Pokudin_-_Tekhnologia_sudoremonta_-_2007

170

фланцев, штоков приходится использовать завершающую станочную обработку точением и шлифованием.

На правку ответственных деталей составляемые технологические инструкции требуют обязательного согласования с Регистром.

4.12. Способы упрочнения и повышения ресурса

Проведением упрочнения можно существенно повысить ресурс деталей за счет увеличения твердости и износостойкости, сопротивления усталостным воздействием, предупре>вдения питтинга и эрозии. В машиностроении, судостроении и судоремонте широкое применение нашли следующие способы. 1. Упрочнение деформированием.

При поверхностном, деформировании создается слой наклепа, глубиной от 0,5 до 5,0 мм. При этом в поверхностных слоях создаются сжимающие напряжения, чем и обусловлено снижение чувствительности к усталостным воздействиям. Обработкой гребных валов в зоне посадки полумуфт и гребных винтов на 40% повышается сопротивление фреттинг-коррозии. Холодный прокат рессор, их дробеметная обработка значительно повышают ресурс и снижают их подсадку от нагрузки.

Проведением послойного виброударного упрочнения значительно повышается сопротивление сварных швов усталостным нагрузкам.

В связи с техническими сложностями в упрочнении канавок головок поршней хромированием на судоремонтных заводах широко используют поверхностное упрочнение трением (ПУТ), когда происходит одновременное пластическое деформирование и закалка. За счет этого значительно повышается сопротивление износу при повышенных температурах в условиях несовершенной смазки.

Объемное деформирование с наклепом металла по всему сечению тоже нашло широкое применение. Изготовление кузовов легковых автомобилей из холоднокатанных листов позволяет снизить их вес примерно на 30% и повышает сопротивление деформированию. Холодная вытяжка проволоки,

172

существенно препятствовать снижению их усталостной прочности. Способ рекомендован для обработки деталей, работающих в усталостных режимах после их восстановления наплавкой металла.

4.13. Контроль усилий затяга резьбовых элементов

Необходимость контроля усилий затяга

Резьбовые соединения получили исключительно широкое применение для соединения деталей разборных конструкций. Такие сложные объекты, как судовые дизели, имеют несколько сотен деталей резьбовых соединений в виде болтов и шпилек с гайками. Исполнители работ, осуществляя при сборке и монтаже завинчивание гаек, создают стягивающие усилия, обеспечивающие требуемую плотность стыков, отсутствие сдвигов, взаимную фиксацию деталей. Если стягивающие усилия окажутся недостаточными, то это может привести к прорыву газов или жидкости в разъемах, к возникновению перемещений или даже рывков в процессе работы объекта. Последние особенно опасны ввиду возникновения кинетической энергии перемещаемых масс, которая будет направлена на разрушение стягивающих деталей, препятствующих сдвигам. Практически не существует рационально спроектированных объектов, способных длительно противостоять такому виду воздействий. Поэтому при возникновении признаков расстройства соединений работу объектов приходится прекращать. (Представим, как далеко мы сможем проехать на автомобиле со слабо закрепленными колесами или плохо обжатыми болтами фланца карданного вала, с ослабленными гайками шатунных болтов).

Неприемлемой оказывается и другая крайность, выражающаяся в чрезмерных усилиях затяга, способная вызвать смятие ниток резьбы, остаточное удлинение болта и его охрупчивание из-за наклепа, вырывание шпилек из гнезд крепления в чугунных и силуминовых деталях.

173

Во всех случаях из учета необходимого запаса прочности верхней предел напряжений в болтах устанавливают в зависимости от величины пределах текучести данной марки стали. Допустимый уровень напряжений в

ответственных болтах можно представить выражением

[ а ] = К ■сгт, Мпа где: К - коэффициент, зависящий от характера нагружения. Для статики К - 0,15 - 0,60.

Для динамики К = 0,08 - 0,15.

С учетом вышеизложенного, изготовитель оборудования определяет

величины необходимых при монтаже усилий в резьбовых крепежных элементах, выбирает методы их контроля и приводит необходимые данные об этом в технической документации.

Методы контроля

Все существующие методы базируются на основах теории деформации материалов и связаны с простейшими средствами измерений, гарантирующими возможность их реализации в условиях судоремонтных предприятий и

непосредственно на судах. Основные из них следующие.

