направлении. Установив штангу-рейсмус на расстоянии R от места замера до оси винта и поворачивая рычаг на некоторый угол а, с помощью штанги-рейсмуса замеряют высоту h. При повороте рычага нижний конец штанги-рейсмуса скользит по поверхности винта, описывая дугу пт. Шаг винта определяют по формуле
г , |
360Л |
мм. |
Н — |
— |
% 80. ЦЕНТРОВКА ОСИ ВАЛОПРОВОДА
Мы уже указывали, что нормальная работа валопровода за висит от правильного положения (совпадения) осей отдельных промежуточных валов. Нарушение центровки геометрической оси валопровода может быть вызвано износом опорных подшипников и шеек отдельных валов, деформацией корпуса судна, что приво дит к несоосности двигателя и дейдвудного устройства.
Для определения положения осей перед сборкой отремонтиро ванного валопровода пробивают его геометрическую осевую ли нию. Существуют различные способы пробивки геометрической оси валопровода в зависимости от его длины: с помощью струны, про бивкой световой линии и с помощью оптических приборов (если расстояние между кормовым подшипником двигателя и носовой втулкой дейдвуда превышает 30 диаметров вала, такой валопровод принято считать длинным, и наоборот).
При пробивке геометрической оси необходимо выбрать основ ную (установочную) точку. Если правильность положения двига теля не вызывает сомнения, за уста новочную точку принимается центр оси рамовых шеек, в противном случае — центр дейдвудной трубы.
Проверка осевой линии с помо щью струны. Этот метод применя ется при коротких валопроводах. Струну 2 (рис. 160) крепят на под вижных опорах, расположенных на носовой переборке и за дейдвудной
Рис. 160. |
Измерение величины |
стрел |
Рис. 161. Приспособление |
для |
||
ки |
провисания |
струны |
|
центровки струны |
|
|
трубой. Натягивают |
струну |
(стальная |
проволока |
диаметром |
0,5— |
|
0,7 мм) при помощи |
груза |
Р или специальной |
центровочной ле |
бедки. При перемещении обоих концов струны с помощью микро метрического штихмаса центруют ее относительно оси 1 вала по постелям рамовых подшипников.
Если центровка производится при помощи прибора РГ (рис. 161), его неподвижно вместе с одним концом струны 6, про ходящей через головку 4 и глазок 3 корпуса 1, закрепляют строго в центре фланца коленчатого вала с помощью фланца 2. Переме щая другой конец струны у дейдвудной трубы, ее устанавливают, следя по микрометру 5, по центру оси рамовых шеек коленчатого вала. По протянутой струне определяют положение оси дейдвуд ной трубы.
Если несоосность вала двигателя и дейдвудного устройства пре вышает допустимую величину, производят эксцентрическую рас точку дейдвудных втулок. Если за установочную точку принят центр оси дейдвудной трубы, струну центруют по ее оси и в слу чае необходимости раму двигателя выставляют на фундаменте.
По натянутой струне определяют высоту центров промежуточ ных подшипников. Для установления истинного положения осевой линии необходимо ввести поправки на величину провисания стру ны над фундаментами каждого опорного подшипника н эту по правку прибавить к замеру подшипника.
|
Рис. 162. Пробивка |
оси |
валопровода световым лучом: |
|
/ — м и ш е н и ; |
2 — фонарь; |
3 — р а м к а ; |
4 — шторки; 5 — корпус; б — д и а ф р а г м ы ; 7 — л а м |
|
|
|
па; |
8 — стойка; 9 — крышка |
Величину стрелки провисания в любой точке можно опреде
лить |
по формуле |
(см. рис. |
160) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
у = |
Gx (L — |
х) |
мм, |
|
|
|
|
|
|
|
2Р |
|
|
|
|
где |
G — вес |
1 м |
струны, |
г; |
|
|
|
|
|
|
х — расстояние |
от замеряемой |
точки |
до крайней, ле; |
|||||
|
Р—вес |
груза, |
натягивающий |
струну, |
кг; |
|
|||
|
L — длина струны между крайними точками А |
и В, м. |
|||||||
Пробивка |
осевой |
линии |
световым |
лучом. Перед |
началом про |
бивки выверяют положение корпуса судна на кильблоках. При пробивке оси валопровода световым лучом (рис. 162) за исходную базу принимают ось дейдвудной трубы или центр окружности, на несенной на носовой переборке машинного отделения. Здесь же устанавливают диск с просверленным отверстием диаметром 1 мм, который строго совпадает с центром окружности.
