Технология судоремонта

Сущность этого способа заключается в создании между коническими поверхностями контакта масляной плёнки, которая образуется при высоком давлении масла.

Высокое давление масла способствует раздаче ступицы гребного винта и, как следствие, уменьшению контакта по конусной поверхности гребной винт--гребной вал. Кроме того, давление масла в полости ступицы винта создаёт осевую составляющую, сталкивающую гребной винт с конуса. Это приводит к значительному уменьшению усилия, создаваемого гидродомкратом, который спрессовывает гребной винт.

Для возможности подачи масла на сопряжённые поверхности винта и вала в ступице винта имеются специальные отверстия с резьбой для ввёртывания штуцеров напорных труб гидравлического насоса высокого давления (1500кг?см²) и продольные канавки для распределения масла по всей конусной поверхности. В отдельных случаях при создании высокого давления и при отданной гайке гребного вала гребной винт может самостоятельно спрессоваться без гидродомкрата только за счёт осевой составляющей.

Если указанное не происходит, рекомендуется дальнейший съём гребного винта производить гидравлическим домкратом, крепящимся на шпильках, ввёрнутых в нарезанные отверстия ступицы гребного винта. Упор гидродомкрата воспринимается торцом гребного вала.

От насосной станции к гидродомкрату подключается трубка, гайка гребного вала демонтируемся полностью, если она мешает установке стяжных шпилек. Давление масла поднимается до расчётного.

Превышение давления масла выше указанного недопустимо, т.к. возможен срыв резьбы в отверстиях ступицы винта.

Если винт при расчётном давлении масла не сходит с вала, необходимо произвести выдержку при этом давлении в течение 10 мин., а затем в дополнение к гидродомкрату применить специальные клинья либо другие способы, применяемые на заводе.

Следует также учесть, что категорически запрещается производить нагрев ступицы винта открытым пламенем, т.к. это может привести к образованию трещин и поломкам лопастей. В отдельных случаях и по согласованию с инспектором классификационного общества допускается применять паровой подогрев.

Подогнанный и отремонтированный гребной винт и гребной вал со всеми отремонтированными деталями (дейдвудные подшипники, детали уплотнений и др.) доставляют непосредственно на судно для окончательной сборки.

Перед напрессовкой тщательно протираются конические поверхности винта и вала, на них наносится чистая смазка.

Гребной винт с помощью специальной такелажной оснастки и плавкрана свободно устанавливается на конус гребного вала. Далее на резьбу вала монтируется гидродомкрат на монтажной упорной гайке. Монтажная гайка изготавливается предварительно из цветного сплава и подгоняется по резьбе вала. Это делается для того, чтобы при напрессовке не повредить резьбу вала. (см. «Методические указания на напрессовку гребного винта гидропрессовым способом»).

После напрессовки гребного винта обжимается гайка гребного вала и производится ее стопорение. Перед монтажом обтекателя и сальника винта их полости заполняются специальной консистентной смазкой типа ПВК. Далее проводится проверка на герметичность уплотнений гребного винта с помощью магистрального воздуха давлением 2кг ?см² в течение 30мин. Падение давления не более 0,1 кг?см².

При монтаже сальников дейдвудных устройств закрытого типа

должны быть выполнены следующие требования:

· сальники кормовой и носовой предварительно должны быть собраны в цехе в строгом соответствии с конструкторской документацией;

· на собранный сальник устанавливаются монтажные скобы и болты, перемещение втулок в сальниках не допускается;

· собранные с манжетами сальники в цехе проходят испытание с помощью масла;

· при положительных испытаниях сальники в сборе доставляются на судно и одеваются на гребной вал еще до заводки вала в дейдвуд (носовой сальник) и после заводки вала до навески гребного винта (кормовой сальник);

· при монтаже уплотнительных втулок контролируется их радиальное биение (кормовой не более 0,25мм, носовой 0,20мм).

· после установки кормового сальника должна быть зафиксирована просадка гребного вала с помощью штатного прибора для контроля просадки;

После монтажа сальников и снятия монтажных скоб и сборочных болтов до спуска судна на воду необходимо произвести испытания на плотность всех элементов дейдвудного устройства в соответствии с требованиями фирменной инструкции.

Подготовку и проведение испытаний производить с соблюдением следующих основных требований:

· система заполняется маслом, рекомендованным фирмой до рабочего уровня в напорной цистерне;

· температура масла не ниже плюс 15^?С;

· при заполнении системы при отрицательных температурах наружного воздуха необходимо подогреть масло до 60--70^?С;испытания должны проводиться при проворачивании гребного вала.

Окончательная сдача валопровода производится на швартовных и ходовых испытаниях судна.

Тема 3. Ремонт рулевых устройств Конструкции рулевых устройств

Рулевое устройство состоит из подвижных частей: пера руля или поворотной насадки, баллера и штырей, и неподвижных частей: петлей и фланцев ахтерштевней, съёмных рудерпостов, подшипников баллера и штырей.

Рулевое устройства могут быть подразделены по следующим признакам:

· расположению пера руля относительно оси вращения -небалансирные, полубалансирные и балансирные;

· способа крепления баллера к корпусу судна--полуподвесные (типа Маринер), навесные, подвесные, с съёмным рудерпостом (типа Симплекс;

· форме профиля руля--профилированные и плоские.

Перо небалансирного руля расположено в корму от оси баллера, у полубалансирного нижняя часть пера руля выступает от оси в нос, а у балансирного перо по всей высоте расположено в нос от оси баллера и эта поверхность составляет примерно третью часть площади пера руля.

Полуподвесной руль характеризуется отсутствием нижней опоры

( пятки ахтерштевня) и наличием одного или двух штырей в верхней небалансирной части пера руля. Навесной руль установлен на двух и более опорах, обычно нижней опорой служит пятка ахтерштевня. Подвесной руль не имеет опор, а баллеры установлены на двух опорах.

