Выше было сказано о том, что стальные ответственные детали современных дизелей подвергаются сложным видам термообработки, проводимым после механической обработки Исключением являются цилиндровые втулки мощных малооборотных дизелей, отливаемые из чугуна и подвергаемые только полному отжигу. Здесь же будут рассмотрены только стальные термически обработанные детали
Как известно, ответственные детали современных дизелей изготавливают из легированных сталей, очень чувствительных к режиму термообработки Многие детали подвергают цементации с последующей закалкой, проводимой в узком диапазоне температур Например, сталь марки 12ХНЗА, широко применяемая для изготовления поршневых пальцев, роликов толкателей топливных насосов и клапанов, кулачных шайб, осей, шестерен приводов це- ' ментируют при температуре 900—920°С, закаливают в масле при 800—780°С и отпускают при 180—200°С Превышение температуры цементации и начала охлаждения при закалке, повышенная скорость охлаждения и пониженная температура отпуска приводят к чрезмерной хрупкости цементированного слоя Стоит здесь появиться малейшей трещине, как она или вызовет выкрашивание цементированного слоя, или начнет распространяться в глубь металла и приведет к разрушению детали.
Иногда трещины появляются уже в процессе термообработки, и в таком случае срок службы детали исчисляется несколькими часами или минутами.
Рис 31 Форсунка, треснувшая в результате неправильной термообработки
На рис 31 показаны части форсунки, изготовленной для главных дизелей теплохода «Профессор Попов» Форсунка вместо цементации и закалки рабочих поверхностей из за неправильно выбранной марки стали получила сквозную закалку, в процессе которой образовалась трещина В результате форсунка была разорвана давлением топлива.
Из опыта эксплуатации дизелей различных марок, появившихся на нашем флоте в последнее десятилетие, наиболее часто дефекты вследствие неправильной термообработки встречаются на деталях приводов топливных насосов и выхлопных клапанов дизелей с прямоточно-клапанной продувкой Такие явления наблюдаются почти во всех пароходствах.
Так, в Северном пароходстве за 3,5 года эксплуатации дизелей Бурмейстер и Вайн 562VT2BF140, построенных заводом имени Цигельскою и фирмой «Уля ник», вышли из строя 29 роликов толкателей выхлопных клапанов (на 12 судах) и два ролика толкателя топливных насосов Имелись также случаи выкра шивания цементированного слоя у кулачков распределительных валов выхлопных клапанов и топливных насосов Выкрашивание начиналось уже после 400—1000 ч работы Положение усугублялось еще тем, что во многих случаях была обнаружена несоосность в установке деталей толкателя
Кроме того, при дальнейшей эксплуатации этих дизелей в обоймах игольчатых подшипников роликов толкателей выхлопных клапанов стали появиться мельчайшие трещины На теплоходе «Беломорсклес» этот дефект был обнаружен спустя 9000 ч работы, а на теплоходе «Тюмень»—спустя 700 ч
Частое появление таких дефектов, как разрушение цементированного слоя ответственных деталей, резко снижает надежность и эксплуатационные качества дизелей, а иногда может привести к аварии.
Так, в сентябре 1965 г на теплоходе «Тюмень», где установлен дизель Бурмейстер и Вайн 562VT2BF140, в результате разрушения цементированной поверхности вышли из строя одновременно три ролика толкателей выпускных клапанов цилиндров № 1, 4 и 5 Так как имелся только один запасной ролик, старший механик был вынужден допустить работу дизеля с дефектными роли ками
После предъявления рекламаций завод признал, что в термообработке ро ликов толкателей и кулачных шайб были допущены ошибки неверно подобран карбюризатор (нефть, дававшая слишком тонкий слой цементации, снимаемый почти полностью при шлифовке деталей) Кроме того, под слоем цементации была резкая граница металла с высоким содержанием углерода, что способствовало отслаиванию цементированного слоя
Такой же недостаток дизелей 562VT2BF140 отмечают и специалисты Черноморского пароходства На некоторых судах нарушения поверхностного слоя кулачков выхлопных клапанов были обнаружены уже во время ходовых испытаний Дизели были построены также заводом имени Цигельс^ого
Выкрашивания роликов и кулачков распределительных валов свойственны не только дизелям указанной марки В И Виноградов, долго изучавший эксплуатационную надежность дизелей 8SV55hA, построенных Герлицким заво дом и установленных на судах типа «Андижан», неоднократно обнаруживал выкрашивание и смещение кулачков топливных насосов, а также усиленный износ шестерни привода распределительных валов, что происходило из за недоброкачественной термообработки этих деталей
Массовое разрушение кулачков и роликов топливных насосов зарегистриро вано на десяти судах серии «Красноград», на которых установлены дизели Зульцер 6RD76 Основной причиной разрушений являлись дефекты сборки этич узлов, но были обнаружены и детали с очень мягкий поверхностью
Кроме того, было обращено внимание на ненормальный износ рычагов, управляющих движением всасывающих клапанов топливных насосов на теплохо де «Красноград», после 1700 ч работы Зазор между рычагом и кромкой муфты толкателя достиг 0,335—0,85 мм при максимально допустимом 0,2 мм При осмотре и испытании этих деталей обнаружилось, что термически обработанные рабочие площадки имеют слишком мягкую и пластичную поверхность.