На выходном кормовом отверстии дейдвудной трубы крепится подвижная мишень—«глазок». Через отверстие (глазок) на носо вой переборке направляют луч света, который сначала улавли вают передвижением «глазка» мишени, установленной на дейд вудной трубе (при этом отверстие между шторками не должно превышать 1 мм). Затем мишени устанавливают на носовом и кормовом гнездах рамовых подшипников машинной рамы и на всех опорных подшипниках валопровода. Регулированием проме
жуточных |
мишеней |
добива |
|||||
ются, |
ЧТОбы |
Луч |
света |
был а)Мишень2 НииіеньІ |
|||
виден |
через |
все |
отверстия. |
||||
В |
результате |
пробивки |
|||||
осевой линии определяют не |
|||||||
соосность |
осей |
коленчатого |
|||||
вала |
и дейдвудной |
трубы. |
|||||
Для устранения |
|
несоосности |
|||||
перемещают |
двигатель |
на |
|||||
фундаменте |
или |
|
эксцентрич |
||||
но растачивают |
|
дейдвудную |
|||||
втулку. В идеальном |
случае |
||||||
оси коленчатого вала и дей |
|||||||
двудной трубы совпадают. |
|||||||
После |
|
окончательной |
|||||
пробивки |
оси |
валопровода |
|||||
замеряют |
смещение |
геомет |
|||||
рических |
осей |
промежуточ |
|||||
ных опорных подшипников и |
|||||||
путем их подъема или пере |
|||||||
движения |
в |
сторону |
бортов |
добиваются совпадения |
осей |
|
||
с |
осью валопровода. |
|
Рис. 163. Регулировка оптического прибора |
|
|
Пробивка |
осевой линии |
|
|
с |
помощью |
оптических |
при |
|
боров. Для пробивки оси валопровода используют визирные тру
бы |
геодезических приборов — теодолитов (при |
длине |
валопровода |
|
до |
25 м) и нивелиров (при |
более длинных валопроводах). |
||
|
Существует два способа |
пробивки осевой |
линии: |
фокусировка |
оптического прибора на мишень и проекция перекрестия визирной трубы не мишень (с помощью проекционной насадки). В первом случае за положением оси оптического прибора на мишени визу ально наблюдают в его окуляр, а во втором случае с помощью оптического прибора на мишень проектируют световой луч мощ ной электролампой (500 вт).
Наиболее надежна пробивка осевой линии попеременной уста новкой оптического прибора на фланцы коленчатого и гребного валов, когда судно находится на плаву на ровном киле. На фла нец коленчатого вала с помощью специального приспособления 3 (рис. 163) крепят оптический прибор так, чтобы оптическая ось прибора являлась продолжением геометрической оси вала. При
этом возможны три случая (см. рис. 163,а, б, в): оси параллель ны, но смещены; оси не смещены, но пересекаются между собой; оси смещены и пересекаются между собой. Из этого следует, что для регулировки прибора необходимы две контрольные мишени. Действительно, в третьем случае, используя одну мишень, можно допустить ошибку.
Первую съемную мишень (или имеющую отверстие достаточ
ного диаметра) устанавливают на расстоянии 1—2,5 |
м, а вторую— |
не менее 7 м. Мишени подсвечивают лампами с |
рефлекторами, |
Рис. 164. Пробивка оси валопровода оптическим прибором
чтобы свет не падал на визирную трубу /. Винтами 2, 4 визирную трубу регулируют таким образом, чтобы при проворачивании вала через каждые четверть оборота оптическая ось прибора про ходила через одну точку на обеих мишенях.
