Pokudin_-_Tekhnologia_sudoremonta_-_2007

270

помощью герметиков оказывают лишь временный эффект и могут привести к существенным повреждениям деталей ЦГТГ.

Особо следует оговорить влияние ванадия в топливе на ресурс выпускных клапанов. Вместе с окислами железа V2Os образует легкоплавкие соединения, которые в зонах уплотнения легко создают каналы проточек газов. В результате температура клапана повышается и процесс разрушения ускоряется. В итоге происходит потеря плотности и сильный износ. Общими мерами повышения ресурса клапанов и предупреждения ванадиевой коррозии являются:

-применение устройств (крылаток) проворачивания клапанов, снижающих его температуру;

-эффективное охлаждение седел;

-качественное сжигание топлива, снижающее температуру газов;

-смешивание топлив для снижения содержания ванадия;

-свести к минимуму содержание в топливе соленой воды, ускоряющей

действие ванадия за счет натрия.

Коррозионному и эрозионному износу хорошо сопротивляются выпускные клапаны из сплава «Нимоник 80А», для которых не требуется наплавка стеллитом.

К новым достижениям относится изготовление седел камерного типа (рис.5.55), дающее снижение температуры клапана на 200°С.

5.13. Ремонт коленчатых вало Работа шеек КВ при запусках и

/S&aop

остановках, временных перегрузках происходит при непосредственном контакте с вкладышами. Условия этого

контактирования ухудшаются от низкого качества масла и его недостатка - «масляного голодания». Поэтому износы шеек валов становятся неизбежными,

27!

а скорость износа зависит от совершенства конструкции дизеля, качества эксплуатации и ТО. Наиболее повреждаемыми являются мотылевые шейки; уровень нагружения которых гораздо выше при меньших габаритных размерах по сравнению с рамовыми (коренными).

Кроме износов, на коленчатых валах возникают различные повреждения: задиры, царапины, наработки, изгиб оси вала, трещины, поломки валов. У составных валов может появиться ослабление посадки шеек в щеках. Редко встречающийся дефект — увеличение диаметра отверстий во фланцах для соединительных болтов и обрыв болтов.

Для устранения повреждений КВ используются следующие виды ремонтных работ.

1. Устранение рисок и натиров.

При незначительных по глубине и протяженности распространения повреждениях довольно часто используется шлифование и доводка поверхностей гибкими элементами (рис.5.19). На начальном этапе используются абразивные полотна, а затем на завершающем этапе обработку производят с помощью притирочных паст. Для обработки узких зон натиров обработку лучше производить вручную с помощью оправок, что позволяет воздействовать только на выступающие участки, не затрагивая другие зоны. Такие операции доступны для обработки не только для мотылевых, но даже и рамовых шеек. Особенно эффективным является использование алмазных абразивных полотен в виде лент, которые интенсивно сглаживают узкие выступы, не создавая царапин на широких участках контакта.

При царапинах, углублениях и выступах, превышающих 2 мкм на больших площадях приходится проводить машинное шлифование с последующей доводкой полированием. Величину шероховатости определяют переносными приборами - профилометрами.

Обработку мотылевых шеек шлифованием производят непосредственно на двигателе по технологии «in situ» (рис.4.4). Этим занимаются

272

специализированные предприятия, имеющие соответствующее оборудование и

высококвалифицированных исполнителей.

В качестве базы для установки переносных станков используют неизнашиваемые галтельные переходы от щеек к щекам. Сами галтели при необходимости обрабатывают только после шлифования цилиндрической поверхности, используя ее уже в качестве технологической базы. Указанная последовательность позволяет сохранить требуемую параллельность оси мотылевой шейки по отношению к оси КВ.

2. Устранение нецилиндричности и задиров.

Образование овальности мотылевых шеек, обусловленное неравномерностью их нагружения в процессе работы дизеля, за пределами установленных изготовителем норм (примерно 0,001 d) ухудшает условия смазки подшипников, ускоряет дальнейшее изнашивание. Задиры шеек создают каналы перетекания масла и препятствуют формированию «масляного клина» - создания достаточной величины масляной пленки, разделяющей поверхности трения.

