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

Voznitskiy_-_Sudovye_dizeli_i_ikh_expluatatsia

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
18 Mб
Скачать

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,

между гайкой 7 и промежуточным

кольцом 8 появляется зазор,

на размер которого подвертывают

гайку,

2.2. Фундаментная рама. Рамовые подшипники

Фундаментная рама. Основанием остова дизеля и опорой ра­

мовых подшипников коленчатого

вала

является фундамент­

ная рама. Она состоит из двух,

жестких

продольных балок 1

(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

раму устанавливают на судовой фундамент.

 

У с л о в и я р а б о т ы рамы определяются

действием сил

газов, сил инерции движущихся частей (см. § 1. 2 ),

сил, возникаю­

щих при деформации, корпуса судна и тепловой деформации остова.

М а т е р и а л о м

для

изготовления

литых

фундаментных

рам служит чугун марок СЧ

18-36, СЧ 28-48,

а сварных и свар­

но-литых рам — Сталь 25 и

30. Применение сварных и сварно»

литых конструкций

позволяет снизить массу

рамы

на 20—30 %,

а стоимость ее изготовления — на 10—20% ,

. .

 

П о к о н с т р у к ц и и

различают цельные и составные ра»

мы. Составные рамы

(см, рис.

2.3, а, б, рис,

2.3, в) обычно выпол­

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:

а — Бурмейстер и Вайн

K90GF; б MAH KZ70/120; в Зульцер ВАН22; г Зульцер

Z40/48; д, е, ж — способы

крепления рамы ди зеля к судовому фундаменту

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

предметов

над ним часто устанавливают сетку или решетку 8

(рис. 2.3,

г).

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

ские или регулируемые клиновые прокладки.

 

При установке рамы на клиньях

(рис. 2.3, д) к

фундаменту

13 приваривают чисто обработанные

сверху клинья

11. Затем

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.

Регулируемая клиновая прокладка (рис.

2.3, ж) состоит из

двух клиновидных дисков 15, позволяющих

регулировать уклон

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

ного

рабочего слоя.

К конструкции подшипника предъявляют следующие о с в о в-

н ы е

т р е б о в а н и я : высокая жесткость; обеспечение условий

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

действия газовых

и инерционных сил в МОД достигает

14 МПа?

в форсированных

СОД — 35 МПа), малый коэффициент

трения,

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

дыши подшипников

МОД

обычно

заливают баббитом

(Б83, В89~

и Б90), а вкладыши

СОД

средней

мощности ■— бронзой

(Бр. СЗО)

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

тителями

инородных частиц.

П о

к о н с т р у к ц и и различают рамовые подшипники с

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

(см. рис, 2.4, б) и далее

по сверлениям Ь, а во вкладышах к холо­

дильникам,

 

 

 

В соответствии с гидродинамической теорией

смазки, а

так­

же из-за концентрации

напряжений канавки

на рабочей

по»

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»

ни привода

распределительного

вала) делают

установочным

(опорно-упорным), что позволяет

сохранить номинальные зазоры

в передаче во

время работы дизеля» Коленчатый

вал нагревается

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

разных

стоек, установленных

в плоскостях рамовых подшипни­

ков

и

закрытых

снаружи стальными

щитами (см.

рис. 2.1, е,

рис.

2.5, а) или

представляет

собой

коробчатую

конструкцию

(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.

Рис. 2.5, Станины

дизелей:

а — Зульцер RD76;

б — Бурмейстер и Вайн K90GF; в — Зульцер ВАН22; г — Зульцер

ZV40/48

 

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.

Цилиндр состоит из

рубашки (отдельной

или

в виде блока)

и вставной втулки 8 (см.

рис. 2.5, г). Полость

а

между рубашке

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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]