5 Ремонт коленчатого вала механической обработкой

Ремонт механической обработкой состоит в восстановлении работоспособности деталей путем дополнительной обработки без нанесения покрытий.

Для многих деталей судовых дизелей (блоки цилиндров, фундаментные рамы, поршни, шатуны, коленчатые валы и т. д.) по отдельным изнашивающимся поверхностям установлены ремонтные размеры.

Ремонтные размеры – это совокупность установленных размеров с предельными отклонениями, технологическое обеспечение точности которых обуславливает требуемое качество и характер сопряжения отремонтированных деталей.

Количество ремонтных размеров детали определяется следующими факторами:

• эксплуатационными – значением предельного радиального износа - W_пр;

• технологическим – припуском на механическую обработку Z;

• браковочным размером детали.

Обычно за срок службы двигатели проходят три капитальных ремонта. По этой причине количество ремонтных размеров шеек коленчатого вала равно трем.

Запишем исходные данные в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет ремонтных размеров шеек коленчатых валов.

Марка дизеля	Номинальные размеры шеек вала dн, мм	Срок службы до капит. ремонта Тк, тыс.ч	Нормативная скорость изнашивания ξн, мм/тыс.ч	Припуск на механическую обработку Z,мм	Ремонтный интервал γ, мм	Количество ремонтных размеров, n	Ремонтные размеры изношенной шейки dpi, мм
6ЧСП18/22	Шатунная 120-0,022	36	4,075·10-3	0,10	0,694	3	119,51 119,02 118,53

Значение любого диаметрального ремонтного размера шейки коленчатого вала:

,

где – значение предшествующее i – му ремонтному размеру, мм.

Значение предельного радиального износа шейки вала:

Ремонтный интервал:

где – припуск на механическую обработку.

Поскольку двигатель проходит не более трех капитальных ремонтов, то следует принять первые три ремонтных размера.

6 Центровка валопровода по изломам и смещениям

Ось валопровода представляет собой прямую линию, соединяющую центр фланца коленчатого вала с центром диска винта.

Смещением называют такое положение валов, при котором их геометрические оси параллельны, но не лежат на одной прямой.

Излом – это положение валов, при котором их геометрические оси в пространстве пересекаются.

На практике наиболее широко используется метод центровки валопровода по изломам и смещениям, измеряемым на фланцах валов.

Для определения численных значений изломов и смещений на фланцах валов устанавливаются стрелы. При центровке за базу обычно принимается ось гребного вала, на фланце которого закрепляется охватывающая (Г – образная) стрела.

Таблица 6.1 - Данные для расчетов по центровке валопровода

Наименьшее расстояние между тремя опорами Lmin, м	Наружный диаметр валов d, м	Положение стрел	Значение зазоров, характеризующих			Расстояние между точками измерений 2R, м		Расстояние от фланца до подшипника, м
			Смещение, мм	Излом, мм	Кормового l1			Носового l2
6,0	0,09	Верх Низ ПрБ ЛБ	3,6 1,2 3,2 2,2	1,5 3,5 1,2 3,2	0,7		0,25		2,7

ПрБ – Правый борт, ЛБ – Левый борт.

В табличной форме (табл. 6.2) используя исходные данные табл. 6.1, рассчитаем значения смещения и излома проверяемого вала, определим их положение:

Таблица 6.2 - Результаты измерения зазоров на фланцах валов

Положение стрел	Значение зазора характеризующего		Смещение мм	Излом мм/м	Положение
	Смещение мм	Излом мм
					Смещения	Раскрытия фланцев
Верх Низ	a1=3,6 b1=1,2	c1=1,5 d1=3,5	1,2	-2,86	Вниз	Вниз
Правый борт Левый борт (ЛБ)	a2=3,2 b2=2,2	c2=1,2 d2=3,2	0,5	-2,86	Левый борт	Левый борт

Максимальное допустимое значение смещения и излома:

Для расчета используется зависимость:

где – среднее расстояние между опорами трех смежных пролетов, общая длина которых наименьшая для данного валопровода.

Полагая в уравнении , определим , при рассчитывается φ_max.

При :

При :

Расчет перемещений подшипников проверяемого вала для устранения расцентровок его с базовым:

С целью упрощения расчетов разделим процесс подцентровки проверяемого вала на два этапа. Сначала устраним излом проверяемого вала относительно базового. Причем за центр разворота вала примем точку О – центр фланца проверяемого вала.

Из треугольника 1:

где U – абсолютное значение излома, мм;

φ – излом проверяемого вала, мм/м.

Тогда:

где l₁ и l₂ – расстояние от фланца до кормового и носового подшипников.

Проверяемый вал занимает положение, параллельное базовому, но его ось смещена вниз на величину , поэтому нужно поднять оба подшипника на эту величину, а также сместить оба подшипника к правому борту на :

поднять кормовой подшипник

опустить носовой подшипник

переместить на левый борт кормовой подшипник к бортам

переместить на левый борт носовой подшипник.

Строим расчетную схему расположения проверяемого вала относительно вертикальной и горизонтальной плоскости на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 - Схема расположения валов на вертикальной плоскости

Рисунок 3 - Схема расположения валов на горизонтальной плоскости