Основы технологии изготовления, монтажа, испытаний и ремонта судовых энергетических установок

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

В.И. Волхонов

Основы технологии изготовления, монтажа, испытаний 

и ремонта судовых энергетических установок

Учебное пособие

Альтаир-МГАВТ

Москва
2011г.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

В.И. Волхонов

Основы технологии изготовления, монтажа, испытаний 

и ремонта судовых энергетических установок

Учебное пособие

Альтаир-МГАВТ

Москва
2011г.

Волхонов

Основы технологии изготовления, монтажа, испытаний 

и ремонта судовых энергетических установок

Учебное пособие

Компьютерная верстка: Михайлик Е.В.

Подписано в печать____.____.2011

Формат 60x90/16. Объем           п.л.

Заказ №______ Тираж 100 экз.

Альтаир-МГАВТ

Московская государственная академия водного транспорта

117105 г. Москва, Новоданиловская набережная, д.2, корп.1

УДК 629.122.004

Волхонов В.И.  Основы технологии изготовления, монтажа, испытаний и 

ремонта судовых энергетических установок. Учебное пособие — М.: 

МГАВТ 144 с.

Рассмотрены основы расчета технологических процессов изготовления, 

монтажа, испытаний и ремонта судовых энергетических установок. Приведены 

технологические схемы повышающие качество и надежность механизмов и 

двигателей. 

Учебное пособие предназначено для студентов судомеханической специаль
ности 180103 и для подготовки бакалавров по направлению 180100 по профилю 

«Судовые энергетические установки», а также полезно студентам других специаль
ностей, плавсоставу и техническим работникам судоремонтных предприятий.

Рецензент – к.т.н., доцент Макаров А.Р.

д.т.н., профессор Матвеев Ю.И.

Допущено УМО по образованию в области кораблестроения для студен
тов высших учебных заведений.

Издается по решению Учебно-методического совета МГАВТ.

Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на заседа
нии кафедры «Судостроения и судоремонта» (протокол № 5 от 27 января 2011 г.)

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать 

материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы.

© МГАВТ, 2011.
© Волхонов В.И. 2011.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
6

1. Основы технологии судового машиностроения

1.1. Изделие и его элементы
6

1.2. Технологические процессы
7

1.3. Маршрутно-операционная карта технологического процесса
9

1.4. Расчет процессов на обработку детали
11

1.5. Технологическая норма времени. Время штучное и штучно
калькуляционное

12

1.6. Конструкторская и технологическая точность
14

1.7. Конструкторские и технологические базы
16

1.8. Виды погрешности и закономерности их распределения
17

1.9. Суммирование погрешностей для определения технологической точ
ности обработки