После регулировки прибора на фланец гребного вала уста навливают мишень (фанеру с наклеенным листом чертежной бу маги), на которой тушью нанесены координатные оси с милли метровыми делениями так, чтобы точка пересечения осей совпа дала с центром фланца.(рис. 164, а). На координатной сетке оп ределяют положение спроектированной оси прибора (она харак теризуется точкой пересечения координатных осей прибора, на
несенных |
на |
его стекла) |
по замеренным |
в |
вертикальной |
и |
гори |
|||
зонтальной |
плоскостях расстояниям |
а й в . |
Затем |
переставляют |
||||||
прибор на |
фланец дейдвудного вала, |
а |
мишень — на |
фланец ко |
||||||
ленчатого |
вала (рис. 164, |
б) и замеряют |
расстояния |
а' |
и в' |
также |
||||
в вертикальной и горизонтальной плоскостях. |
|
|
|
|
||||||
Расчетные величины |
наклона а и смещения б осей |
в |
верти |
|||||||
кальной и |
горизонтальной плоскостях определяют |
по |
формулам: |
а — —— |
мм/м ; 8 |
= |
о -f- ас |
мм, |
|
где с — расстояние |
от |
кормовой |
плоскости |
фланца до середи |
|
ны крайних |
двух кормовых |
подшипников, м; |
L — расстояние между фланцами дейдвудного вала и двига теля, м.
После определения расцентровки решают вопрос о способе ее устранения (перемещением главного двигателя или соответствую щей расточкой дейдвудной втулки).
Окончив центровку концевых валов, приступают аналогичным способом к определению положения промежуточных подшипников, оси которых должны совпадать с осевой линией валопровода. До биваются этого подъемом (опусканием) подшипников или пере движением их в сторону бортов.
Все работы по центровке осевой линии рекомендуется произ водить ночью, чтобы исключить влияние солнечных лучей, под действием которых корпус судна деформируется и вызывает со ответствующее смещение подшипников.
§ 81. МОНТАЖ ВАЛОПРОВОДА И УСТАНОВКА ГРЕБНОГО ВИНТА
По окончании работ, связанных с пробивкой осевой линии ва лопровода, и запрессовки дейдвудных втулок, приступают к его сборке.
Перед монтажом валопровода спаривают на токарных станках или специальных стендах отремонтированные валы. Спаривание начинают с дейдвудного вала с последним промежуточным, а за тем промежуточных валов между собой по направлению с кормы в нос.
Фланцы спариваемых валов стягивают временными болтами, определяя по индикатору биения шеек и торца фланца. Величина биения шеек и торца фланца не должна превышать 0,03—0,05 мм
(щуп толщиной 0,03 |
мм между фланцами |
не должен прохо |
дить). |
|
|
После окончания |
центровки спариваемых |
валов развертывают |
отверстия с помощью специальных приспособлений и подгоняют болты: поочередно удаляют временные болты и после развертыва ния отверстия и подгонки штатного отшлифованного болта его устанавливают на место. Хорошо подогнанный болт должен вхо дить в отверстие плотно, от легких ударов кувалды весом 4—5 кг. Плоскости головок болтов и гаек должны плотно прилегать к плоскости фланцев; щуп толщиной 0,05 мм между ними не дол жен проходить.
После спаривания фланцы и болты должны быть замаркиро
ваны. |
|
Сборку валопровода начинают с заводки |
на место дейдвудно |
го вала и постановки винта. Затем набивают |
дейдвудный сальник |
и приступают к монтажу промежуточных валов.
