Обслуживание и ремонт судовых дизелей
В 4 томах Том 2: Обслуживание и ремонт узлов и деталей групп движения
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Судостроение. Судомоделирование
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Шерстнев Николай Васильевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 299
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-16-017403-7
ISBN-онлайн: 978-5-16-109949-0
Артикул: 768745.03.01
Доступ онлайн
В корзину
Во втором томе учебного пособия показаны особенности конструкций основных узлов и деталей групп движения, оказывающих влияние на условия их работы и методы технического обслуживания и ремонта. Приведены рекомендации по периодичности регламентированных работ и возможным неисправностям. С примерами из судовой практики рассмотрены методы разборки-сборки, дефектации и ремонта основных узлов и деталей групп движения.
В предыдущем и последующих томах показаны особенности конструкций, приведены рекомендации по периодичности регламентированных работ и техническому обслуживанию и ремонту остальных узлов и деталей судовых дизелей.
Предназначено для студентов высших учебных заведений по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» и преподавателей вузов. Может быть полезно судовым механикам.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Специалитет
- 26.05.06: Эксплуатация судовых энергетических установок
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ ТОМ 2 ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ГРУПП ДВИЖЕНИЯ Н.В. ШЕРСТНЕВ Москва ИНФРА-М 202УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ В ЧЕТЫРЕХ ТОМАХ Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» (квалификация «инженер-механик») (протокол № 7 от 22.09.2021)
УДК 629.5.03(075.8) ББК 39.455.5я73 Ш50 Шерстнев Н.В. Ш50 Обслуживание и ремонт судовых дизелей : учебное пособие : в 4 т. Том 2. Обслуживание и ремонт узлов и деталей групп движения / Н.В. Шерстнев. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 299 с. — (Высшее образование: Специалитет). — DOI 10.12737/1851519. ISBN 978-5-16-012671-5 (общ.) ISBN 978-5-16-017403-7 (т. 2, print) ISBN 978-5-16-109949-0 (т. 2, online) Во втором томе учебного пособия показаны особенности конструкций ос- новных узлов и деталей групп движения, оказывающих влияние на условия их работы и методы технического обслуживания и ремонта. Приведены рекомен- дации по периодичности регламентированных работ и возможным неисправно- стям. С примерами из судовой практики рассмотрены методы разборки-сборки, дефектации и ремонта основных узлов и деталей групп движения. В предыдущем и последующих томах показаны особенности конструкций, приведены рекомендации по периодичности регламентированных работ и тех- ническому обслуживанию и ремонту остальных узлов и деталей судовых дизе- лей. Предназначено для студентов высших учебных заведений по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» и преподавателей вузов. Может быть полезно судовым механикам. УДК 629.5.03(075.8) ББК 39.455.5я73 Р е ц е н з е н т ы: Кирюхин А.Л., доктор технических наук, профессор кафедры экс- плуатации судовых энергетических установок Черноморского выс- шего военно-морского училища имени П.С. Нахимова; Федоровский К.Ю., доктор технических наук, профессор, заведу- ющий кафедрой энергоустановок морских судов и сооружений Сева- стопольского государственного университета ISBN 978-5-16-012671-5 (общ.) ISBN 978-5-16-017403-7 (т. 2, print) ISBN 978-5-16-109949-0 (т. 2, online) © Шерстнев Н.В., 2021 Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ….…………..………..………..….……………….…..... 5 1 Техническое обслуживание и ремонт коленчатых валов и подшипников ............................................................................... 7 1.1 Особенности конструкций и условий работы коленчатых валов и подшипников ................................................................................ 7 1.2 Состав и периодичность работ по техническому обслуживанию и ремонту коленчатых валов и подшипников .... 10 1.3 Контроль состояния подшипников при осмотре внутри картера 11 1.4 Контроль и промывка масляных каналов коленчатого вала ....... 16 1.5 Контроль масляных зазоров в коренных подшипниках .............. 16 1.6 Контроль масляных зазоров в шатунных подшипниках ............. 21 1.7 Контроль осевых зазоров в упорных подшипниках .................... 25 1.8 Контроль просадки коленчатого вала ............................................ 27 1.9 Контроль раскепов коленчатого вала ............................................ 30 1.10 Построение изогнутой оси коленчатого вала и исправление повышенных раскепов .................................................................... 43 1.11 Разборка и сборка шатунных подшипников ................................. 49 1.12 Разборка и сборка коренных подшипников .................................. 64 1.13 Контроль и восстановление посадки и натяга вкладышей подшипников .................................................................................... 77 1.14 Дефектация и ремонт тонкостенных вкладышей ......................... 84 1.15 Осмотр и полирование вручную рабочей поверхности коренных и шатунных шеек ........................................................... 92 1.16 Обмеры коренных и шатунных шеек коленчатых валов ............. 94 1.17 Контроль биения коренных шеек коленчатых валов ................... 100 1.18 Восстановление геометрии шатунных шеек проточкой или шлифованием в ремонтные размеры ...................................... 102 1.19 Восстановление геометрии коренных шеек проточкой или шлифованием в ремонтные размеры ...................................... 