Pokudin_-_Tekhnologia_sudoremonta_-_2007

340

способами. Между сопрягаемыми поверхностями опор и головки болта или

гайки щуп 0.05 мм может проходить на длине не более 0,33 их периметра.

Независимо от применяемых методов монтажа окончательная сдача валопровода заказчику и Регистру производится по результатам ходовых

испытаний.

Общие требования по центровке валопровода

Валопровод предназначен для передачи мощности от двигателя к

гребному винту и восприятия усилий от действия последнего. Штатными нагрузками на валопровод являются: действие момента кручения и крутильных колебаний, усилие осевого упора гребного винта, весовая нагрузка его составных частей и гребного винта, реакции подшипников. Учитывая роль валопровода в обеспечении ходкости и управляемости судна, основные его

элементы проектируются и изготовляются по отношению к указанным нагрузкам с достаточными запасами прочности. Однако существуют еще и не штатные нагрузки, обусловленные качеством монтажа при укладке и сборке валопровода, изменением состояния подшипников и корпуса судна в процессе эксплуатации.

При идеальном монтаже, когда оси всех валов лежат на одной прямой линии, реакции подшипников соответствуют только весовым нагрузкам на них

341

смещения по высоте и углового расхождения торцевых поверхностей (рис.7.21,б). Для их соединения придется прикладывать дополнительные усилия N, чтобы убрать смещение и за счет изгибающего момента убрать их угловое расхождение (рис.7.21,в). Эти воздействия приведут к изменению уровня реакций, с его увеличением на приподнятой опоре (Лг) и уменьшением на опущенной (R3) по сравнению с исходным состоянием до соединения фланцев. Таким образом, к штатной нагрузке добавляется действие изгибающего момента и изменение опорных реакций.

Действие изгибающих моментов и соответствующих им напряжений изгиба потенциально опасны для вращающихся деталей ввиду их усталостного воздействия от циклической смены сжатия и растяжения волокон вала при повороте на каждые 180°. Опасность такого воздействия усиливается от того, что напряжения кручения и изгиба действуют во взаимно перпендикулярных плоскостях и создают сложно-напряженное состояние, вызывающее значительное снижение механических характеристик материалов, определяемых при одномерном нагружении.

Изменение реакций опор также может иметь негативные последствия. Повышение реакций способно привести к перегрузкам, росту температуры и повреждениям в подшипниках. Уменьшение реакции может достигать такого уровня, когда вал оказывается в неустойчивом положении и в эксплуатации сможет отрываться от подшипника и опускаться на него с ударами.

Для предупреждения опасных воздействий дополнительных усилий приходится регламентировать их уровни. Ограничительными характеристиками по нормам Регистра являются:

напряжения изгиба в промежуточных и упорных валах не более 350 МПа, в гребных валах не более 250 МПа; изменение реакций опор в пределах ±50% от их штатного уровня, определенного только по весовому показателю.

Контроль за соблюдением указанных ограничений осуществляют соответствующими измерениями показателей расцентровки осей составных

элементов валопровода при начальной укладке и сборке, выполнении

ремонтов, проведении освидетельствований, наблюдении за состоянием валопровода в эксплуатации.

Центровка валопровода в полностью собранном состоянии и смонтированном гребном винте должна производиться на плаву. При этом судно приводится к водоизмещению не менее 85% водоизмещения порожнем при погруженных в районе расположения валопровода и главного двигателя основных тяжеловесных судовых механизмов и устройств, твердом балласте массой более 2% от массы главного двигателя. Допускается имитация массы механизмов, устройств и балласта. Имитирующий груз должен быть погружен в местах расположения отсутствующих механизмов, устройств и балласта.

Допускается привести судно к водоизмещению менее 85% от водоизмещения порожнем, если расчеты упругих деформаций корпуса или контрольные измерения технологических параметров центровки, выполненные не менее чем на трех судах серии, подтверждают такую возможность.

Допускается выполнять центровку валопровода на стапеле (в доке) в случаях, согласованных с Регистром или Заказчиком, когда контрольные измерения параметров центровки валопровода подтверждают сохранение их значений в допускаемых пределах после спуска судна на воду.

В процессе центровки валопровода необходимо исключить возможность касания деталей переборочных сальников с валами. Шестерня или червяк валоповоротного устройства должны быть выведены из зацепления с зубчатым колесом, закрепленным на фланце вала.