Материалы основных деталей рулевого устройства

В современном рулевом устройстве перо руля представляет собой сварную конструкцию обтекаемой формы, состоящую из обшивки обтекаемой формы ( подкрепленной изнутри горизонтальными ребрами и вертикальными диафрагмами), отливок ( поковок) в виде фланцев или ступиц для соединения с баллером, петель для установки штырей или втулок штырей ( набора подшипников штырей.

Обшивку, ребра и диафрагмы изготавливают из судостроительной листовой стали всех категорий, соединительные фланцы, ступицы, петли--из отливок сталей марок 20Л, 25Л, 08ГДНЛ или поковок сталей марок 20, 25, ВСт3сп 4. Содержание углерода в стали не должно быть более 0,23%.

Внутренние полости пустотелых обтекаемых рулей окрашивают. На некоторых судах отечественной и иностранной постройки рули изготовлены с наполнителем ( битумом, пробкой со смолой и др., иногда применяют самовспенивающийся пеноплиуретан--синтетический негорючий материал.

Баллер изготавливают обычно из стальной поковки прямой или изогнутой формы ( с фланцем). На баллере имеются шейки подшипников, а также место для крепления румпеля, сектора или ротора роторно-лопастной машины. Нижнюю часть баллера крепят к перу руля при помощи фланцевого либо конического соединения со шпонкой.

Шейки баллера (нижняя и верхняя) защищают от коррозии облицовками из коррозионностойкой стали; иногда коррозионностойкая сталь наплавляется на шейки баллера. Минимальная толщина облицовки независимо от диаметра баллера--10 мм. Облицовки баллеров изготавливают из коррозиностойкой стали следующих марок: 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т. Материал баллера и штырей--углеродистая сталь марок 25, 30, 35,.49, 45 либо легированных сталей марок 40Х, 40ХН, 38ХВА.

Для предотвращения коррозионных повреждений рабочих шеек на большинстве штырей устанавливаются облицовки из материала аналогичным облицовкам баллера. Иногда облицовки штырей изготавливаются из бронзы марок Бр.А9Мц2Л, Бр.А9Ж4Л и Бр.О5Ц5С5.

Съемный рудерпост представляет собой стальную поковку, в верхней части которой находится фланец для присоединения к фланцу ахтерштевня, а в нижней -конус для закрепления в пятке ахтерштевня. Материал съемного рудерпоста такой же как на баллере и штырях.

В подшипниках рулевых устройств кроме указанных материалов используют комплекс синтетических материалов. К ним относятся: капролон, текстолит ( Украина), туфнол, райлко ( Великобритания), лигнит ( Япония) и макарта (США).

Наиболее широкое применение в отечественном судоремонте получил капролон, допускающий наибольшие значения давления в подшипниках. Другим его преимуществом является возможность применения капролоновых втулок вместо набора планок, что упрощает технологию, снижает трудоёмкость и стоимость ремонта. Подтверждением может служить практика успешной эксплуатации таких подшипников на большой группе крупнотоннажных судов.

При использовании капролона и других материалов значительно набухающих в воде, необходимы повышенные установочные зазоры в подшипниках для исключения возможности заклинивания рулевых устройств. Однако срок эксплуатации устройства не уменьшается, так как за счет набухания в воде зазоры в подшипниках уменьшаются и в процессе работы происходит в какой-то мере компенсация износа.

Упорные подшипники рулевых устройств, которые предназначены для восприятия массы подвижных частей, бывают двух видов: подшипники качения ( сферические двухрядные роликовые) и подшипники скольжения с упорным кольцом из 2-х половин, изготовленных из углеродистой стали и бронзового кольца.

Дефектация и ремонт основных деталей рулевого устройства

Конструкции рулевого устройства могут воспринимать чрезмерные эксплуатационные усилия, значительная часть их работает в агрессивной среде ( морская вода). Следствием этого могут быть:

· предельные зазоры в подшипниках;

· механические и коррозионные износы шеек баллеров и штырей;

· коррозионные износы конусов, резьб и других поверхностей штырей, баллеров, петель ахтерштевня;

· трещины в деталях рулевых устройств;

· скручивание и погнутость баллера;

· расцентровка рулевого устройства и т.д.

В начале докового ремонта измеряются зазоры в подшипниках и просадка пера руля, которая представляет собой опускание подвижных частей рулевого устройства относительно неподвижных за период после постройки или ремонта. Различают зазоры установочные, допустимые в эксплуатации и предельные. Установочные зазоры оговорены в нормативно-технической документации и обеспечиваются при постройке или ремонте устройства. Допустимые зазоры в период ремонта разрешают эксплуатацию до очередного докования судна и согласовываются с представителем классификацинного общества. Предельные зазоры в подшипниках не позволяют работу устройства и требуют восстановления установочных зазоров путём увеличения размеров шеек баллера либо штыря. Увеличение диаметров возможно за счёт наплавки с последующей протокой на станке, либо установки новой облицовки на рабочие шейки. Другой путь уменьшения зазора--это замена подшипника. При этом нужно выполнить проверочный конструктивный расчет по определению минимального диаметра шейки.

Основные технологические операции при разборке рулевого устройства включают:

· сооружение вымосток под перо руля с опорой на стапелб-палубу дока;

· снятие стопоров;

· разъединение баллера с пером руля;

· частичная разборка штырей;

· выпрессовка штырей из конических отверстий;

· снятие румпеля и частичная разборка рулевой машины;

· подъем и демонтаж баллера;

· застропка пера руля и выведение его из-под кормы судна с помощью такелажного вооружения и подъёмного крана.

После разборки рулевого устройства для определения ремонтных размеров деталей и конструкций проводится центровка его неподвижных и подвижных частей. Неподвижные части--это втулки подшипников, их посадочные места или конические отверстия штырей, если они крепятся в петлях ахтерштевня, а также рудерпоста. Подвижные части рулевого устройства это--перо руля с баллером и штырями.