Обработка мотылевых шеек в этих случаях также возможна на месте переносными станками. Обычно сначала обработку производят широкими резцами (дают менее глубокие риски) до устранения овальности или задира, а

273

индикацией цифровых показателей на выносных панелях. Процесс таких измерений показан на (рис.5.56.) Необходимо также иметь ввиду, что локальное повышение твердости является фактором концентрации напряжений и может приводить к образованию усталостных трещин. Для устранения повышенной твердости фирма «Вяртсила» рекомендует проведение термообработки для шлифования, для чего используются специально изготовленные накладные камеры нагрева. Операции ремонта «in situ» производят по отработанным технологиям с одобрения Регистра.

Обработка рамовых шеек вспомогательных дизелей и СОД главных возможна только с демонтажем КВ на станочном оборудовании в цехах СРП. Для МОД такая обработка является практически неразрешимой задачей из-за отсутствия необходимого станочного оборудования, которым располагают только изготовители.

В практике судоремонта известны уникальные случаи ремонта рамовых шеек МОД непосредственно на судне после предварительного демонтажа верхней части остова двигателя. В качестве базы для обработки используется фундаментная рама, в которой КВ опирается не на вкладыши, а на специальные разъемные кольца (рис.5.57), одетые на рамовые шейки с зазорами. С помощью регулировочных винтов можно изменять положение шеек внутри колец.

Наружный диаметр колец соответствует диаметру постели рамового подшипника. Положение КВ на раме проверяется индикаторами по биению технологических шеек (под посадку шестерен, звездочек, маховика), не имеющих износов, а соосность шеек проверяется

измерениями раскепов. Путем длительных регулировок колец добиваются приемлемых показателей укладки КВ. Обработку шеек производят

274

переносными станками, используя в качестве технологической базы поверхности постелей рамовых подшипников.

3. Устранение трещин.

Коленчатые валы, имеющие трещины любого размера и происхождения, без их устранения к эксплуатации Регистром не допускаются. Трещины на коленчатых валах и другие поверхностные дефекты являются источниками концентрации напряжений, которые в свою очередь способствуют развитию усталостных трещин, приводя коленчатые валы в аварийное состояние.

Причины появления трещин и других дефектов следующие: неоднородность металла, наличие неметаллических включений, пустот, заковов, мест, пораженных коррозией, мест заварки - наплавки металла без надлежащей последующей термообработки, низкое качество обработки и механические повреждения. ■

Трещины также появляются вследствие резких нагрузок на недостаточно прогретый дизель, работы дизеля при недопустимой частоте вращения коленчатого вала, нарушения укладки вала на подшипники, его центровки с валом отбора мощности. Появление их также зависит от состояния и поведения фундамента дизеля по время грузовых операций на судне и плавания при качке.

По согласованию с Регистром допускается устранять трещины и другие поверхностные дефекты на коленчатых валах выборкой металла в местах повреждения, но параметры этих выборок не оговариваются, они должны быть определены в каждом конкретном случае. Обычно они не превышают 0,02 по длине, 0,01 d по ширине и глубине.

Устранение дефектов выборкой металла на поверхностях коленчатых валов производят в определенной последовательности. Вначале нужно оборудовать рабочее место. Дефектные шейки коленчатого вала следует тщательно очистить от грязи и масла. Отверстия для подвода масла нужно заглушить пробками. Если удаляют дефекты на коленчатом валу у собранного дизеля, необходимо

275

принять меры для предотвращения попадания металлической стружки в картер дизеля.

Выборку металла в месте дефекта нужно производить сверлами и борфрезами, а затем эти места шлифовать мелкими наждачными камнями или наждачной бумагой до получения параметра шероховатости, равного параметру шероховатости исправляемой поверхности.

Расположение и конфигурация зон обработки трещин показаны на( рис.5.58). Трещины любого размера не разрешается устранять выборкой металла в зонах галтельных переходов шириной 0,1 d, показанных на (рис.5.59).

Ремонт коленчатых валов дизелей 4РН36/45, NVD48, L275, выполненный в соответствии с требованиями технологии, не снижает их работоспособности и позволяет повторно использовать валы, получившие повреждения во время эксплуатации, хранения или транспортирования. Это снижает потребность в запасных валах и предотвращает простой судов во время ремонта и эксплуатации.

Для нормальной организации смазки требуется самым тщательным образом зашлифовывать края канавок с плавными переходами к поверхности шеек. Фирмой «Вяртсила» даже разработано оборудование и технология наплавки полученных канавок сплавами на основе никеля, восстанавливающими цилиндрическую форму и одинаковые показатели твердости по всей поверхности.