Установка винта производится в такой последовательности. Конус вала смазывают графитом, разведенным на масле. Винт заводят на конус дейдвудного вала так, чтобы шпоночная канав-
ка совместилась со шпонкой, сидящей на валу, крепят стопорной гайкой и зажимают ее с помощью кувалды до тех пор, пока пе редний торец ступицы винта не перекроет риску, предварительно нанесенную в цехе при пригонке конусов вала и ступицы винта. Отскакивание кувалды при ударе по ключу и характерный дре безжащий звук лопасти свидетельствуют о плотном прилегании ступицы к конусу вала. После этого гайку стопорят. Затем ставят и закрепляют обтекатель, внутреннее пространство которого на
полняют |
пушечной смазкой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Описанный способ постановки винтов весьма несовершенен, а |
|||||||||||
контроль крепления их |
субъективен. Поэтому в последнее время |
||||||||||
|
|
стали |
применять |
более |
прогрессивный |
||||||
|
|
способ — гидропрессовую |
посадку. |
|
|
||||||
|
|
При |
постановке |
винта |
необходимо |
||||||
|
|
следить за тем, чтобы было хорошо за |
|||||||||
|
|
щищено от действия морской воды наи |
|||||||||
|
|
более |
уязвимое |
|
место — промежуток |
||||||
|
|
между |
кормовым |
концом |
облицовки |
и |
|||||
|
|
ступицей гребного |
|
винта, |
т. е. |
нужно |
|||||
|
|
тщательно контролировать толщину уп- |
|||||||||
|
|
лотнительного |
резинового |
кольца. |
|
|
|||||
|
|
Иногда |
в |
качестве |
дополнительного |
||||||
|
|
уплотнения |
применяют |
суриковую |
ма |
||||||
|
|
стику или пушечную смазку (рис. 165). |
|||||||||
|
|
Резиновое |
кольцо |
5 |
прижимают |
метал |
|||||
Рис. 165. |
Уплотнительное |
лическим нажимным |
кольцом 4 к ступи |
||||||||
устройство |
на гребном |
це винта 3. |
Дополнительно по каналу 2 в |
||||||||
|
винте |
кольцевой |
промежуток |
8 |
запрессовыва |
||||||
|
|
ют пушечную |
смазку, которая, кроме того |
||||||||
заполняет |
разгрузочные |
выточки ступицы винта и облицовки 6, |
си |
дящей на дейдвудном валу 7. После запрессовки смазки канал 2 закрывают пробкой 7.
Существует несколько способов проверки правильности монта жа валопроводов, например, проверка на излом и смещение с помощью линейки и щупа или с помощью парных стрелок (см. § 72). Теоретическими исследованиями и практикой доказано, что бесперебойную работу валопровода определяют не величины
смещения и излома, |
а дополнительная нагрузка на подшипники |
при искривлении оси |
валопровода. |
На стендовых испытаниях исследовали работу прямого и изог нутого валопровода. Изгиба оси достигали изменением распреде ления нагрузок на подшипники. В процессе испытаний было выяв лено, что при изогнутой оси не наблюдалось вибрации валопро вода, потерь на трение и повышения температуры у более нагру женных подшипников. С другой стороны, неточность спаривания
валов |
привела к недопустимой |
вибрации |
валопровода. |
|||
В настоящее |
время в судоремонтной практике широко приме |
|||||
няется |
проверка |
ц е н т р о в к и в а л о п р о в о д а |
п о |
д о п у с к а е |
||
м ы м |
н а г р у з к а м . Сущность |
метода |
состоит |
в |
том, что при |
собранном валопроводе определяют нагрузку, приходящуюся на подшипники.
Опусканием или подъемом подшипников добиваются, чтобы нагрузка, приходящаяся на каждый подшипник, была в допусти мых пределах. Для этой цели на каждый подшипник после уда ления двух фундаментных болтов по диагонали устанавливают динамометры 8 и 9 (рис. 166), которые предварительно тарируют (данные тарировки указаны в паспорте динамометра).
) ~t (Щ
1 т ==4 1
|
Рис. 166. |
Установка |
динамометров: |
|
|
а — динамометр с |
тарельчатыми |
пружинами; б — место |
|
|
|
расположения динамометров |
||
Для передачи нагрузки на динамометр 5 гайку-ключ J навер |
||||
тывают до момента упора штока |
2 динамометра в фундамент и |
|||
появления |
зазора (0,05—0,1 мм) |
между лапами 4 корпуса под |
||
шипника и |
клиньями 7. Чтобы |
предотвратить |
перемещение ва |
ла за счет имеющегося в подшипнике масляного зазора, между крышкой 3 и валом устанавливают прокладку 6 из паронита или картона толщиной, примерно в 2 раза большей зазора, и шири ной, равной 0,2 диаметра вала, и обжимают крышки.
Нагрузку на подшипники регулируют путем их перемещения, добиваясь такого положения, чтобы нагрузка на оба динамометра была одинакова. При необходимости для выравнивания нагрузок по динамометрам подшипник сдвигают в сторону наиболее на груженного динамометра.
При определении нагрузок вначале вычисляют среднюю конст
руктивную нагрузку, приходящуюся |
на каждый подшипник: |
Р - — |
кг, |
п |
|
где Q — вес промежуточного валопровода, кг;