Чтобы подвижные части рулевого устройства свободно вращались в неподвижных, поверхности вращения одних и других должны быть соосными. Центровка ( определение и обеспечение соосности) неподвижных частей осуществляется при снятом пере руля и баллере. Для этого по центрам двух базовых сечений (например, верхнего сечения подшипника баллера и одного из сечений нижнего подшипника баллера или штырей) устанавливается стальная струна, от которой измеряется отстояние цилиндрических поверхностей каждой другой втулки в верхнем и нижнем сечении в направлении носа, кормы и бортов.

Измерения проводятся с помощью микрометрического нутромера. Если расстояния в пределах одного сечения не одинаковы, значит, сечение смещено относительно установленной по двум базовым сечениям оси в сторону большего размера. Результаты измерений в двух сечениях одного подшипника дают представления не только о смещении, но и о перекосе подшипника относительно базовой оси.

Когда величина несоосности измеряемых поверхностей превышает 70% установленного зазора в подшипниках пера руля, несоосность устраняется путем наплавки и расточки посадочных поверхностей для втулок подшипников, расточки посадочных мест для втулок или конусов и установки стальных втулок на электросварке, установки эксцентрично расточенных втулок.

Подвижные части для измерения соосности собираются вертикально или на специальном стенде горизонтально. Вдоль осевой линии натягиваются две струны--впереди и сбоку оси вращения. С учетом диаметра шеек баллера и штырей проводятся измерения их несоосности. Несоосность подвижных частей исправляется путем наплавки и последующей механической обработки шеек штырей относительно их конусов.

Традиционная технология центровки рулевых устройств характерна низкой точностью измерений и значительной трудоемкостью сборки для измерений. При точности установки струны до 0,1 мм и такой же точности измерений горизонтально натянутая струна значительной длины может прогибаться на 1--3 мм. Но если прогибы горизонтально натянутой струны можно надежно вычислить, то вертикально натянутая струна на открытом воздухе под действием даже легкого ветра неучитываемо прогибается еще больше. Кроме того, струна может незаметно колебаться с амплитудой, существенно превышающей точность ее установки и последующих измерений. Зачастую из-за низкой точности измерений проводится и специальная сборка для измерения их соосности.

Для устранения указанных недостатков в судоремонте применяются оптические и лазерные приборы, точность измерения которых превышает замеры, выполненные микрометром. Естественно, что при использовании таких приборов исключается специальная сборка для измерения соосности. Благодаря повышенной точности измерений и выполнения работ по ликвидации имеемой несоосности при эксплуатации рулевых устройств, меньше изнашиваются подшипники, удлиняются межремонтные периоды.

Риски, задиры, отдельные коррозионные повреждения на рабочих шейках баллеров, штырей, рудерпостов, а также коррозионные повреждения конусов баллеров и штырей, присоединительных поверхностей фланцев баллеров и рудерпостов ( если их общая площадь не превышает 25%) допускается устранять путем запиливания с последующей шлифовкой.

Соединительные конусы баллеров и штырей при износах превышающих 25% площади конической поверхности восстанавливаются наплавкой и обтачиванием, фланцы при таком же относительном износе исправляются фрезерованием присоединительной поверхности.

Повреждения резьбы баллера и штырей исправляются при помощи калибрования, если же общая длина участков неполного профиля превышает 15% длины витков всей резьбы, то нарезается новая резьба меньшего диаметра.

Зачастую при ремонте рулевых устройств на судоремонтных предприятиях применяются эпоксидные компаунды. Их использование намного сокращает трудоемкость и продолжительность ремонта. При этом изношенные или несоосные поверхности не исправляются, а с помощью специальных вставок между соединительными поверхностями детали устанавливаются в соосное положение так, чтобы между ними были достаточные зазоры, которые заполняются компаундом. После полимеризации компаунда окончательно затягиваются и стопорятся резьбовые соединения и рулевое устройство эксплуатируется в обычном порядке.

При скручивании баллера до 15% и отсутствии трещин на нем фрезеруются новые шпоночные пазы для румпеля с предварительной термической обработкой баллера. Правка изогнутых баллеров производится на стационарных гибочно-правочных гидравлических прессах.

В процессе сборки рулевого устройства необходимо обеспечивать нормативное натяжение конусных соединений, определяемое осевым перемещением штыря или баллера. В зависимости от их диаметра и конусности осевое перемещение может составлять 0,5--5 мм.

После окончания ремонта проверяются зазоры в подшипниках, просадка пера руля и усилие его поворота на оба борта до ограничителей. Легкость перекладки руля производится при отсоединенной рулевой машине.

Эксплуатационные режимы рулевого устройства контролируются на швартовных и ходовых испытаниях судна.

Тема 4. Ремонт донно-забортной арматуры. Устройство донно-забортной арматуры

В процессе эксплуатации судна возникает необходимость в использовании забортной воды для судовых нужд: охлаждение двигателей, работа пожарной системы, балластировка судна и др. Для этого на судне имеются соответствующие трубопроводы, соединяемые с расположенными на днище или бортах приёмными, отливными и приёмно-отливными кингстонами.

Приёмные и приёмно-отливные кингстоны устанавливаются, как правило, на кингстонных ящиках либо выгородках в подводной части корпуса судна отделённых от воды решётками, препятствующими попаданию в судовые системы льда. мусора и др.

В практике судостроения используются несколько конструкций кингстонов, наиболее распространенны клапаны и клинкеты. Клапан устроен следующим образом: в его полости расположен кольцевой выступ, который называется седлом, к нему прижимается тарелка со штоком, запирающая клапан. На тарелке имеются направляющие рёбра, предназначенные для центровки клапана по седлу. Продольное перемещение штока осуществляется ввинчиванием его в гайку, расположенную в крышке клапана. Выход штока из крышки клапана уплотняется сальником. На корпусе клапана установлен кран продувания для подвода в кингстон пара или сжатого воздуха. Уплотнение клапана-кингстона достигается путём притирки тарелки к седлу по замкнутой полоске конической поверхности.

