Центровка валопроводов по нагрузкам на подшипники

4. Центровка валопроводов по нагрузкам на подшипники

В основу центровки линий валопроводов положен следующий принцип. После центровки положения главного дизеля и гребного вала с помощью визирной трубы производят сборку всей линии валопровода.

Положение подшипников собранного валопровода регулируют по высоте специальными динамометрами, с целью выравнить нагрузки на всех подшипниках соответственно расчетным. Для указанной цели применяют динамометры, в которых нагрузка определяется по величине деформации кольца, скобы или тарельчатых пружин.

В динамометре с тарельчатыми пружинами нагрузка определяется по величине деформации пакета тарельчатых пружин, сжимающихся под действием нагрузки, приходящейся на шток динамометра.

Величину сжатия тарельчатых пружин или соответствующую этому сжатию нагрузку на шток показывает индикаторная головка часового типа, закрепленная на крышке динамометра.

Для того чтобы исключить влияние масляных зазоров, прокладки из плоскости разъема подшипника удаляют. В случае, если этого будет недостаточно, между верхним вкладышем и валом устанавливают мягкую прокладку с последующим закреплением крышки подшипника.

Для измерения нагрузки, приходящейся на данный подшипник, на его лапе устанавливают по одному динамометру, вворачивая их хвостовики в отверстия лап подшипника или подложенные снизу ключи-гайки.

Динамометры нагружают постепенно путем подъема подшипников на штоках динамометров до появления зазора 0,2–0,25 мм между привальной поверхностью подшипника и поверхностью прокладок, на которые устанавливают подшипник. Динамометры устанавливают под лапы, расположенные по диагонали, а две другие лапы при измерении освобождают от крепящих болтов. После замера нагрузок на первых подшипниках аналогичным образом определяют нагрузки на всех остальных и сравнивают с допустимыми.

По нагрузкам определяют качество центровки валопровода. При повороте валопровода на 180° возможно по изменяющимся нагрузкам судить о погиби вала и других дефектах сборки валопровода. Точность показаний динамометров должна составлять не менее 5% от измеряемой нагрузки.

В тех случаях, когда полученные по динамометрам нагрузки выходят за пределы установленных расчетов, отдельные подшипники опускают или поднимают до тех пор, пока нагрузка, приходящаяся на каждый подшипник, не достигнет допустимой.

Допускаемые дополнительные нагрузки на подшипники промежуточных валов от их расцентровок определяются в зависимости от средней конструктивной нагрузки , равной весу промежуточных валов  с деталями их соединения, деленной на число подшипников  на этой длине

На основании проведенных исследований приняты следующие пределы допустимых нагрузок на опорные подшипники трения скольжения:

в вертикальной плоскости ;

в горизонтальной плоскости

Очевидно, что при определении средней конструктивной нагрузки  не учитывается неодинаковость расстояния между подшипниками и поэтому фактические нагрузки на подшипники будут разными. Однако такое допущение не может привести к резкому увеличению удельной нагрузки, так как она обычно не превышает 0,15–0,20 МПа на проекцию вкладыша, что значительно ниже допускаемых.

В то же время следует учитывать, что подшипники скользящего трения рассчитаны только на вертикальные нагрузки и при больших расцентровках валов в горизонтальной плоскости нарушаются нормальные условия их смазывания.

Фактическую нагрузку на подшипник в вертикальной плоскости определяют суммой показаний динамометров правого и левого борта за минусом веса самого подшипника, а в горизонтальной плоскости эта нагрузка может быть определена путем расчета:

,

где  и  – показания динамометров правого и левого бортов одного опорного подшипника, Н;

 – расстояние от опорной поверхности фундамента до оси валопровода, см;

– расстояние между динамометрами, измеряемое в плоскости, перпендикулярной оси валопровода, см.

Результаты определения фактических нагрузок на каждом промежуточном подшипнике записываются в таблицу, после чего определяют нагрузки на концевые опоры валопровода как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Так как на концевые опоры динамометры установить невозможно, то действующие на них нагрузки от расцентровки валопровода определяют расчетным путем.