111 1.20 Осмотр шпилек коренных подшипников ...................................... 114 1.21 Контроль шатунных болтов и меры по предотвращению их обрывов ............................................................................................. 115 1.22 Вопросы для самоконтроля …………............................................ 120 2 Техническое обслуживание и ремонт шатунов и головных подшипников четырехтактных дизелей ................................... 126 2.1 Особенности конструкций и условий работы шатунов и головных подшипников четырехтактных дизелей .................... 126 2.2 Состав и периодичность работ по техническому обслуживанию и ремонту шатунов и головных подшипников четырехтактных дизелей ................................................................. 128 2.3 Контроль состояния головных подшипников без разборки ........ 129 2.4 Разборка и сборка головных соединений ...................................... 132 2.5 Дефектация и ремонт головных соединений ................................ 138
2.6 .......................... 143 2.7 ............................................................. 153 2.8 .............................................................. 156 2.9 …………......................................... 156 3 ........................................ 160 3.1 ............................................ 160 3.2 ....................................................................... 164 3.3 .............................. 164 3.4 ......... 173 3.5 -..................................................................................... 175 3.6 ………………………………..... 184 3.7 ……………………………... 188 3.8 …………............................................ 194 4 ....................................................................... 197 4.1 .................................................... 197 4.2 Состав и периодичность работ по техническому обслуживанию и ремонту поршней и сальников поршневых штоков ................ ... 200 4.3 ........................... 201 4.4 . 204 4.5 -..... 213 4.6 ............................................................ 229 4.7 ............................................................................. 235 4.8 ........................................................... 239 4.9 ............................ 247 4.10 .......................... 255 4.11 ........................................ 257 4.12 . 259 4.13 .................... 267 4.14 ............. 272 4.15 …………............................................ 275 . - () …………............. 280 ..................................................................................... 291 ........................................................ 292 Приложение (доступно в электронной версии книги) .......... 298
ВВЕДЕНИЕ Международной конвенцией о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты (Конвенция ПДНВ) [81] установлены стандарты компетент- ности к кандидатам на получение диплома вахтенного механика (т.е. вы- пускникам специальности "Эксплуатация судовых энергетических устано- вок"). Они структурированы по четырем функциям, одной из которых явля- ется "Техническое обслуживание и ремонт". Для приобретения компетентно- сти по данной функции Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по указанной специ- альности предусмотрены соответствующие дисциплины, где изучаются ме- тоды и средства технического обслуживания и ремонта различных судовых механизмов и оборудования, в том числе дизельных двигателей (дизелей). Судовые дизели являются одним из наиболее сложных и ответствен- ных судовых объектов. Поэтому требуют постоянного внимания обслужива- ющего персонала, обширных и глубоких знаний по методам и средствам кон- троля, поддержания и восстановления технического состояния их деталей и узлов в судовых условиях. Для приобретения этих знаний имеется многочисленная литература. Каждая из известных автору книг со своими достоинствами дополняет дру- гие. Но для учебных целей использовать такое множество литературы не- удобно, а по отдельности – недостаточно. Например, инструкции заводов- изготовителей по эксплуатации и обслуживанию конкретных типов дизелей [6, 18, 24, 59 и др.] (см. библиографический список) предполагают, что об- служивающий персонал обладает необходимыми базовыми знаниями. По- этому они обычно изложены кратко, зачастую без объяснений необходимости выполнения той или иной работы, недостаточно наглядно иллюстрированы и, в любом случае, ограничены особенностями конкретного типа дизеля. В известных учебниках по судовым дизелям, ставших уже классическими [65, 66 и др.], основное внимание уделяется их рабочим процессам, конструкции и технической эксплуатации и в меньшей степени – их техническому обслуживанию и ремонту. В других учебниках [78, 79, 80 и др.] рассматриваются преимущественно методы дефектации и исправления дефектов судовых дизелей в условиях судоремонтных предприятий, т.е. они ориентированы на подготовку береговых специалистов и не в полной мере учитывают особенности технического обслуживания и ремонта судовых дизелей силами обслуживающего персонала. Такое положение и побудило автора заняться разработкой данного учебного пособия и демонстрационного приложения к нему, которые являются составной частью лекционного курса для студентов специальности "Эксплуатация судовых энергетических установок" по функции " Техническое обслуживание и ремонт" Конвенции ПДНВ. Очевидно, что при этом частично, с необходимыми дополнениями и изменениями, были ис- пользованы отдельные иллюстрации и фрагменты текстов из упомянутых ис- точников со ссылками на них. В значительной мере они дополнены рекомен-
, . . 4-: 1. , . ; 2. ; 3. , - ; 4. - . . - . . , - , . Демонстрационные приложения доступны в электронной версии книги.