Контроль по удлинению болта. Метод основан на том, что допустимые напряжения находятся в пределах пропорциональности, где связь между напряжениями и деформацией определяется законом Гука. Исполнителю операции по затяжке болтов необходимо определить возникшее после затяжки

174

затяжки по линейному индикатору. Последний вариант довольно часто используется для контроля затяжки шатунных болтов и анкерных связей (рис.4.36).

Необходимо также указать, что периодическая проверка длины болта и сравнение ее с начальным значением производится и в ослабленном состоянии, с целью контроля за отсутствием остаточной деформации болтов, являющейся следствием перенапряжения и наклепа. По нормам Регистра остаточная деформация не должна превышать значений, указанных изготовителем.

Контроль по углу поворота гайки.

Здесь используются принципы предыдущего метода, только в качестве контролируемого параметра берется угол поворота гайки в процессе ее затяжки, который при известном шаге резьбы имеет линейную связь с удлинением болта при растяжении. Большое значение в этом методе уделяется определению исходного положения гайки, от которого следует производить отсчет угла поворота. Обычно придерживаются такого правила: навернуть гайки рукой до упора в опорную поверхность и, используя короткий ключ, отвести гайку на 45° назад и рывком затянуть. От этого положения затяжка потом производится ключом или гайковертом с контролем угла поворота.

Метод очень прост и получил широкое применение при затяжке шатунных болтов, шпилек крепления крышек цилиндров. Для контроля угла поворота гайки используются либо накладные шаблоны с размеченным углом, либо градусная разметка цилиндрической части гайки. Перед окончательной затяжкой, когда гайка уже находится в исходном положении против нулевой риски шаблона или градусной

шкалы наносится риска на поверхности детали. Затягивая гайку, добиваются,

175

чтобы против указанной риски оказалась соответствующая отметка шаблона (рис.4.37) или требуемое показание градусной шкалы.

Контроль крутящего момента. Метод основан на взаимосвязи крутящего момента Мкр затяжки гайки с усилием растяжения болта при известных значениях шага резьбы, диаметре болта и коэффициента трения между контактирующими поверхностями/. Это соотношение имеет следующий вид:

Мкр = Р ■d ( 2 f + S / 7id) , кгс • см где: Р ~ растягивающее болт усилие, кгс;

d —диаметр болта, см; s —шаг резьбы, см.

Исполнитель работ должен иметь специальный динамометрический ключ, который имеет либо циферблат со шкалой значений Мкр, либо устройство, позволяющее его настраивать на необходимый момент, при достижении которого ключ проворачивается в храповиковой головке. Динамометрические ключи имеют достаточно широкое применение для работ по затяжке крепежа главных среднеоборотных двигателей и совершенно незаменимы для автомобильных двигателей ввиду высокой вероятности повреждений болтов и шпилек от перенапряжений при затяжке.

Затяжка с помощью гидравлического домкрата. При таком методе используются специальные гидравлические домкраты, навинчиваемые на свободный конец болта, шпильки, связи. Схематично конструкция домкрата показана на рис.4.38. Корпус домкрата опирается на стягиваемую деталь. При создании давления под плунжером одновременно с

176

параметра используется давление масла, которое при известной площади плунжера обеспечивает требуемое усилие.

Затяжка осуществляется следующим образом. На резьбовой конец болта предварительно навинчивается гайка, а затем уже плунжер домкрата вместе с его корпусом, до упора последнего в поверхность детали. Ручным насосом создают требуемое давление масла и поддерживают его до окончания операции. За счет удлинения болта и сжатия корпусных деталей между гайкой и корпусом образуется просвет «С», который выбирается завинчиванием гайки с помощью штока, вставляемого в отверстия через амбразуры корпуса домкрата. После завинчивания гайки давление снимается и домкрат демонтируется.

Чтобы избежать неточностей, связанных с повреждением манометра, засорением системы, заклинкой плунжера, обычно используют дополнительные методы контроля: измерение удлинения болта, которое также оговорено изготовителем.

Использование гидродомкратов значительно снижает затрачиваемые усилия, не сопровождается износом и повреждением резьбы, повышает точность обеспечения усилий. В связи с этим указанный метод широко используется в практике работ по МОД, где таким образом затягиваются анкерные связи, шпильки крышек цилиндров и рамовых подшипников, шатунные болты.

В ряде инструкций современных двигателей затяг предусмотрен в два этапа: 1 —затяг гидравликой, 2 —дополнительным поворотом гайки на угол (р.