В отличии от клапана, в клинкете поток воды регулируется перемещением клина относительно корпуса. Клин перемещается с помощью ходовой гайки, которая навинчивается на шток при его вращении. Уплотнение клинкета достигается пригонкой кольцевых поясьев клина по уплотнительным пояскам корпуса. Уплотнительные поясья на клине и в корпусе изготавливаются из медных сплавов стойких к морской воде (бронза или латунь) и пригоняются друг к другу с помощью притирки или шабровки.

Основные дефекты донно-забортной арматуры и их устранение

К основным дефектам донно-забортной арматуры (ДЗА) относятся:

1. протекание воды при закрытом кингстоне;

2. негерметичность в соединении корпус-крышка;

3. негерметичность во фланцевом соединении кингстона с корпусом судна;

4. протекание сальника;

5. заклинивание штока;

6. коррозионные и эрозионные износы деталей;

7. трещины.

Вскрытие и ремонт донно-забортной арматуры производится в период докового ремонта судна. Ремонт ДЗА производится по следующей схеме: снятие ограждения и изоляции, демонтаж её либо разборка на месте, транспортировка, разборка в цехе, очистка, ремонт и замена изношенных элементов, наплавка и проточка уплотнительных поясков, притирка, сборка, проверка на плотность и прочность гидравлическим давлением, доставка на судно и монтаж. При разборке арматуры крепёж из углеродистой стали обычно срезается пневмоприводными кусачками (диаметром до 16мм) либо газорезкой. В противном случае, отдача крепежа с помощью ключей зачастую нерациональных затрат времени из-за коррозии. Детали крупных кингстонов демонтируются и перемещаются при помощи механических талей. Для доступа к кингстонам часто возникает необходимость разбирать настилы машинного отделения и трубопроводы.

При незначительных износах, забоинах или изъязвлениях уплотнительных полей седла и тарелки клапана проводятся следующие ремонтные операции:

· проточка рабочей поверхности тарелки на токарном станке;

· снятие всей поверхности уплотнительного пояска на поле седла на глину дефектов абразивным пневмоприводным инструментом;

· калибровка поля седла притирами с помощью абразивных порошков;

· притирка поля клапана по полю седла абразивными порошками;

· проверка качества пригонки тарелки к седлу путём нанесения на поле тарелки обычным графитовым карандашом линии, которая должна стираться при незначительном повороте тарелки относительно седла;

· зачистка деталей от продуктов коррозии;

· зачистка и проточка штока в районе сальника и резьбы;

· вырезка уплотнительных прокладок из листовой резины или паронита;

· сборка кингстона;

· установка заглушки на решётки кингстонного ящика;

· испытание кингстона пробным давлением.

Неплотности клинкета устраняются путём шабрения поверхности уплотнительных поясьев клина до состояния, когда на каждом квадрате поверхности примыкания размером- квадратный дюйм отпечатается с уплотнительного поля корпуса не менее 5 пятен.

В случаях значительных дефектов корпуса кингстона возникает необходимость произвести его демонтаж и ремонт в цехе. Демонтаж корпуса кингстона зачастую существенно увеличивает трудоёмкость и продолжительность ремонта, особенно при массе кингстонов до 2000 кг, и их проходном сечении до 800 мм.

Для ремонта кингстонов клапанного типа без съёма корпусов применяются различные приспособления, позволяющие проводить расточку сёдел непосредственно на судне.

Наплавка поверхностей деталей кингстонов при остаточной толщине стенок меньше 75%, а также заварка трещин, язвенных износов и наплавка уплотнительных полей осуществляется методами электрической, газовой и плазменной сварки в зависимости от материала деталей и степени освоения на предприятии той или иной технологии. После сварочных работ детали кингстонов подвергаются термообработке.

Расточка сёдел и других поверхностей клапанов и клинкетов в зависимости от их размеров производится на карусельных, расточных или токарных станках. При торцевании уплотнительных поясьев корпусов и клиньев клинкетов применяются установочные приспособления для точной ориентации детали на столе или в патроне станка.

Предельные отклонения взаимного расположения обработанных поверхностей, образующих уплотнительные поясья в корпусе клинкета и на клине ( уклоны внутреннего и внешнего клиньев, параллельность линий поперечных к уклону сечений клиньев), не превышают сотых долей миллиметра и должны сводить к минимуму ручную пригонку ( шабрение) уплотнений клинкетов. При неточной станочной обработке корпуса или клина клинкета вручную снимается слой металла значительной толщины, что при ремонте крупного клинкета может занять десятки часов тяжёлого труда.

Пояски уплотнений пригнанного клина должны перекрываться примерно на 25% ширины поля клина.

Плоскости уплотнительных поясков клинкетов после станочной обработки могут выравниваться на специальных станках с помощью чугунного притира. Для притирочных работ при ремонте ДЗА применяются шлифовальные порошки №3--12. Число обозначает размер ячейки сита для сортировки порошков в сотых долях миллиметра и микропорошки М5--М40, в этом случае число обозначает предельные размеры зерна в микрометрах. Материал порошков: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, синтетические алмазы и др. Карбид бора и пасты на основе синтетических алмазов используются для притирки поверхностей деталей повышенной твёрдости.

Тема 5. Ремонт якорных цепей

Основной объем работ по якорному устройству составляет ремонт якорных цепей и клюзов. Клюз представляет собой отверстие в корпусе, окаймленное литой или сварной рамой для пропускания якорной цепи. В соответствие с нормативом цепи изготовляются литыми или сварными, с распорками (контрфорсами) и без них. Без распорок предусматриваются только сварные цепи калибром (диаметром сечения звена) 9--19 мм. Цепи с распорками, в зависимости от прочности, разделяются на три категории:

1. нормальной;

2. повышенной;

3. особо высокой прочности.

Материалы. Регламентируются, только механические свойства материала якорных цепей без указания марки стали. В месте с тем согласно нормативу применяются прутки из углеродистой стали марок ВСт3сп2, ВСт3пс2, Ст3С, сталь 10 и др. Для изготовления литых цепей широко применяется сталь 30ГСЛ, В судоремонте марку ремонтируемой детали устанавливают по чертежу на ее изготовление или химическим анализом.