Кормовая опора гребного вала несет большую нагрузку, равную весу винта и кормового участка гребного вала, и дополнительная нагрузка от расцентровки здесь может не учитываться ввиду малого влияния. В то же время носовая дейдвудная опора может полностью разгрузиться даже при небольшой дополнительной нагрузке, направленной вверх, что приведет к нарушению условий работы кормового участка валопровода. В связи с этим дополнительная нагрузка на носовую дейдвудную опору жестко ограничивается в соответствии с неравенством

Особенно важно знать допустимые расцентровки в соединении валопровода с дизелем, так как для поршневых машин коленчатый вал является ответственной и весьма напряженной деталью, поэтому необходимо одновременно замерять раскеп у кривошипа первого от маховика цилиндра, не допуская превышения его величины сверх установленной заводом-изготовителем или правилами Регистра.

Допустимое давление на кормовой коренной подшипник  при расцентровке валопровода не должно превышать 0,3 МПа, т. е.

,

где  – нагрузка на кормовой коренной подшипник, МН;

 – площадь проекции вкладыша кормового коренного подшипника, м².

Вместе с тем основными показателями при определении допустимых расцентровок должны быть дополнительные напряжения в коленчатом валу, которые могут привести к деформации вала (раскепам), замеренной до и после поворота вала на 180°.

Изгибающий момент при нагрузке только двух ближайших к рассматриваемому коренному подшипнику опор (рис. 4) можно определить по формуле

,

а напряжение  в шейке вала у кормового коренного подшипника не должно превышать 5 МПа, т. е.

,

где  – момент сопротивления коленчатого вала у коренных подшипников, м³;

 – размеры, м;

 – диаметр шейки вала у рамового подшипника, м.

Следовательно,

.

Для определения дополнительных нагрузок на концевые подшипники валопровода на фланцевых соединениях у дизеля и гребного вала измеряют усилия, необходимые для стягивания фланцев валов. Для этого используют специальное приспособление, состоящее из динамометров и скоб; между фланцами устанавливается мерная планка, благодаря которой остается зазор, равный ее толщине.

После определения усилий для стягивания фланцев дополнительную нагрузку на носовую дейдвудную опору определяют по формулам (рис. 5):

для вертикальной плоскости ;

для горизонтальной плоскости .

Дополнительная нагрузка на кормовой подшипник дизеля определяется аналогично:

для вертикальной плоскости ;

для горизонтальной плоскости ,

где  – дополнительные нагрузки на носовую дейдвудную опору и кормовой подшипник двигателя в вертикальной и горизонтальной плоскостях, Н;

 – нагрузки динамометров, предназначенных для устранения смещений осей валов вертикальной и горизонтальной плоскостях (положительны при направлении сил вниз или к правому борту), Н;

 – нагрузки динамометров, предназначенных для устранения изломов вертикальной и горизонтальной плоскостях (положительны при зазоре между фланцами вверху или с левого борта), Н;

 – размеры, м;

 – диаметры фланцев гребного вала и двигателя, м.

После того как произведенная центровка признана удовлетворительной, замеряют высоту клиньев под всеми подшипниками. Во время пригонки клиньев динамометры используют как отжимные болты. После пригонки клиньев производят проверочную центровку валопровода. После обработки отверстий и изготовления всех крепежных болтов производят сдачу центровки валопровода по нагрузкам на подшипники тем же способом, что и проверку. После центровки подшипники окончательно закрепляют.

Технологический процесс монтажа главного двигателя

Подготовка фундамента

Очистить фундаментные поверхности от ржавчины

Очистить опорные поверхности до блеска

Пневматическая шлифовальная машина ШМ 25–50

Проверить наличие разметочных рисок на фундаменте визуально

Установочные риски должны быть нанесены параллельно плоскости мидель-шпангоута

 

 

Библиографический список

1.    Лопырев Н. К. Технология судоремонта. Учебник. М.: Транспорт, 1981. 288 с.

2.    Грицай Л. Л. Справочник судового механика (в 2-х т.). Т.1. М.: Транспорт, 1973. 696 с.