20

1.10. Расчет посадок с зазором в подшипниках скольжения
21

1.11. Расчет посадок с натягом
24

1.12. Выбор переходных посадок
26

1.13. Размерные цепи
26

1.14. Методы сборки механизмов
28

1.15. Контроль качества продукции
30

1.16 Упрочнение и повышение износостойкости деталей
31

1.17. Защита от коррозии
36

1.18. Программирование обработки деталей на станках с ЧПУ
37

2. Основы технологии судостроения

2.1. Технология изготовления секций корпуса судна
40

2.2. Сборка и сварка корпусов
44

2.3. Спуск судов на воду
45

2.4. Корпусодостроечные работы
46

3. Монтаж и испытания судовых энергетических установок

3.1. Этапы монтажа энергетического оборудования
47

3.2. Монтаж главных двигателей
53

3.3. Монтаж валопроводов
53

3.4. Монтаж вспомогательного оборудования
55

3.5. Монтаж систем трубопроводов
57

3.6. Монтаж электрооборудования
60

3.7. Испытания и сдача судов
60

4. Ремонт судовых энергетических установок

4.1. Основные положения технологии судоремонта
65

4.2. Основы старения судовых конструкций и механизмов
67

4.3. Технологический процесс ремонта судна на судоремонтном предприятии
75

4.4. Ремонтный цикл судна
76

4.5. Методы ремонта
78

4.6. Разборка судовой энергетической установки
79

4.7. Очистка деталей, механизмов и корпуса судна
81

4.8. Гидравлические и воздушные испытания отсеков судна
82

4.9. Капиллярные методы дефектоскопии
84

4.10. Магнитная дефектоскопия
85

4.11. Ультразвуковая дефектоскопия
86

4.12. Рентгено и гамма- графическая дефектоскопия
87

4.13. Специальные методы дефектоскопии
88

4.14. Безразборные методы технологического диагностирования
88

4.15. Контроль системы поршневой группы
90

4.16. Восстановление деталей из стали
94

4.17. Восстановление деталей из чугуна
95

4.18. Сварка деталей из алюминиевых сплавов
96

4.19. Разборка главного двигателя
97

4.20. Ремонт фундаментных рам
98

4.21. Ремонт блоков цилиндров
100

4.22. Ремонт втулок цилиндров 
102

4.23. Ремонт деталей поршней группы
103

4.24. Ремонт коленчатых валов
105

4.25. Ремонт клапанов
107

4.26. Ремонт топливной аппаратуры
108

4.27. Сборка двигателей
111

4.28. Стендовые испытания двигателей
114

4.29. Ремонт редукторов
114

4.30. Ремонт валопроводов и дейдвудных устройств
117

4.31. Ремонт гребных винтов
121

4.32. Ремонт насосов
124

4.33. Ремонт палубных механизмов
125

4.34. Ремонт трубопроводов и арматуры
126

4.35. Ремонт рулевого устройства
128

4.36. Ремонт шлюпочного и грузовых устройств
129

4.37. Ремонт якорного и швартовного устройств
130

4.38. Ремонт металлического корпуса
130

4.39. Ремонт с использованием стеклопластиков
133

4.40. Доковый ремонт
134

4.41. Испытание технических средств после ремонта
135

Список используемой литературы
138

Приложение А Нормы скоростей изнашивания деталей ДВС
139

Приложение Б  Нормы монтажных зазоров деталей дизелей
140

Приложение В  Нормы межремонтных периодов работы дизелей
142

ВВЕДЕНИЕ

В технологии изготовления и ремонта судовых энергетических установок 

(СЭУ) как учебной дисциплины рассматриваются следующие основные задачи:

1. Продление эксплуатационного периода;

2. Сокращение времени изготовления и ремонта СЭУ.

Для решения основных задач необходимо повышать качество изготовления 

СЭУ и автоматизировать, или хотя бы механизировать, технологические про
цессы, что выполняется внедрением и использованием новых технологий на ба
зе достижений науки, технологии машиностроения.

Основоположниками науки технологии машиностроения в России являются 

И.А. Тиме (1838 – 1920 г.г.) и А.П. Гавриленко (1861 – 1914). Дальнейшее раз
витие научных основ технологии машиностроения отражено в трудах Н.А. Бо
родачева, А.И. Каширина, А.П. Соколовского и многих других, например, В.В. 

Ефремова, К.Т. Кошкина.

Знание закономерностей технологии изготовления и ремонта СЭУ поможет 

студентам в их самостоятельной деятельности по созданию конструкций новых 

машин.

1. Основы технологии судового машиностроения

1.1.
Изделие и его элементы

Изделием называется предмет производства, подлежащий изготовлению на 

предприятии. Различают следующие виды изделий: детали, сборочные едини
цы, комплексы, комплекты.

В зависимости от конечной стадии данного производства изделиями могут 

быть не только изготовленные (отремонтированные) машины, но и элементы 

машин в сборе и отдельные детали. Например, для судостроительного завода 

изделием является судно, для моторостроительного завода – двигатель, для за
вода поршней – поршень. 

Изделия в зависимости от наличия или отсутствия в них составных частей 

делят на две группы:

1. Неспецифицированные  – не имеющие составных частей, т.е. детали;

2. Специфицированные – состоящие из двух и более составных частей (сбо
рочные единицы, комплексы, комплекты).

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного материала без приме
нения сборочных операций.

Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат со
единению между собой на предприятии – изготовителе сборочными операция
ми (свинчиванием, сваркой и т.п.)

Комплекс – это два и более специфицированные изделия, не соединенные на 

предприятии – изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для 

выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, например, цех – ав
томат,  автоматизированный склад и т.д.

Комплект – это набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначе
ние вспомогательного характера, например, комплект инструмента, комплект 

запасных частей.

1.2.
Технологический процесс

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, 

связанного с изменением формы или качества детали или изделий. Различают 

технологические процессы механической обработки, термической обработки, 

сборки и др.

Законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабо
чем месте, называется технологической операцией (ТО). Технологическая опе
рация является основной для производственного планирования технологического 

процесса, то есть для расчета трудоемкости, потребного числа рабочих и т.д.

Структура технологического процесса показана на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Структура технологического процесса.

ТО разделяются на технологические и вспомогательные переходы. Техноло
гический переход (т.п.) – законченная часть технологической операции, харак
теризуемая постоянством применяемого инструмента и обрабатываемых по
верхностей или соединяемых деталей при сборке и при постоянном  режиме 

работы. Например, последовательное точение резцом сначала одной ступени 

вала, а затем другой, будет состоять из двух технологических переходов, если 

выполнять обточку этих двух ступеней одновременно двумя резцами, то это 

будет обтачивание в один переход (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Обработка за один переход

Обработка одной и той же поверхности заготовки на черновом, а затем чи
стовом режиме будет состоять из двух технологических переходов, так как из
меняется режим резания.