Тем самым обеспечивается равномерное нагружение ниток резьбы.

Затяжка гаек с предварительным нагревом шпилек. Так же, как и в предыдущем методе, создается удлинение шпильки с последующим завинчивание гайки. Только оно обеспечивается не домкратом, а нагревающим элементом, вставляемым в полость внутреннего сверления (рис.4.39). Требуемое удлинение гарантируется обеспечением уровня температуры, создаваемого путем подбора изготовителем соответствующей мощности

177

нагревателя. При выполнении работ контролируются только параметры тока и указанное минимальное время нагрева, необходимое для прогрева шпильки. Метод очень прост и эффективен, позволяет осуществлять нагрев и затяжку одновременно большого количества элементов. Он получил широкое применение на флоте для главных среднеоборотных двигателей и турбин с

высокими параметрами пара, у которых плотность расположения шпилек в разъемах корпусов не позволяет использовать ключи с крупными габаритами.

Затяжка ударами молотка. Используют специальный накидной ключ, по которому наносят удары до упругой отдачи («до звона»). Нормируется длина ключа и масса молотка. Таким образом затягивают фундаментные болты, гайки фиксации кулачковых шайб.

В приложении приведена номограмма определения Мкр и силы растяжения Р при известных механических характеристиках.

4.14. Общие правила сборки узлов и механизмов

Последовательность операций сборки узлов и механизмов определяется особенностями их конструкции и оговаривается в инструкциях изготовителя оборудования, техническими условиями на ремонт и сборку. В них приведены также требования к комплектующим, условия проведения работ, используемые приспособления, способы и параметры контроля правильности сборки. В отсутствие подобных документов необходимо до начала работ обдумать и составить план выполнения операций, перечень используемых приспособлений.

178

Качественное выполнение сборки требует соблюдения правил «хорошей практики», которые выполняются во всех случаях и характеризуют квалификацию исполнителя работ. Неслучайно их изучение предусмотрено программами подготовки специалистов по техническому обслуживанию и ремонту судового оборудования.

Основные из них следующие.

До начала сборки участникам процесса необходимо по чертежам, эскизам или непосредственно на месте ознакомиться с особенностями конструкции, проверить комплектность деталей, произвести подбор необходимого инструмента. В ряде случаев даже предписывается составление описи используемого инструмента с целью сверки с нею по окончании работ, чтобы исключить их оставление внутри объекта.

Предназначенные к установке новые или отремонтированные ответственные детали должны иметь сертификаты приемки, требуемые клейма ОТК или Регистра, подтверждающие их изготовление или ремонт с соблюдением установленных требований. Кондиционные детали и сборочные единицы, ранее использовавшиеся на механизме, должны устанавливаться на свои прежние места с соблюдением маркировок и меток. Все детали, идущие на сборку, очищают от консерванта, а входящие в узлы трения еще и промывают дизельным топливом, смазывают рабочим маслом, используемым в данном механизме.

К повторному использованию не допускаются:

•уплотнительные неметаллические прокладки; ® резиновые уплотнительные кольца и шнуры;

»стопорные шайбы, шплинты, замочные пластины;

•вязальная проволока для гаек;

•самостопорящиеся гайки;

•сальниковые набивки.

179

При отсутствии повреждений стальные уплотнительные кольца могут использоваться многократно, красномедные кольца и шайбы только после проведения отжига.

Подшипники качения подлежат обязательной замене, если они имеют:

•достижение установленной наработки;

•механические и коррозионные повреждения;

•цвета побежалости, указывающие на повышенный нагрев;

•шумность и затрудненное поворачивание.

Для облегчения установки рекомендуется их нагрев в масле или охлаждение вала. Устанавливаемые вместе с ними защитные манжеты вогнутой стороной вместе с пружинными браслетами обращают к полости смазки или избыточного давления (рис.4.40). В случаях протаскивания манжет через шлицевые или резьбовые участки вала необходимо принять меры от их повреждения (рис.4.41).

(забоины, царапины, коррозию, раковины), допускаются к сборке только после их устранения. Уплотняющие поверхности, собираемые без прокладок, подлежат обязательной обработке шабрением или притиркой «на краску». Для уплотнения использовать только пасты и защитные покрытия, рекомендованные инструкцией.

Собираемые предварительно узлы, имеющие полости, работающие под давлением, до их установки на место подвергают испытаниям на непроницаемость.