276

4. Станочная обработка КВ.

Она производится обычно для перевода в ремонтный размер и осуществима для КВ сравнительно небольших габаритов при наличии специализированных станков, позволяющих производить обработку как рамовых, так и мотылевых шеек (рис.5.60). Для обработки последних необходимы центросместители и противовесы, дающие возможность совмещать ось станка с осями шеек и создавать уравновешивание КВ.

Установка на станок и обработка шеек являются очень сложными операциями, требующими очень высокой квалификации исполнителей. Достаточно указать, что для исключения податливости вала от усилий резания и шлифования требуется установка и строгая выверка промежуточных опор - люнетов (рис.5.61), которые в процессе самой обработки переставляются и регулируются по несколько раз по мере уменьшения биения шеек.

Отремонтированный КВ проверяют по следующим показателям:

отклонение в размерах и шероховатости; овальность рамовых и мотылевых шеек;

радиальное и относительное биение шеек рамовых и посадочных под шестерню и маховик;

параллельность мотылевых шеек относительно оси КВ; торцевое биение фланца; радиусы галтельных переходов.

278

Восстановление исходного положения щеки производят гидравлическими домкратами с предварительным охлаждением шейки азотом и нагревом щеки для уменьшения натяга. Весь цикл работ требует не меньше месяца.

Фирма «Nicol and Andrew» специализируется на выполнении таких работ на борту судна без разборки двигателя, что позволяет со всеми подготовительными работами уложиться в недельный срок. По заявлению фирмы она готова доставить оборудование и специалистов в любую точку земного шара.

6. Устранение остаточного изгиба КВ.

Остаточный изгиб КВ проявляется биением его рамовых шеек, что сопровождается повышением уровня вибрации, резким сокращением ресурса вкладышей соответствующих подшипников.

Причинами могут быть факты силового воздействия от заклинки поршня, ударов лопастями гребных винтов о препятствия. Но гораздо чаще изгиб связан с повреждениями рамовых подшипников и неприятием необходимых мер экипажем судна. (Причины возникающей деформации и необходимые в этом случае предупредительные меры описаны в параграфе 1.9).

Устранение остаточного изгиба возможно только после разборки двигателя и доставки КВ в цех. При этом возможно использование освоенных СРП методов правки (термическая, чеканка), либо проточек и шлифования рамовых шеек на станках с переводом в ремонтный размер и приведением их к общей оси.

В случаях отсутствия возможностей проведения таких работ, как и для устранения усталостных трещин КВ приходится браковать.

7. Способы восстановления коленчатых валов.

Коленчатый вал самая дорогая деталь в дизеле. Его стоимость составляет 10-15% стоимости нового двигателя, поэтому восстановление коленчатого вала до номинальных размеров и построечных характеристик практически оправдывает любые затраты.

279

Общепринятая практика ремонта коленчатых валов по системе постоянных ремонтных размеров механической обработкой приводит к преждевременному ускоренному изнашиванию этих дорогостоящих деталей.

Ремонт (восстановление) коленчатых валов дизелей наращиванием металла на рабочие шейки известными общедоступными средствами до недавнего времени не находил применения, главным образом, по двум причинам: большие деформации валов в результате возникновения термических напряжений при нанесении слоев металла и снижение механических свойств основного металла из-за нагревания валов в ходе процесса.

Широкое внедрение в последние годы плазменных процессов в технологии производства открыло новые перспективы в решении проблемы восстановления коленчатых валов наращиванием металла на коренные и шатунные шейки.

Для восстановления коленчатых валов применяют два способа нанесения слоев покрытий на изношенные поверхности: плазменная наплавка и плазменное напыление. Использование этих способов дает следующие преимущества: возможность вести процесс практически без ощутимой после нанесения покрытий деформации вала; малая зона разупрочнения термообработанных валов; возможность создавать покрытия с повышенным сопротивлением изнашиванию.

5.14. Укладка КВ после ремонта

Укладка коленчатого вала в подшипники —наиболее ответственный этап технологического процесса ремонта дизелей, от точности выполнения которого в значительной степени зависит ресурс отремонтированного дизеля.

Основная задача этой операции сводится к удовлетворению следующих технических требований: