Voznitskiy_-_Sudovye_dizeli_i_ikh_expluatatsia

короткие связи соединяют только блок цилиндров и ресивер над­ дувочного воздуха» В некоторых мощных СОД короткие связи стя­ гивают только блок цилиндров. Применение составных связей, упрощает их монтаж.

Для предотвращения резонансных колебаний анкерных связей часто устанавливают распорные винты 5 (рис* 2,2, б).

Затяжку связей (рис. 2.2, в) производят равномерно и в оп­ ределенной последовательности (показана цифрами). От равномер­ ности затяжки связей зависит положение оси коленчатого вала и цилиндровых втулок в блоке дизеля» В современных дизелях анкерные связи затягивают специальными гидравлическими дом­ кратами (рис. 2.2, г). На резьбу связи выше гайки 7 навертывают поршень 6 домкрата» Под действием давления (40—50 МПа) на поршень масляным гидравлическим прессом связь удлиняется,

2.2. Фундаментная рама. Рамовые подшипники

Фундаментная рама. Основанием остова дизеля и опорой ра­

(рис. 2.3, а, б), связанных поперечными балками 2 двутаврового, коробчатого или иного сечения, в которых расточены постели (гнезда) 3 для установки рамовых подшипников. 4. Поперечные балки разделяют раму на отсеки (по числу цилиндров), в которых вращаются кривошипы коленчатого вала. Опорными полками 5

щих при деформации, корпуса судна и тепловой деформации остова.

няют из двух частей, жестко соединенных призонными болтами, что упрощает их изготовление, транспортирование и монтаж. Однако жесткость составных рам меньше, и за счет стыков увеличивается площадь обрабатываемых поверхностей/

В опорных полках рамы имеются отверстия 7 для фундамент- х болтов (обычных или длинных с дистанционными трубками увеличения их податливости), с помощью которых раму кре­

пят к судовому фундаменту (см. рис, 2.3, в).

20

ж)

ж

т .

f a ­

рш =<гi r '-кш! 1

Рис. 2.3. Фундаментные рамы дизелей:

2 !

Для предотвращения утечки масла верхнюю опорную поверх­ ность рамы пришабривают к нижней плоскости станины. В ниж­ ней части рамы поддон-маслосборник 6 (см, рис. 2.3, а, б) может быть изготовлен с рамой заодно (закрытая, рама) или выполнен съемным (открытая рама). Для предотвращения вспенивания масла, уско­ ряющего его окисление, и попадания в маслосборник посторонних

Часть болтов в кормовом конце рамы устанавливают в отвер­ стия, обработанные под развертку (призонные болты), что обеспе­ чивает возможность ее расширения при нагреве в сторону носовой части и сохранение центровки. Иногда с этой же целью вместо призонных болтов устанавливают центрирующие штифты. У отдель­ ных отверстий в полках рамы имеется резьба для ввертывания от­ жимных болтов, используемых для подъема рамы при ее центров­ ке по оси валопровода или вала приводного механизма.

Необходимая жесткость фундаментной рамы обеспечивается ^большой высотой (до 2 м) сварных продольных балок коробчатого сечения и сварно-литых поперечных балок с ребрами жесткости (см. рис. 2.3, а, б), отлитых заодно с рамой поддона (см. рис. 2.3, г) или цельносварной конструкцией рамы, поддона и станины (см. рис. 2.3, в).

К судовому фундаменту раму крепят после центровки дизеля относительно оси валопровода. При этом между опорными полка­ ми рамы и фундаментом устанавливают стальные клинья, сфериче­

тщательно пришабривают к поверхности клиньев 11 и полки 9 рамы клинья 10. После подгонки клинья просверливают и устанав­ ливают крепежные болты 12 (на рис. 2,3, д показан призонный болт).

Сферическая прокладка состоит из двух дисков 14 (рис. 2.3, е) со сферическими поверхностями, позволяющими им самоустанавливаться в соответствии с наклоном полки рамы по отношению к опорной поверхности фундамента. Применение сферических про­ кладок исключает выполнение трудоемкой ручной работы по их пригонке, однако требует высокой точности изготовления.

путем поворота верхнего диска относительно нижнего и высоту путем сдвига верхнего диска относительно нижнего* После регу­ лирования уклона и высоты диски прихватывают между собой и к фундаменту электросваркой во избежание их смещения во время работы дизеля.

Вспомогательные дизели вместе с генератором часто жестко крепят к подмоторной раме, а раму устанавливают на амортиза­

22

торы (резиновые или пружинные). Это позволяет значительно снизить вибрацию корпуса судна, ослабить влияние его деформа­ ции на положение фундаментной рамы, снизить трудоемкость ра­ бот по монтажу дизеля и обеспечить его противоударную защиту,

Рамовые цодшипники. Опорой для рамовых шеек коленчатого вала служат рамовые подшипники. В судовых дизелях применяют подшипники скольжения.

Подшипник состоит из двух вкладышей 4 и 8 (рис. 2.4, а), за­ литых. антифрикционным сплавом, и крышки 2,

У с л о в и я р а б о т ы подшипника определяются многи­ ми факторами, из которых основными являются: значение и харак­ тер нагрузки на подшипник; скорость скольжения шейки вала; масляный зазор; сорт масла, его температура и расход через под­ шипник; свойства материалов основы вкладыша и антифрикцион­

создания масляного «клина»; хороший теплоотвод от вкладышей: минимальные перепады давлений в потоке масла через подшипник (для предотвращения кавитационных разрушений рабочего слоя); антифрикционный сплав должен выдерживать большие ударные нагрузки и давления (максимальное давление на подшипник от

высокая усталостная прочность, коррозионное кавитационно- и износостойкость, способность поглощать твердые частицы и хорошо- прирабатываться,

М а т е р и а л о м для изготовления вкладышей подшипников служит малоуглеродистая сталь марок 10 и 15 или бронза. Вкла­

или алюминиевым сплавом (ACM, А020-1). Для ускорения прира­ ботки рабочий слой вкладыша часто покрывают тонким слоем оло- ва, свинца или индия (гальваническим способом),

В современных форсированных СОД применяют тонкостенные четырехслойные вкладыши, состоящие из стальной основы слоя свинцовистой бронзы или оловоалюминиевого сплава толщиной 0,5— 1,5 мм, разделительного слоя никеля толщиной 0,001- 0,002 мм и рабочего слоя баббита или свинцово-оловянистош епла ва (90 % свинца, 7 % олова, 3 % меди) толщиной 0,04—0,06 мм

Стальная основа придает вкладышу необходимую жесткость, слой свинцовистой бронзы или оловоалюминиевого сплава воспри­ нимает нагрузку и повышает усталостные характеристики рабоче­ го слоя, а в случае его износа является предохранительным ело» ем, предотвращающим задир шейки вала; разделительный слой никеля предотвращает межслоевую диффузию (свинца в бронзу); рабочий слой (мягкий и пластичный материал) обладает хорошими

23

Рис. 2.4. Рамовые подшипники дизелей:

■а — MAH KZ70/I20C; б — Зульцер RD76; в - Зульцер Z40/48; г — NVD36; а —МАН, Бур-

мейстр и Вайн 1,40/45

24

приработочными и противоизносными свойствами и способностью поглощать твердые частицы.

Применяют вкладыши подшипников с неоднородной рабочей поверхностью: после заливки на стальную основу на слое бронзы выполняют ромбовидные выступы или кольцевые канавки; рабочий слой, нанесенный на такую поверхность гальваническим способом, будет иметь разную толщину, причем: участки малой толщины вос­ принимают нагрузки, а участки большой толщины служат погло­

толстостенными (обычно двухслойными) и тонкостенными (много­ слойными) вкладышами, подвесные и установочные (опорно-упор­

ные) .

Толстостенные вкладыши (верхний и нижний) плотно приго­ няют к постели и крышке подшипника и между ними устанавливают прокладки 6 для регулирования масляного зазора. Тонкостенные вкладыши к гнездам не пригоняют, а устанавливают с натягом. Верхний вкладыш 4 (см, рис. 2.4, а) фиксируют от разворота труб­ кой 5, штифтом 10 (рис. 2.4, б) или втулкой 12 (рис. 2.4, в). Осевое смещение вкладышей 4 и 8 предотвращается буртами или штифтами. У дизелей ранней постройки для более надежного сцепления ан­ тифрикционного сплава с телом вкладыша на его внутренней по­ верхности иногда прорезали канавки е (см. рис. 2.4, б) в форме ласточкина хвоста или трапецеидальной резьбы. В современных дизелях такие канавки не делают, так как они вызывают концен­ трацию напряжений, снижающую усталостную прочность анти­ фрикционного сплава, у стыков вкладышей фрезеруют или экс­ центрично растачивают масляные «холодильники» — аккумулято­ ры масла 5 (см, рис. 2.4, а), которые служат для подвода и лучшего заклинивания масла в клиновом зазоре под шейкой вала при его вращении, распределения масла по длине подшипника, предот­ вращения защемления шейки вала вследствие деформации вклады­ шей при сборке подшипника, обеспечения смазки в начале враще­ ния вала, улавливания механических частиц. Чтобы не было чрезмерной утечки масла, холодильники не должны доходить до краев подшипника.