Вспомогательный переход (в.п.) – законченная часть технологической опе
рации, состоящая из действий человека или оборудования, которая не сопро
вождается изменением формы или качества деталей, но необходима для выпол
нения технологического перехода. Примерами вспомогательного перехода яв
ляются: установка заготовки перед обработкой, поворот резцовой головки и др.

Технологический переход состоит из рабочих и холостых ходов.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода в виде одно
кратного перемещения инструмента относительно заготовки со съемом струж
ки. За каждый рабочий ход снимается один слой материала заданной толщины 

при неизменном режиме обработки.

Холостой ход – законченная часть технологического перехода в виде одно
кратного перемещения инструмента относительно заготовки без съема струж
ки. Например, холостым ходом является перемещение инструмента в исходное 

положение после выполнения обточки.

Установка – законченная часть вспомогательного перехода, связанная с за
креплением детали и обработкой ее в определенном положении.

Позиция – законченная часть вспомогательного перехода, связанная с фик
сацией детали в определенном положении относительно стоек станка. Напри
мер, фрезерование пазов в делительной заготовке. Каждому пазу должна быть 

соответствующая позиция детали.

1.3.
Маршрутно-операционная карта технологического процесса

Маршрутная карта является основным документом, который разрабатывает
ся на изготовление или ремонт деталей. Этот документ содержит полное описа
ние состава технологических операций в технологической последовательности 

с данными об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах. 

В маршрутном процессе указывают операции без переходов и режимов обра
ботки.

Операционная карта – это документ, который содержит описание техноло
гической операции с указанием переходов и режимов обработки, а также дан
ные о режущем инструменте и оснастке. 

На заводах речного флота применяются маршрутно-операционные карты, в 

которых содержится описание процесса изготовления или ремонта деталей 

(машин) по всем операциям в технологической последовательности с данными 

по оборудованию и оснастке, а также с указанием об отдельных переходах и 

режимах обработки, существенно влияющих на качество изделий.

Маршрутно-операционная карта составляется по единой унифицированной 

форме. Перед составлением карт составляется план технологических операций.

Пример. План технологических операций при ремонте вала центробежного 

насоса с восстановлением размеров шеек электросваркой.

1. Токарная 1.

Точить рабочую шейку под наплавку, выдерживая размер d=46-0,5 мм. 

2. Контроль ОТК.

3. Сварочная.

Наплавить рабочую шейку дуговой сваркой под слоем флюса, выдерживая 

размер 60±2 мм. Сварку вести с предварительным и сопутствующим подогре
вом, t=150ºС.

4. Контроль ОТК.

5. Токарная 2. 

Точить рабочую шейку предварительно в размер 52±0,2 мм.

6. Слесарная.

Проверить деформацию вала. Править вал, биение не более 0,1 мм.

7. Контроль ОТК.

8. Точить рабочую шейку окончательно в размер  50h8. Подрезать торец со
гласно чертежу. Обкатать рабочую шейку роликом, усилие обкатывания 

Р=350Н.

1.4. Расчет припусков на обработку деталей

Припуском называется слой материала, который удаляется при достижении 

заданной точности и шероховатости обрабатываемой поверхности.

При расчете минимального припуска учитывают следующие факторы:

1. Высота неровностей 
1

i
Rz
полученная на предшествующей обработке;

2. Глубина испорченного поверхностного слоя 
1

iT , образовавшегося на 

предшествующей обработке;

3. Остаточная деформация 
1

i
детали, полученная на предшествующей об
работке;

4. Погрешность установки 
устi

детали, допущенная при обработке.

Суммарный минимальный припуск X

рассчитывается по формуле:

устi
1
1
1









i
i
i
T
Rz
X

;

- для фрезерных и строгальных станков




;
2
2
устi

2

1
1
1









i
i
i
T
Rz
X

;

- для токарных и расточных станков.

Значения составляющих расчетных формул приведены в справочниках тех
нолога-машиностроителя. Например, при точении или шлифовании деталей в 

центрах, погрешность установки принимают равной нулю, поэтому последнюю 

формулу можно упростить:

)
(
2
1
1
1







i
i
i
T
Rz
Х

.

Для деталей небольшой длины кривизна 
0
1 

i
и формула упрощается до 

учета шероховатости 
1

i
Rz
и глубины испорченного слоя 
1

iT . Шероховатость 

уточняется по эталонам, а испорченный слой уточняется конкретно для каждо
го станка. Например, 
t
Ti
1,0
1 

, где t – глубина резания. После термообработки 

стали образуется обезуглероженный слой до 0,2 мм., который следует удалить, 

так как этот слой не обладает прочностью.