 |
5.Техника безопасности при ремонте коленчатого вала
|
|
|
|
В процессе эксплуатации коленчатый вал изнашивается: иногда происходит равномерное утонение его шеек, но чаще искажается их геометрическая форма, появляется овальность, конусность и бочкообразность. Кроме того, под действием закономерных циклических нагрузок возможно образование на поверхности шеек и щек усталостных трещин.
Так как коленчатый вал работает в очень тяжелых условиях, к состоянию его предъявляются высокие требования. При постановке судна на ремонт коленчатый вал подвергается дефектации: тщательному обмеру для определения фактических размеров и геометрической формы рабочих шеек, визуальному осмотру для выявления возможных трещин и прочих повреждений.
Рекомендуется, кроме визуального осмотра, производить дефектоскопию, так как незаметные на глаз трещины и дальнейшее эксплуатация привести к поломке вала.
На осмотренный и обмеренный вал составляется акт дефектации, используемый при решении вопроса о дальнейшем использовании вала, необходимом ремонте, выбраковке и т. п. Данные акта сравниваются с требованиями, предъявляемыми к состоянию коленчатого вала.
Требования к состоянию коленчатого вала при сборке нового двигателя или после большого ремонта следующие:
1. Несоосность рамовой шейки относительно двух крайних шеек (абсолютная несоосность) не должна превышать: для шеек диаметром до 180мм – 0, 025 – 0, 03мм.
Несоосность рамовой шейки относительно оси, проходящей через две любые шейки (относительная несоосность) не должна превышать для шеек диаметром до 180мм 0, 01мм, свыше 180мм – 0, 015 – 0, 02мм.
2. Ось мотылевой шейки должна быть параллельна оси рамовых шеек. Допускаемая непараллельность 0, 1 мм/м.
|
|
|
3. Торцовая плоскость соединительного фланца, должна быть, перпендикулярна оси вала. Допускаемая неперпендикулярность составляет при жестком соединении фланца на более 0, 05 при прочих соединениях не более 0, 3 мм/м.
4. Углы разворота между мотылями относительно любого мотыля принятого за базу, должны быть, выдержаны в пределах ±30мин.
5. Эксцентриситет, т. е. расстояние между осями мотылевой и рамовой шеек, выдерживается с точностью от ±0, 1 до ±0, 25мм.
6. Диаметры одноименных шеек могут различаться не более чем на величину допуска 2-го класса.
7. Овальность, конусность, бочкообразность и корсетность рамовых и мотылевых шеек не могут превышать 0, 03мм у тихоходных и 0, 01мм у быстроходных двигателей.
Рисунок 9. Основные дефекты коленчатого вала на примере судового дизельного двигателя
1 — изгиб вала 2- износ наружной поверхности фланца 3-биение торцевой поверхности фланца; 4 — износ маслосгонных канавок; 5- износ отверстия под подшипник; 6-износ отверстий под болты крепления маховика; 7 — износ коренных и шатунных шеек; 8-износ шейки под шестерню и ступицу шкива; 9- износ шпоночной канавки по ширине; 10- увеличение длины передней коренной шейки; 11 — увеличение длины шатунных шеек
Оборудования и оснастка. Лабораторный стол, призмы, стойка микрометра С-IV, шкив Ш-П-Н, Лупа 4Х-кратного увеличения, микрометр МК, штангенциркуль ШЦ 1-160-0. 1, штангенциркуль ПР-250-00. 5, Индикатор часового типа, микрометрический глубиномер 0-100, штанген-глубиномер.
В условиях эксплуатации усталостные поломки деталей двигателей чаще всего происходят при изменении условий работы, когда возникающие дополнительные напряжения в сумме с номинальными превышают предел усталости материала детали. Такими дополнительными напряжениями могут быть напряжения крутильных резонансных колебаний (работа двигателя в зоне критических оборотов), напряжения изгиба коленчатого вала при неравномерном износе или неправильной укладке вала на рамовых подшипниках, деформация корпуса судна и фундаментной рамы, напряжения изгиба в стержне шатуна при заклинивании головного соединения и пр.
|
|
|
Практика показывает, что во всех случаях усталостное разрушение деталей двигателей вызывается действием одного из перечисленных выше факторов. При определении причины поломки большую помощь может оказать изучение структуры поверхности излома, обращая внимание на следующие признаки:
· характер излома;
· глубина развития усталостной трещины;
· степень и характер наклепа поверхности излома;
· число очагов, в которых началось развитие трещины;
· характер линии фронта.
Место возникновения усталостной трещины (рис. 10. 6) обычно удается определить легко и безошибочно, около него видны расходящиеся в различных направлениях линии.
Для этой стадии усталостного излома (зона 1) характерно наличие волнообразных полос, представляющих собой ряд границ ее последовательного распространения.
Геометрические оси этих полос направлены к месту возникновения трещины. По мере распространения трещины по поперечному сечению ее поверхности становятся все менее и менее гладкими, что является признаком перехода ко второй фазе развития (см. зону 2). В этой стадии поломки наступает момент, когда оставшееся сечение детали не может более противостоять действующим повторяющимся нагрузкам и деталь разрушается. Поверхность разрыва остаточного сечения имеет вид типичной поломки от приложенной нагрузки и в противоположность первой фазе характеризуется признаками хрупкого излома. Скорость развития усталостной трещины определяется величиной действующего в детали напряжения. Чем меньше действующее напряжение, тем дальше будет развиваться усталостная трещина и тем меньшей будет площадь зоны статического напряжения. На поверхности зоны усталостного излома образуется наклеп.
Если зона 1 невелика и наклеп отчетливо выражен на границе зон, то это свидетельствует о большой циклической перегрузке. Если же номинальное напряжение невелико, то трещина развивается медленно и максимальный наклеп получается у наружной поверхности, там, где образуются первые очаги усталостной трещины.
1. Очаги распространения трещины
2. Хрупкий излом
Рисунок 10. Стадии излома
|
|
|