Дефектация. Цепи перед ремонтом осматриваются в разложенном и очищенном виде. Очистку рекомендуется выполнять непосредственно на стапель-палубе дока пескоструйным методом. При определении технического состояния необходимо руководствоваться следующими данными:

· при среднем износе 10% и более первоначального диаметра, а также при наличии трещин, звенья якорных цепей подлежат замене. Износ проверяется в местах соприкосновения звенбев друг с другом;

· звенья цепей с выпавшими или ослабленными распорками не допускаются к эксплуатации;

· на литых звеньях и деталях не допускаются без заварки литейные пороки, превышающие по глубине и протяженности 5% диаметра или толщины;

· если масса якоря вследствие коррозионного износа уменьшилась на 20% и более, то он подлежит замене.

Ремонт. Литейные пороки глубиной свыше 5% диаметра звена удаляют пневмоинструментом или воздушно-дуговой строжкой и заваривают электродами УОНИИ 13/45 по углеродистой стали и УОНИИ-13\85 или 48-1--по стали 30ГСЛ. Разделку под сварку выполняют с углом порядка 30^?С и плавным скруглением основания.

При необходимости замены сварного звена его вырезают, а новое изготавливают из прутка, путем гибки в горячем состоянии и последующей электродуговой сварки.

Вместо поврежденного литого звена изготавливают литосварное из запасных или отрезанных от ремонтируемой смычки. Смычка--отрезок якорной цепи длиной порядка 25 м. Смычки соединяются в якорную цепь разборными соединительными звеньями, Эти звенья носят название--звенья «Кентнера». Количество смычек в якорной цепи--12. В случае отрезки необходимо вырезать 2 звена, чтобы сохранить нечетное количество звеньев в смычке. После сварки нового звена и ремонта дефектных звеньев восстановленную смычку подвергают термообработке (отжигу). Отремонтированная смычка подвергается испытанию пробной нагрузкой на цепопробном стане. При удовлетворительных результатах испытаний, смычки собираются в якорную цепь, очищаются и окрашиваются кузбасслаком. Концевые и соединительные звенья маркируются белой эмалью. Комплектация якорной цепи производится в соответствии с действующей нормативной документацией.

Характерный дефект якорных клюзов--изнашивание от трения якорных цепей. Изношенные клюзы восстанавливают наплавкой.

При ремонте якорей с расточкой и разверткой отверстий в лапах и веретене, заваривают трещины и окрашивают якоря кузбасслаком. При поломке лап и других серьезных повреждениях, а также при коррозионном изнашивании более 20% якоря подлежат замене. Отремонтированные якоря испытывают бросанием с высоты.

Модуль 2 . Технологические процессы восстановления судовых технических средств судна

Содержательный модуль 3. Ремонт механизмов судовой энергетической установки

Тема 1. Ремонт деталей дизелей Ремонт и дефектация фундаментных рам

Фундаментные рамы судовых дизелей представляют собой литые конструкции из серого чугуна сложной конфигурации с неравномерной концентрацией металла в районе подшипниковых опор и оребрений.

Этими особенностями предопределяются большие внутренние напряжения и склонность к трещинообразованию отдельных элементов фундаментных рам. Во многих случаях эффективно удалить внутренние напряжения искусственной термообработкой не удается из-за отсутствия необходимого оборудования для крупногабаритных деталей. Естественное старение является настолько продолжительным, что если и применяется на практике, то в существенно сокращенных вариантах.

К основным износам фундаментных рам относят искажения форм отверстий под вкладыши рамовых подшипников, нарушение их соосности, появление отклонений от плоскостности и прямолинейности опорных поверхностей разъемов, образование трещин, износы замков под крышки подшипников. В этом случае при достаточной технической оснащенности производства базовые поверхности подвергают механической обработке или восстанавливают наращиванием металла с последующим фрезерованием (строганием) плоскостей разъемов и растачиванием опор под вкладыши рамовых подшипников. Искажения формы отверстий под вкладыши коренных подшипников выявляют микрометрическими измерениями штихмассами или индикаторными нутромерами с точностью 0,01 мм. При дефектации измеряют каждую опору в двух взаимно перпендикулярных направлениях и двух сечениях по длине опоры. Фактические отклонения от круглости и круглоцилиндричности сравнивают с предельно допустимыми, которые регламентируются техническими условиями.

Наиболее характерные искажения формы этих поверхностей обычно сводятся к увеличению диаметральных размеров расточек в горизонтальной плоскости. Отклонения от соосности постелей (посадочных поверхностей под вкладыши коренных подшипников) и их ступенчатость при дефектации фундаментных рам контролируют с помощью специальных фальшвалов. При проверке ступенчатости постелей с помощью фальшвалов фактическое значение этой величины оценивают набором щупов, которые вводят в зазор между опорной поверхностью рамы и контрольным пояском фальшвала. Обычно предельные значения несоосности опор под вкладыши коренных подшипников по чертежам и техническим условиям на ремонт составляют 0,01…0,02 мм для соседних опор и до 0,05 мм для крайних.

Непрямолинейность и неплоскостность поверхностей разъёмов фундаментных рам при дефектации оценивают слесарными поверочными линейками и слесарными уровнями. Проверки слесарными инструментами являются наиболее простыми и доступными. Трещины в фундаментных рамах являются достаточно распространенными повреждениями. Для их обнаружения наиболее эффективен токовихревой метод неразрушающего контроля. Токовихревые дефектоскопы позволяют осуществлять непрерывный и выборочный контроль наиболее нагруженных участков плоскостей разъемов. Макротрещины фиксируют визуально при помощи лупы с 10-кратным увеличением, а для более точного определения пределов их распространения используют керосиновые пробы.

Ремонт фундаментных рам.

Фундаментные рамы для устранения искажений геометрических форм и взаимного расположения баз ремонтируют механической обработкой по системе ремонтных размеров или с предварительным восстановлением этих поверхностей наращиванием металла или неметаллических материалов.