Центровка валопровода должна быть произведена одним из способов: по нагрузкам на подшипниках; по изломам и смещениям в соединениях валов;

по положению подшипников относительно теоретической оси валопровода.

Допускается комбинирование перечисленных выше способов на отдельных участках валопровода.

где: Gji и Gfi —показания динамометров, кН; q —масса подшипника, кН; с и h —

конструктивные размеры, мм.

Центровка на данном этапе признается удовлетворительной, если выполняются условия:

0,5RK <RB < l,5 R K Rr < 0,25 R,c

Проверка центровки завершается определением дополнительных нагрузок на кормовой подшипник двигателя A R, и на носовой подшипник дейдвуда A R?,

на которые не могут быть установлены динамометры. Их значения определяются расчетным путем по уравнению трех моментов, которые сравнивают с допустимыми значениями, заданными проектантом.

Если все указанные условия выполняются, центровка признается удовлетворительной, нагрузку с динамометров снимают и все подшипники закрепляют на их фундаментах.

В ряде случаев фактические нагрузки на концевые подшипники двигателя или редуктора и дейдвуда определяют с помощью динамометров, з'станавливаемых на фланцы (рис.7.23)

По показаниям динамометра 1 определяют усилия стягивания фланцев, а динамометр 4 показывает нагрузку, необходимую для совмещения их по высоте (дополнительную нагрузку на опоры).

Нагрузку на отдельные подшипники регулируют их опусканием для уменьшения

иподъемом для увеличения. В

горизонтальной плоскости величину реакции, обусловленную выгибом вала, уменьшают сдвигом подшипника в сторону, противоположную выгибу (большего показания одного из динамометров).

345

При начальной укладке валов в период постройки и при ремонте с заменой и расточкой подшипников центровка проводится аналогичным образом и заканчивается изготовлением опорных прокладок по замерам на фундаментах и установкой на них подшипников.

Если центровка осуществляется на стапеле (в доке), то она считается предварительной и допуски на отклонения реакций уменьшают вдвое. Окончательно центровка проверяется на плаву.

Центровка по изломам и смещениям.

Измерение изломов и смещений осей производят на промежуточном валопроводе в условиях полного разобщения всех фланцев и сдвига валов в корму для образования зазоров не менее 2 мм или до полного выхода центровых заточек.

Смещением называется линейное отклонение концевых точек осей смежных валов в зоне проведения измерений.

Изломом называется непараллельность осей смежных валов, оцениваемая их угловым расхождением в размерности мм/м.

Для их определения производят измерение зазоров на двух стрелах, устанавливаемых на фланцах (рис.7.24). Винты стрел регулируют и стопорят таким образом, чтобы при проворачивании валов зазоры на них не достигали нулевого значения (не упирались в стойки). Измерения зазоров на стрелках осуществляют пластинчатыми щупами при одновременном проворачивании двух смежных валов, для чего в отверстия

фланцев устанавливают, но не затягивают, два временных болта, играющих роль поводков. Измерения производят при каждом повороте валов на 90° в

346

четырех положениях: верх, ЛБ, низ, ПБ. Для удобства вычислений результаты измерений заносят в таблицу специальной формы, образец которой приведен в

приложении. Полученные по результатам вычислений значения изломов ср и

смещений 8 сравнивают с нормами их допустимых значений, установленных на основании расчетов, по ограничению напряжений изгиба. Чем жестче валопровод (большой диаметр и малая длина), тем меньшие допустимые

значения получают для 8 и ф, (Так, например, при одинаковой длине

вертикальном и горизонтальном направлениях с помощью отжимных болтов (рис.7.25). По окончании центровки в этих случаях устанавливают прокладки требуемой толщины и фиксируют подшипники.

Центровка валопровода по положению подшипников относительно теоретической оси валопровода. Эту операцию выполняют при постройке судна, когда двигатель устанавливают до монтажа валопровода, а при ремонте после значительных деформаций корпуса от повреждений или сварки с необходимостью перестановки двигателя на фундаменте или расточке дейдвудных подшипников.

Такую операцию выполняют при удаленных промежуточных и гребных валах с помощью оптических приборов, смонтированных на фланце КВ и мишеней, устанавливаемых в зоне дейдвуда и промежуточной опоры (рис.7.26). По базовым мишеням корректируют положение двигателя по отношению к дейдвуду или мортире. После завершения этой операции и креплении двигателя

347

устанавливают подшипники с закрепленными на них мишенями, добиваясь совмещения последних с оптической осью двигатель —дейдвуд. По окончании регулировок изготовляют и устанавливают опорные прокладки соответствующих толщин и крепят подшипники.