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ И ПОДШИПНИКОВ 1.1 Особенности конструкций и условий работы коленчатых валов и подшипников Коленчатый вал предназначен для преобразования работы шатунно- поршневых групп дизеля в крутящий момент и передачи его потребителям (генератору, винту). Его место в общей компоновке различных типов дизелей наглядно показано на рисунках тома 1 раздела 1 учебного пособия [92]. Один из вариантов его конструкции для четырехтактного дизеля показан на рисун- ке 1.1 [16]. На коленчатый вал навешивают маховик 10, демпфер 2, шестер- ню 8 для привода распредвала (для привода топливных насосов высокого К Ш К У К К – коренной подшипник; Ш – шатунный подшипник; У – упорный подшипник подшипник подшипник подшипник подшипник Рисунок 1.1 – Коленчатый вал с подшипниками четырехтактного дизеля 1 – шестерня привода насо- сов; 2 – демп- фер; 3 – корен- ная шейка; 4 – шатунная шей- ка; 5 – щека; 6 – противовес;
давления, клапанов газораспределения), шестерню привода насосов 1 (охлаждения, масляного, топливоподкачивающего). Ко- ренные шейки 3 коленчатого вала враща- ются в коренных подшипниках К, а осевые усилия воспринимаются упорным под- шипником У. С шатунами коленчатый вал соединяется шатунными подшипниками Ш. На двухтактных дизелях конструкция коленчатого вала с подшипниками похо- жая. В современных четырехтактных ди- зелях масло к коренным и упорному под- шипникам, расположенным в блок- картере, подводится через отверстия в нем (рисунок 1.2) [16]. Если коленчатый вал уложен в подшипники в фундаментной раме, масло к ним подводится через крышки этих подшипников. Далее, через сверления в коренных шейках, щеках и шатунных шейках масло подводится к ша- тунным подшипникам. Через сверления в стержнях шатунов масло поступает к го- ловным подшипникам и на охлаждение днищ поршней. В двухтактных крейц- копфных дизелях масло к шатунным под- шипникам подводится сверху от крейц- копфов через сверления в стержнях шату- нов (см. подраздел 3.1). Несмотря на значительное разнооб- разие конструкций элементов коленчатого вала, надежность его работы определяется надежностью самых ответственных и наиболее уязвимых узлов – подшипников скольжения – коренных, шатунных, упор- ных. Эти подшипники имеют один и тот же принцип действия и схожие условия работы, а все процессы ухудшения их технического состояния возникают из-за одних и тех же причин. Длительная работоспособность подшипников скольжения обеспечива- ется несущей способностью так называемого "масляного клина" (рису- нок 1.3) [38]. При вращении вала с угловой скоростью в возникают силы трения масла о шейку и силы вязкостного трения между его частицами. Бла- годаря этому оно также вращается в зазоре подшипника с угловой скоростью ж и затягивается под шейку. В создаваемом под шейкой масляном клине Рисунок 1.2 – Схема подвода масла к подшипникам коленчатого вала четырехтактного дизеля Подвод масла
возникают силы внутреннего давления P. Они противодей- ствуют силам, нагружающим шейку, и разъединяют трущиеся поверхности. Шейка вала всплы- вает над вкладышем с эксцентри- ситетом e, между ними образует- ся масляная пленка толщиной h0 и возникает жидкостное трение. Теоретически при абсолютно чи- стом масле и стабильном враще- нии шейки можно было бы избе- жать износа подшипников. Однако нагрузки на под- шипники непрерывно меняются в течение рабочего цикла от сил давления газов и сил инерции по- ступательно движущихся и вра- щающихся масс. Шейка то уда- ляется, то приближается к вкла- дышу, в результате чего меняется и толщина пленки h0 в зоне мас- ляного клина. Минимальная толщина масляной пленки может достигать 3-5 мкм, что, как правило, меньше большинства грязевых частиц в уже отфильтрованном масле. Загрязнение масляной системы еще более крупными частицами возможно из-за повреждения фильтрующих элементов, попадания грязи при монтаже маслопроводов, подшипников. Эти грязевые частицы контактируют с шейками и вкладышами, вызывают появление рисок и износ рабочей поверхности. Возникающая по этой причине овальность ше- ек еще больше способствует периодическому их контакту с вкладышами и износу. С увеличением зазора в подшипнике несущая способность масляного клина снижается, толщина масляной пленки становится еще меньше и возни- кает опасность появления полусухого трения и аварийного износа. Бóльший износ и увеличение зазора на одном из подшипников приво- дит к уменьшению гидравлического сопротивления протекающего через него масла. В результате через него проходит больше масла, а через остальные – меньше. В некоторых может возникнуть "масляное голодание", переходящее в полусухой режим трения. Уменьшение зазора в подшипнике может возникнуть в результате из- носа разъема постелей, их деформации. Вначале это способствует росту не- сущей способности масляного клина. Но при дальнейшем уменьшении зазора сокращается количество масла, проходящего через подшипник, и сокращает- ся количество отводимого от подшипника тепла. С повышением температуры dвт – диаметр вкладышей; dв – диаметр шейки вала; b – ширина вкладышей; h0 – толщина плен- ки в зоне масляного клина; h – зазор в подшип- нике; P – силы внутреннего давления; в, ж – угловые скорости вращения шейки вала и масла (жидкости); e – смещение оси шейки вала отно- сительно оси вкладышей (эксцентриситет) Рисунок 1.3 – Схема возникновения гидродинамического режима жидкостного трения в подшипнике скольжения
в зоне трения вязкость масла в зазоре снижается, что, в конечном итоге, при- водит к снижению несущей способности масляного клина. Важно учитывать, что "давление всплытия" максимально в середине подшипника и уменьшается на его краях. Следовательно, повышенная виб- рация двигателя, несоосность подшипников и т.п. будут вызывать контакты шеек с кромками вкладышей и их износ. Возможно разжижение масла топ- ливом при некачественной работе форсунок и ухудшение его качества при попадании воды из системы охлаждения. Для шатунов с косым зубчатым разъемом имеется опасность деформации постели нижней головки и умень- шение масляного зазора в "усах" (см. подраздел 2.6). Все эти явления приво- дят к нарушению несущей способности масляного клина в подшипниках, прогрессирующему износу, стремительно развивающемуся, вплоть до задира шейки и вкладышей, их проворачиванию. Эти процессы необходимо контро- лировать и предупреждать. 1.2 Состав и периодичность работ по техническому обслуживанию и ремонту коленчатых валов и подшипников Нарушения в режиме работы подшипников коленвала сопровождаются появлением различных прямых и косвенных признаков, которые выявляют при ежедневном наружном осмотре дизеля и контроле его работы по показа- ниям штатных контрольно-измерительных приборов и сигналам аварийно- предупредительной сигнализации (АПС). В составе наружного осмотра дизеля, в частности картера (см. том 1, подраздел 3.3 учебного пособия [92]): - на ощупь выявляют повышенную температуру крышек картерных люков, которая характеризует состояние находящихся за ними коренных и шатунных подшипников; - одновременно с контролем температуры картерных крышек в этих же местах на слух контролируют наличие посторонних стуков и шумов. Работу подшипников контролируют по снижению давления масла пе- ред ними. На современных дизелях устанавливают достаточно чувствитель- ные средства контроля температуры крышек коренных и шатунных подшип- ников и протока через них масла. Детекторы масляного тумана также сигна- лизируют о наличии "горячих" мест в картере, одним из которых может быть интенсивно изнашиваемый подшипник. Имеются примеры своевременного срабатывания сигнализации по указанным параметрам, когда вышеназванные признаки неисправной работы еще не проявлялись. Примеры этих парамет- ров для вспомогательных и главных двигателей перечислены в томе 1 в под- разделе 2.3 учебного пособия [92]. При возникновении указанных признаков необходимо немедленно остановить двигатель, осмотреть изнутри картера подозреваемые узлы (см. подраздел 1.3), выявить и устранить неисправность. Данную работу следует также выполнять предупредительно, особенно при отсутствии системы диа-