Ремонт механической обработкой по системе ремонтных размеров оказывается наиболее простым и экономичным. При наличии необходимого оборудования он мало чем отличается от технологических процессов механической обработки дизелестроительного производства.

Ремонт изношенных поверхностей фундаментных рам наращиванием слоя металла и последующей механической обработкой при относительно более низких экономических показателях метода по сравнению с механической обработкой по системе ремонтных размеров обеспечивает восстановление баз до номинальных размеров и тем самым устраняет главный недостаток метода ремонта по системе ремонтных размеров. Восстановление опорных поверхностей под вкладыши подшипников наращиванием металла возможно металлизацией распыливанием или полимерными и гальваническими покрытиями, в частности (электролитическим железнением). Металлизацию распыливанием относят к наиболее доступным процессам восстановления. Это исключительно важно для ремонтных условий.

Металлизация распыливанием сопровождается относительно небольшими деформациями восстанавливаемых поверхностей и позволяет получать покрытия с достаточно широким диапазоном механических и износостойких свойств. Определенными недостатками металлизации распыливанием являются зачастую ограниченная прочность сцепления покрытия с подложкой (основным металлом), непосредственная зависимость ее от качества предварительной подготовки поверхностей. Наилучшие результаты получают при металлизации распыливанием с применением плазменной струи.

Полимерные покрытия на восстанавливаемую поверхность наносят с предварительным подогревом детали или с использованием полимеров холодного отверждения, в которые вводят металлические добавки для улучшения теплопроводности.

Гальванические покрытия поверхностей гнезд подшипников фундаментных рам обеспечивают хорошие результаты. Основные проблемы применения гальванопокрытий состоят в том, что из-за больших габаритных размеров и сложности конструктивного исполнения этих деталей использовать стационарные ванны невозможно.

Износы плоскостей разъемов устраняют или обработкой их по принципу «как чисто», или так же, как гнезда фундаментных рам под вкладыши коренных подшипников, наращиванием металла. Наиболее подходящим для этих целей оказывается плазменное напыление. При восстановлении плазменным напылением плоскостей разъемов фундаментных рам из серого чугуна получают твердость покрытий до НВ 300, прочность сцепления 20-40 МПа, удовлетворительную плотность и обрабатываемость резанием.

Трещины являются наиболее трудно устранимыми повреждениями фундаментных рам. Это объясняется, в первую очередь, исключительно плохой свариваемостью серого чугуна, из которого чаще всего их изготавливают. Так называемая холодная сварка чугуна позволяет удовлетворительно устранять трещины за счет получения металла шва повышенной пластичности по сравнению с металлом рамы при минимальном проплавлении его, малой зоне термического влияния. Достигают этого заваркой трещин стальными электродами с карбидообразующими элементами в покрытии, в частности медно-стальными, медно-никелевыми и железо-никелевыми. Заварка трещин самозащитной проволокой марки ПАНЧ-11 сплошного сечения из высоконикелевого сплава обеспечивает хорошие механические свойства: предел прочности при растяжении до 5,5 МПа, предел текучести не меньше 3,5 МПа и относительное удлинение до 15%.

Известны технологические процессы ремонта трещин с помощью специальных фигурных вставок. Трещины ремонтируют с помощью фигурных вставок в том случае, если они не выходят на наружный контур и расположены на расстоянии друг от друга не менее 25-30 мм. Для уплотнения трещин при сборке используют полимерные компаунды.

Ремонт блоков цилиндров

Блоки цилиндров малооборотных дизелей так же, как и фундаментные рамы, представляют собой литые конструкции, и для них типичными оказываются износы и повреждения в виде нарушения геометрических размеров опорных поверхностей, трещин. Кроме того, длительная эксплуатация этих деталей сопровождается неизбежными коррозионными разрушениями в зарубашечном пространстве. Дефектацию блоков цилиндров проводят для выявления указанных износов и повреждений. Трещины чаще всего появляются на верхней и нижней плоскостях разъемов в местах расположения отверстий под силовые связи и шпильки крепления крышек цилиндров. Трещины, распространяющиеся на охлаждающие полости, нарушают герметичность зарубашечного пространства. Обнаруживают макротрещины визуальным осмотром с использованием лупы 10-кратного увеличения. Коррозионные разрушения наиболее часто появляются на посадочных поясках и поверхностях, соприкасающихся с охлаждающей жидкостью.

Трещины на блоках цилиндров ремонтируют по технологии восстановления фундаментных рам заваркой по специальной технологии.

Крышки цилиндров

Крышки цилиндров при ремонте опрессовывают для выявления трещин. При этом любые трещины на нижнем донышке не допускаются и такие крышки цилиндров выбраковывают. Трещины на вертикальных стенках крышек в зависимости от расположения и размеров могут быть отремонтированы по специальному разрешению органов надзора за ремонтом судов. Выгорание и наклеп уплотнительных фасок седел выпускных клапанов устраняют при ремонте зенкерованием на вертикально-сверлильных станках. Для обработки используют специальные зенкеры с передней направляющей, обеспечивающей строгую ориентацию инструмента относительно оси направляющей втулки клапана. Завершают ремонт седел клапанов их совместной притиркой с клапанами. Притирку клапанов выполняют после запрессовки направляющих втулок в крышку цилиндров на специальных многоместных станках.

Кинематически эти станки сконструированы так, что сочетают в себе одновременно два вида движения: возвратно-поступательное (ударное) и возвратно-вращательное. Благодаря такому сочетанию движений клапана в седле получают высокое качество притирки. В качестве абразивных материалов используют специальные мелкодисперсные абразивные пасты. Качество притирки клапана к седлу оценивают визуально по однотонному цвету контактного пояска или наливом керосина на клапан изнутри крышки цилиндра: при удовлетворительной притирке керосин не должен проникать между клапаном и седлом.