Масляный зазор в подшипнике регулируют набором латунных прокладок 6 (см. рис. 2.4, а), которые прикрепляют к верхнему вкладышу винтами 7 или фиксируют штифтами 11 (см. рис. 2.4, б). Набор прокладок снижает жесткость подшипника, поэтому в сов­ ременных СОД их не устанавливают (см. рис. 2.4, в, рис. 2.4, г), а при увеличении масляного зазора заменяют вкладыши,

Крышки подшипников для упрощения изготовления и монтажа в некоторых МОД применяют составные (см. рис. 2.4, а). К раме дизеля крышку крепят шпильками, винтовыми или винтогидрав­ лическими 9 (см. рис. 2.4, б), 13 (см. рис. 2.4, г) распорными домкра­ тами. В современных дизелях шпильки затягивают гидравличе­

25

скими домкратами, конструктивно подобными домкратам для за­ тяжки анкерных связей. У некоторых дизелей последних моделей применяют электротермическую затяжку шпилек. Крепление крыш­ ки домкратами позволяет упростить разборку подшипника, умень­ шить размеры крышки и расстояние между анкерными связями (при этом уменьшается момент, изгибающий крышку и поперечную балку фундаментной рамы).

Подвод масла к холодильникам подшипника осуществляется всегда через его наименее нагруженную зону. В МОД и СОД мас­ ло обычно подводят сверху по кольцевой канавке f (см. рис. 2.4, а, в) на рабочей поверхности верхнего вкладыша или по кольцевой ка­ навке g в крышке подшипника (см. рис. 2,4, г) и далее через отвер­ стия в верхнем вкладыше в кольцевую канавку h на его рабочей поверхности. В первом случае для подвода масла использована трубка /, ввернутая во вкладыш, а во втором — винтогидравличе­ ские домкраты 1 3 . Для упрощения разборки подшипника в неко­ торых МОД масло подводят снизу по каналу d в канавке с постели

верхности нагруженных вкладышей нежелательны, Однако для обеспечения постоянного потока масла в кривошипный подшип­ ник канавку делают не только на верхнем, но иногда и на части нижнего вкладыша (канавка g на рис, 2.4, г).

Подвесные рамовые подшипники воспринимают полное давле­ ние газов и силы... инерции, поэтому их нижние половины 14 (рис. 2.4, д) делают всегда массивными и крепят к станине верти» кальными шпильками 15 и поперечными болтами 16,

У некоторых мощных СОД крышки подвесных подшипников крепят .к станине анкерными связями, Например, у дизеля МАН —

. Бурмейстер и Вайн L58/64 с двумя комплектами анкерных связей верхние связи стягивают верхнюю часть станины, рубашки и крыш» кн цилиндров, а нижние — станину и крышки подвесных подтипников.

Для предотвращения осевого перемещения коленчатого вала один из рамовых подшипников (со стороны маховика или тестер»

и удлиняется больше, чем фундаментная рама (удлинение 1 м дли­ ны вала составляет 0,0! мм/ °С), поэтому для обеспечения свобод» иого удлинения вала при еш нагреве в одном направлении в уста» новочном подшипнике предусматривают минимальный осевой зазор, а остальные рамовые подшипники выполняют меньшей длины, чем рамовые шейки вала.,, У установочного подшипника имеются за­ литые антифрикционным сплавом торцовые упорные поверхности,

26

съемные упорные кольца или сегменты, в которые упираются бур­ ты рамовой шейки или торцовые поверхности щек кривошипов.

Установочный подшипник не рассчитан на упор гребного вин­ та, поэтому при работе дизеля на винт предусматривают судовой упорный подшипник (отдельный или встроенный в раму дизеля). При наличии установочного и судового упорного подшипника осевой зазор в последнем должен быть меньше.

2.3. Станина

Станина служит для связи блока цилиндров с фундаментной рамой в единую жесткую конструкцию и образования закрытой полости —• картера для КШМ.

В крейцкопфном дизеле станина состоит из отдельных А-об­

(см. рис. 2.1, ж , рис. 2.5, б). В тронковом дизеле чаще всего приме­ няют станину (рис. 2.5, в, г), изготовленную заодно с блоком ци­ линдров (блок-станину).