Рис.7.26. Оптическая центровка двигателя на судне

Проверка центровки и монтажа.

Независимо от применяемых методов проверки центровки сдача валопровода заказчику и Регистру производится по окончании ходовых испытаний. Валопровод считается принятым, если при работе главного двигателя на номинальной мощности не будет наблюдаться:

повышенный нагрев подшипников дейдвуда, промежуточных и упорного валов выше установленных норм; вибрация подшипников и их фундаментов, соединительных муфт и редукторов; повышенные протечки через уплотнения;

работа подшипников верхней половиной.

Наличие указанных явлений, выявленных в процессе эксплуатации и зафиксированных в документации, является основанием для назначения проверки центровки валопровода.

7.7. ТО валопроводов и дейдвудиых устройств

Элементы ВВК проектируются и изготавливаются с солидными запасами прочности и обладают высокой надежностью при условии надлежащего ухода

348

за ними в процессе эксплуатации. ТО этих элементов предусматривает регулярный контроль за техническим состоянием и выполнение профилактических мероприятий по обеспечению нормального функционирования. Планами ТО предусматривается выполнение следующих операций.

Промежуточные и упорные валы.

-На ходу судна повахтенный контроль состояния подшипников с проверкой их температуры термометрами или ощупыванием и уровня масла в резервуарах, оценка его состояния. Температура исправных подшипников меняется в небольших пределах в зависимости от температуры охлаждающей воды и степени загрузки судна, когда может изменяться центровка вала и реакции на его опорах.

Состояние масла оценивается по его прозрачности и появлению пузырьков воды. Потемнение масла говорит о его старении, обводнение о повреждении системы охлаждения.

При смене масла проверяется характер отложений в поддонах. Наличие металлической пыли укажет на износ или повреждение подшипника.

-Проведением обстукивания гаек проверяется состояние креплений

подшипников и фланцевых соединений вала. Производится это на стоянке судна с периодичностью, предусмотренной планом-графиком. Вне плана такие операции проводят при появлении признаков их ослабления: повышение уровня вибрации, появление темной пыли на стыках фланцев, обнаружение сдвига меток на смежных фланцах, наносимых при обработке фланцев (спаривании валов). Кроме проверки крепежа при повышенной вибрации обстукивают и проверяют фундаменты подшипников на наличие в них трещин.

-При подозрениях на износ проверяют состояние шеек вала и величины зазоров в подшипниках.

-Обращается внимание на состояние защитной окраски, которая кроме предупреждения коррозии от конденсата служит хорошим индикатором трещин. В местах отслоений окраску восстанавливают.

349

Дейдвуд при смазке маслом.

-Контроль давления и расхода воды, подаваемой в дейдвуд. Контроль только по давлению недостаточен.

-Регулировка сальника на приемлемый уровень проточек и температурь;. (При необходимости добавления в сальник колец набивки производить

эту операцию только при условии отсутствия давления воды со стороны дейдвуда, для чего использовать специальное запорное устройство, а при его отсутствии создавать необходимый дифферент на нос или проводить укупорку дейдвуда («подвязать галстук») с помощью водолазов. Несоблюдение этих условий может создать экстремальную ситуацию в виде затопления кормового отсека или тоннеля гребного вала).

- Контроль просадки гребного вала на подшипниках дейдвуда предусмотренных инструкцией средствами.

Дейдвуд при смазке маслом.

-Регулярный контроль уровня масла в напорных бачках.

-Контроль уровня протечек масла по объемам его добавления с регистрацией в документации. При протечках выше установленных норм допускается переход на использование более вязких сортов масла, оговоренных

винструкции по эксплуатации.

-Контроль температуры масла в системе и температуры подшипников, не допуская ее повышение выше 60°С. При необходимости использовать принудительную циркуляцию, подключать систему охлаждения.

-Контроль состояния системы компенсации давления в кормовом уплотнении. Повышение в ней уровня масла свидетельствует о повреждении носовой манжеты, а появление воды о повреждении кормовых манжет.

-Регулярный отбор проб масла с проверкой наличия воды, частиц металла, содержания хлоридов, показателей старения масла.

-Не реже 1 раза в год контролировать просадку вала на подшипниках с анализом изменения зазоров в них и обеспеченности достаточного слоя баббита.