Ремонт коленчатых валов

Коленчатые валы являются наиболее ответственными деталями дизелей. Их техническим состоянием определяется срок службы сборочной единицы «коленчатый вал - подшипники» и ресурс дизеля в целом. При анализе технического состояния коленчатых валов выделяют следующие наиболее характерные износы и повреждения:

- уменьшение первоначальных геометрических размеров, искажения форм коренных и шатунных шеек, а также нарушение взаимного расположения баз, которое выражается в появлении больших значений радиальных биений коренных шеек;

- образование микрорельефа коренных и шатунных шеек с параметрами шероховатости больше допустимых;

- чрезмерные остаточные прогибы;

- повреждения отдельных элементов коленчатых валов в виде макро-и микротрещин.

При анализе износов, дефектации и выборе методов ремонта ориентируются на конструктивно-технологические особенности коленчатых валов высокооборотных и малооборотных дизелей.

Коленчатые валы малооборотных дизелей изготавливают с коренными и шатунными шейками без термической обработки. Эти валы имеют большие износы. При дефектации коленчатых валов, принципиально мало отличающихся для валов высокооборотных и малооборотных дизелей, геометрические изменения размеров выявляют микрометрическими измерениями. Отклонения от круглости коренных и шатунных шеек определяют в средних сечениях по длине шеек измерениями микрометром с точностью 0,01 мм этих шеек в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Фактические значения некруглости как разность размеров в указанных направлениях сравнивают с предельно допустимыми, которые для большинства коленчатых валов составляют 0,02-0,03 мм.

Радиальное биение коренных шеек при изготовлении и дефектации коленчатых валов регламентируют и измеряют в виде двух значений: предельных биений соседних шеек (обычно не более 0,02 мм) и биений любых произвольных шеек в пределах всего вала до 0,05 мм. Схемы проверки радиальных биений коренных шеек установлены стандартами.

По этим схемам коленчатые валы с шестью кривошипами базируют при проверках на двух постоянных призматических опорах под крайними шейками и одной регулируемой, всегда подводимой под четвертую шейку. Контролируют радиальное биение индикаторами часового типа с точностью 0,01 мм.

На практике различают три метода базирования и выверки (регулирования) коленчатых валов на станках при механической обработке:

1. На призматических постоянных и регулируемых опорах, количество которых зависит от числа кривошипов, а схема установки регламентируется стандартами;

2. В патроне и на люнетах (метод М.Ф. Рукавишникова);

3. В патроне или призматических постоянных опорах с выверкой положения вала по нулевым раскепам.

Первый из этих методов предусматривает установку коленчатых валов с тремя или шестью кривошипами на трех опорах. Две крайние из этих опор являются постоянными, а средняя (под четвертой шейкой) - регулируемой. Основное преимущество этой схемы состоит в ее простоте. Однако сравнительно малая жесткость крупных коленчатых валов предопределяют недостаточную надежность такой установки и возможно большие радиальные биения коренных шеек. Проверяют радиальное биение коренных шеек коленчатых валов непосредственно на станке или на контрольной плите. При этом всегда наибольшую точность измерений достигают при установке деталей в призматические опоры. При измерениях радиального биения в центрах на прямолинейность вала, а следовательно, и на биение заметное влияние оказывает усилие поджатия заднего центра. Для ответственных деталей проверки радиального биения в центрах следует по возможности избегать.

Сущность установки коленчатых валов на токарных или шлифовальных станках в патронах и на люнетах состоит в том, что за базу для регулирования вала на промежуточных поддерживающих люнетах при выверке и обработке коренных шеек принимают, естественно, упруго изогнутую под действием собственного веса ось вала, установленного на двух концевых опорах. При этом фланцевый конец коленчатого вала закрепляют в патроне станка после предварительной выверки с помощью индикатора часового типа по посадочному пояску под шестерню газораспределения. Это объясняется тем, что посадочный поясок под шестерню газораспределения в эксплуатации практически не изнашивается и не изменяет своей формы и взаимного расположения относительно оси вала. Под другую концевую коренную шейку подводят люнет таким образом, чтобы базирование осуществлялось по нерабочему пояску этой шейки. Последовательными регулировками кулачков люнетов добиваются такого положения вала, при котором его центральное отверстие точно согласуется с задним центром станка. Положение вала при регулировке концевого люнета контролируют двумя индикаторами часового типа, измеряющими смещения шейки вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Совпадение оси вала с линией центров станка считают удовлетворительным в том случае, если при поджатии заднего центра оба индикатора не изменяют своих показаний.

Очередной этап подготовки вала к обработке при этом методе установки состоит в протачивании или шлифовании базового пояска на средней шейке для установки промежуточного поддерживающего люнета. С этой целью при фиксированном положении коленчатого вала (например, при вертикальном расположении шатунной шейки первого кривошипа) под среднюю шейку подводят кулачки люнета до полного устранения естественных люфтов в люнете. Регулировку считают законченной тогда, когда показания индикаторов, расположенных в плоскости перемещения кулачков люнета изменяются не более чем на 0,02 мм. В таком положении обрабатывают посадочный поясок «как чисто». После дополнительной подрегулировки среднего люнета обрабатывают остальные шейки. При необходимости под другие шейки коленчатого вала устанавливают дополнительные люнеты по аналогичной методике их регулирования и фиксирования.

Метод базирования коленчатых валов с выверкой их положения на станке по нулевым статическим раскепам основывается на том, что перед механической обработкой добиваются с помощью люнетов или специальных поддерживающих устройств строгой прямолинейности оси вала. Отклонение оси вала от прямолинейности для каждого кривошипа оценивают по раскепам. Для этого коленчатый вал так же, как и в предыдущем случае, предварительно выставляют на станке по базовым пояскам фланца и концевой опоры. Затем между щеками каждого кривошипа устанавливают индикаторные приборы для измерения расхождений щек, а под коренные шейки подводят роликовые опоры рычажных поддерживающих устройств. Изменением массы грузов на подвесках этих устройств обеспечивают такой восстанавливающий прогиб коленчатого вала, при котором поворот вала на станке вокруг оси не вызывает изменений показаний индикаторных приборов, т.е. раскепы будут равны нулю, а ось вала станет прямолинейной. В отлаженном технологическом процессе ремонта коленчатого вала того или иного дизеля масса грузов, необходимая для обеспечения нулевых раскепов всех кривошипов, может быть определена экспериментальным путем и зафиксирована в рабочей конструкторской (технологической) документации.