У с л о в и я р а б о т ы станины следующие: нагружена сжимающими усилиями от затяга анкерных связей, а также сила­ ми и моментами от давления поршней на стенки цилиндров или ползунов на параллели, а при отсутствии связей —■растягиваю­ щими усилиями от давления газов и указанными силами и момен­ тами.

М а т е р и а л о м для изготовления станин служат сталь и чугун. Сварные станины МОД обычно выполняют из Стали 25 и 30, коробчатые отливают из чугуна. Станины СОД отливают из чугуна СЧ 18-36, СЧ 28-48 и др. или из стали.

Сварная конструкция станины снижает массу дизеля и упро­ щает ремонт возможных повреждений (трещин). Недостатки такой конструкции: сварные швы подвержены коррозии; сварные швы, расположенные перпендикулярно к действующим усилиям, плохо работают на разрыв, поэтому для их разгрузки устаналивают длин» ные анкерные связи.

П о к о н с т р у к ц и и различают составные и цельные ста­ нины. Составные станины из А-образных стоек 1 (см. рис. 2.5, а) проще в изготовлении, но имеют малую продольную жесткость. Для увеличения жесткости применяют стойки коробчатого или двутаврового сечения с ребрами жесткости.

Положение стоек на фундаментной раме фиксируют контроль­ ными штифтами и призонными болтами. В верхней части стойки скрепляют диафрагмой, отделяющей картер от подпоршневого про­ странства. Отверстия в диафрагмах для прохода штоков поршней уплотняют специальными сальниками. К стойкам прикрепляют параллели 2, воспринимающие давления от ползунов крейцкопфа.

27

Параллель — это стальная или чугунная плита, усиленная с обратной стороны ребрами жесткости» Для осмотра картера и дета­ лей механизма движения в станине имеются люки, закрытые двер­ цами или съемными щитами,

Цельные (см. рис. 2Л ? ж), а также составные по длине и по высоте (секции 5 и 4 на рис. 2.5, б) или только по длине коробчатые станины имеют высокую жесткость и меньшее число болтовых соединений, что обеспечивает хорошую герметичность картера и упрощает монтаж дизеля.

28

В тронковых дизелях для увеличения жесткости станины (и ос­ това в целом) станину 11 (см. рис. 2.5, г) обычно изготовляют заодно с блоком цилиндров 8 и применяют рациональные силовые схемы, обеспечивающие равномерное распределение нагрузок и ми­ нимальные деформации всех элементов станины. Например, в кон» струкции на рис. 2.5, в болты 5 передают горизонтальную состав­ ляющую силы, действующей на подшипник 6, станине.

Во время работы дизеля воздух в картере насыщается парами масла и образуется взрывоопасная смесь. При перегреве какой-ли­ бо детали или прорыве газов из цилиндра в картер (в тронковых дизелях) концентрация масляных паров резко возрастает и возни» кает опасность взрыва.

Для предотвращения повышения давления в картере выл атмосферного и удаления паров масла с целью снижения их конце! трации предусматривают вентиляцию картера. Вентиляционную трубу, на которой установлены маслоотделитель и пламепреградительная сетка, обычно выводят на верхнюю палубу или в машин­ ное отделение.

Для предотвращения разрушения дизеля в случае взрыва ма­ сляных паров на крышках люков станины устанавливают npedi хранительные клапаны 12 (см. рис. 2.5, г). Суммарное проходное сечение клапанов должно обеспечивать быстрое падение давления в картере. Во избежание поступления в картер свежего воздуха и вторичного взрыва клапаны должны автоматически закрываться. Чаще применяют предохранительные клапаны пружинного типа.

У современных дизелей за концентрацией масляных паров осуществляется постоянный автоматический контроль с помощью специальных приборов — детекторов масляных паров («Гравинер»

идр.).

2.4.Цилиндры

Общие сведения. Цилиндры являются одним из силовых эле­ ментов остова и служат для образования полостей (вместе с поршня­ ми и крышками), в которых осуществляется рабочий цикл дизеля.

и втулкой, в которой циркулирует охлаждающая вода, называв' ся зарубашечным пространством. Вода поступает в нижнюю часть этой полости, омывает цилиндровую втулку, поднимается вверх и по перепускным патрубкам (на рис. 2.5, г не показаны) перете­ кает в полость охлаждения цилиндровой крышки.

Рубашки (блок) цилиндров. Для посадки цилиндровых втулок у рубашек цилиндров имеются опорные 7 и направляющие 10 бур­ ты (см. рис. 2.5, г). В рубашках двухтактных дизелей с контурной продувкой для подвода наддувочного воздуха и отвода газов предусматривают воздушные и газовые полости.

29