гностирования подшипников. Зачастую отказу подшипника предшествует нарушение стопорения болтов и гаек, изменение положения вкладышей от- носительно разъема и т.п. Для обеспечения чистоты масляных каналов коленчатого вала и преду- преждения попадания скапливающейся грязи в подшипники их контролиру- ют при ревизии подшипников и при необходимости промывают (см. подраз- дел 1.4). При сомнении в исправном техническом состоянии коренных и шатун- ных подшипников рекомендуется проконтролировать зазоры в них (см. под- разделы 1.5, 1.6, 1.7), просадку коленчатого вала (см. подраздел 1.8). Данные зазоры должны также контролироваться в сроки, установленные заводом- изготовителем, обычно не реже, чем через два года. Важным условием надежной работы коленчатого вала и подшипников является отсутствие повышенных значений его раскепов. Им называют раз- ницу расстояний между щеками коленчатого вала при диаметрально проти- воположных положениях кривошипа. Раскепы контролируют в сроки, уста- новленные заводом-изготовителем или судоходной компанией (обычно каж- дые три-шесть месяцев), а также после выполнения ремонтных работ, кото- рые могли бы привести к его изменению (подробнее – см. подразделы 1.9, 1.10). Результаты замеров раскепов коленчатого вала предъявляются класси- фикационному обществу при ежегодных освидетельствованиях судна. Выборочную ревизию подшипников выполняют в сроки, установлен- ные заводом-изготовителем, обычно каждые два года. При обнаружении не- исправностей вскрывают остальные подшипники. Соответствующие реко- мендации представлены в последующих подразделах разборки-сборки, осмотрах, обмерах, ремонтах (см. подразделы 1.11-1.21). При оформлении работ, результаты которых рассматриваются инспек- тором классификационного общества при очередном освидетельствовании судна, следует учитывать рекомендации по наблюдению за ремонтом, кото- рые для справки приведены в Приложении А. 1.3 Контроль состояния подшипников при осмотре внутри картера Данный контроль входит в состав работ по осмотру внутри картера (см. том 1, подраздел 3.7 учебного пособия [92]). Его обычно выполняют через 500-700 часов работы дизеля (на современных дизелях – реже), а также при обнаружении таких неисправностей, как наличие металлических частиц на фильтрующем элементе масляного фильтра; повышенная концентрация мас- ляного тумана в картере; падение давления масла на входе в дизель (или на входе в подшипник – при наличии системы контроля), посторонних стуках, повышенной температуре крышек картерных люков, взрывах в картере и т.п. Перед осмотром выполняют меры безопасности, исключающие слу- чайный пуск или проворачивание двигателя (см. том 1, подраздел 3.7 учебно- го пособия [92]).
Примеры внешних видов подшипников коленвалов четырехтактных и двухтактных дизелей рассмотрены в разделе 3 и дополнительно показаны на рисунках 1.4 и 1.5. Несмотря на внешнее существенное различие, состав ра- бот при осмотре подшипников коленвалов в целом похожий. 1) дизель Wärtsilä (Sulzer) 2) дизель MAN B&W Рисунок 1.5 – Внешние виды подшипников коленчатых валов двухтактных дизелей при осмотре внутри картера 1) дизель SKL 2) дизель Yanmar 3) дизель MaK типа NVD48A.U типа M220 типа M32C Рисунок 1.4 – Внешние виды подшипников коленчатых валов четырехтактных дизелей при осмотре внутри картера
Доступ онлайн
В корзину