Для повышения усталостной прочности коленчатых валов галтели коренных и шатунных шеек упрочняют пластическим деформированием в холодном состоянии (накатыванием роликами, шариками и т.п.).

Восстановление точности шатунных шеек коленчатых валов при ремонте кроме всего прочего должно обеспечивать правильное взаимное расположение их осей относительно оси коренных шеек по непараллельности и перекосу. Численные значения этих отклонений, допускаемые при ремонте, всегда указывают в рабочей технологической документации. Например, для двигателя 6Ч 18/22 эти значения составляют 0,015 мм на 100 мм длины.

Контролируют взаимное расположение осей коренных и шатунных шеек универсальным способом или специальными приборами. При проверке непараллельности и перекоса шеек универсальным способом коленчатый вал устанавливают в призматические опоры параллельно контрольной плите и индикатором часового типа измеряют расстояния от шейки до контрольной плиты. По этим размерам рассчитывают соответственно фактические перекос и непараллельность рассматриваемых осей. Основное преимущество такой проверки в ее доступности для практического использования. Однако, как и все методы универсальных измерений, она достаточно трудоемка.

Ремонт втулок цилиндров

Цилиндровые втулки малооборотных (МОД) и высокооборотных (ВОД) отличаются друг от друга не только материалами, из которых их изготавливают, но в ряде случаев и конструктивным исполнением.

Эти различия обусловливают особенности изнашивания цилиндровых втулок указанных дизелей и развития ведущих износов. Наиболее характерными износами цилиндровых втулок являются искажения геометрической формы и размеров баз (внутренней рабочей поверхности, наружных посадочных поясков и т.д.), коррозионно-эрозионные разрушения наружных поверхностей, омываемых охлаждающей водой. Коррозионные разрушения помимо снижения механической прочности могут привести к нарушению сплошности металла и герметичности рабочего пространства цилиндров.

Образование коррозионно-эрозионных разрушений наружных поверхностей втулок цилиндров объясняется кавитационными явлениями, происходящими на этих поверхностях под действием вибрации стенки цилиндровой втулки. Втулки ВОД изготавливают из легированных сталей марок 35ХМЮ и 38ХМЮА более тонкостенными.

Они намного чувствительнее к вибрациям и, следовательно, к интенсивному кавитационному изнашиванию преимущественно наружной поверхности. Внутренняя рабочая поверхность втулок ВОД имеет высокую поверхностную твердость (НV 700-900). Благодаря азотированию износы этих поверхностей невелики. Наоборот, цилиндровые втулки МОД, изготавливаемые из серых чугунов, как правило, более толстостенные и устойчивые к действию вибрационных явлений. Несмотря на это, на наружных поверхностях таких втулок также имеются коррозионные разрушения. Скорость язвенной коррозии поверхностей, омываемых охлаждающей водой, и посадочных поясков не превышает скоростей изнашивания внутренних поверхностей втулок МОД. Поэтому чаще всего в качестве ведущего износа для таких втулок цилиндров принимают износ внутренней рабочей поверхности (овалообразование и увеличение диаметральных размеров). Обнаружение и оценку коррозионных разрушений цилиндровых втулок производят визуально, а в ряде случаев гидравлическими испытаниями. При этом любые отпотевания или течь являются браковочными признаками.

Искажения геометрической формы и размеров внутренней поверхности определяют микрометрическими измерениями.

По существующей методике оценки технического состояния ЦПГ дизелей в эксплуатации и при ремонте эти измерения производят в двух поясах. Первый из этих поясов I-I находится между двумя верхними компрессионными кольцами при условном положении поршня в верхней мертвой точке (в.м.т.), а второй II-II на 15-20 мм выше донышка поршня при положении кривошипно-шатунного механизма в нижней мертвой точке (н.м.т.). В каждом из этих поясов измерения выполняют в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В результате таких измерений рассчитывают фактическую овальность, которую и сравнивают с допускаемым значением по техническим условиям на ремонт.

Аналогично оценивают возможность для дальнейшего использования втулки по увеличению диаметральных размеров внутренней поверхности.

Ремонт цилиндровых втулок МОД наиболее часто сводят к замене их новыми. В тех же случаях, когда прибегают к восстановлению работоспособности втулок, бывших в эксплуатации, то из известных методов восстановления выбирают ремонт механической обработкой по системе ремонтных размеров или наращивание металла напылением наружных (посадочных) поясков и железнением внутренней поверхности с последующей механической обработкой. Ремонт втулок механической обработкой по системе ремонтных размеров является пригодным для восстановления как внутренней, так и наружной поверхностей, потому что для большинства марок серийных дизелей, устанавливаемых на судах, разработана и действует система ремонтных размеров. Технологический процесс восстановления внутренней поверхности включает в себя растачивание и обязательное хонингование для обеспечения заданной точности по размерам, их предельным отклонениям, а и также по форме этой поверхности в продольном и поперечном сечениях.

Восстановление работоспособности втулок гальваническим наращиванием электролитическим железом (железнением) широко применяют для ремонта цилиндровых втулок небольших габаритов, как например, в автомобильной и тракторной промышленности. Цилиндровые втулки ВОД при достижении предельных износов не ремонтируют и всегда заменяют новыми. Объясняется это тем, что азотированный слой внутренней поверхности втулки составляет 0,4-0,8 мм и микротвердость в нем гиперболически падает по глубине.

Ремонт поршней

Наиболее характерными износами поршней судовых дизелей являются искажения геометрических форм и размеров тронка , отверстия под поршневой палец, канавок под верхние компрессионные кольца, а также прогорания донышка поршня . Скорости изнашивания в пределах одной и той же детали существенно отличаются и тем самым превращают поршень в деталь с низкой вероятностью безотказной работы.

...