Рис 32 Разрыв форсунки вследствие неправильной термообработки
На рис 32 изображен распылитель форсунки, который был установлен на вспомогательном дизеле Поляр К56Е18/30 мощностью 300 э л с. (теплоход «Кировсю»). Вследствие того, что фирменные форсунки имели большой износ в направляющих, пришлось выписать новые распылители в комплекте с иглами отечественного производства
Поскольку новые распылители дымили сильнее старых, было решено установить старые форсунки. При замене форсунок одна из них развалилась в переходе одного сечения в другое В изломе была ясно видна глубокая закалочная трещина и небольшая часть сечения здорового металла. При работе и эта часть превратилась в трещину. Все это произошло через 38 ч работы
Поскольку результатом неправильной термообработки является или полное разрушение детали, или выкрашивание цементированного слоя, деталь приходится выбрасывать.
Однако бывают случаи, когда квалифицированные механики, не имея запасных частей, выходят из положения, применяя свои способы ремонта, может быть даже и не совсем обычные.
Рис 33 Ремонт кулачной шайбы распределительного вала при помощи насадки кольца и сварки
Примером такого ремонта может служить восстановление кулачной шайбы дизеля Букау-Вульф 5DV136 на теплоходе «Монгугай» Дальневосточного пароходства При эксплуатации в одной из кулачных шайб распределительного вала были обнаружены продольные трещины (рис 33), в результате чего шайба к дальнейшей работе оказалась непригодной По технологии, разработанной старшим механиком судна А А Па-пышевым, шайбу отремонтировали в судовых условиях следующим образом
На токарном станке изготовили стальное кольцо с наружным диаметром 100 мм и высотой 16 мм Внутренний диаметр кольца расточили под наружный диаметр цилиндрического участка шайбы между кулачками переднего и заднего хода. Кольцо разрезали по диаметру на две части в стыки в местах разреза разделали под сварку. Затем обе половинки кольца плотно обжали при помощи струбцины вокруг шайб, сварили вместе и проточили снаружи на станке Ремонт оказался настолько удачным, что шайба отработала 1000 ч без каких-либо видимых дефектов
Иногда механикам по необходимости приходится идти на изменение заводской конструкции некоторых узлов, когда их не удается восстановить никакими средствами. К таким узлам относятся игольчатые подшипники роликов толкателей у топливных насосов среднеоборотных дизелей.
Рис 34 Детали изношенного толкателя топливного насоса дизеля Поляр-Вяртсиля К56Е и втулка, установленная в ролик толкателя вместо игольчатого подшипника
На рис 34, а показаны ролик, ось ролика и иголки подшипника ролика толкателя топливного насоса одного из вспомогательных дизелей Поляр-Вярт-силя марки К56Е18/30 мощностью 300 э л.с, установленных на теплоходе «Кировск» Вследствие разрушения некоторых иголок рабочая часть оси износилась на величину около 2,5 мм, затем осколки иголок заклинились в образовавшийся зазор, ролик перестал вращаться и на поверхности его возник местный износ глубиной около 1,2 мм. На кулачке шайбы также образовались значительные задиры
На других топливных насосах (рис 34, б) также были обнаружены значительные износы осей ролика, а между иголками подшипника — зазор, достигавший в отдельных случаях 0,82 мм. Вставлять туда дополнительную иголку не имело смысла, так как диаметр ее больше, чем у иголок, находившихся в работе.
Известно, что в условиях СРЗ изготовление иголок для таких подшипников довольно затруднительно, поэтому возник вопрос* заказать заводу-строителю новые узлы, состоящие из ролика, оси и иголок, или выбросить иголки вовсе. За время стоянки в порту заказали новые ролики и оси к ним, но вместо иголок в ролики вставили бронзовые втулки
Ролики и оси были изготовлены из стали марки 12ХНЗА с цементацией и последующей закалкой, а втулки —из бронзы марки ОФ10-1. Зазор между осями и подшипниками роликов установлен 0,03 мм
Все шесть топливных насосов после пуска в работу периодически проверяли Спустя 590 ч работы при полной нагрузке, зазор в пяти парах увеличился на 0,01 мм, а в одной, где была установлена фирменная ось,— на 0,07 мм, причем ось износилась на 0,03 мм.
Спустя еще 1115 ч работы, дальнейшего увеличения зазора не обнаружили Может быть, срок службы втулок и осей при замене ими игольчатых подшипников более короток, но такой ремонт имеет явное преимущество, заключающееся в том, что втулки в роликах можно заменять, а оси подшлифовывать под новый диаметр втулок. Эти ролики и втулки отработали еще около четырех лет, пока дизели не были заменены новыми.
Как известно, ответственные детали современных дизелей изготавливают из легированных сталей, очень чувствительных к режиму термообработки Многие детали подвергают цементации с последующей закалкой, проводимой в узком диапазоне температур Например, сталь марки 12ХНЗА, широко применяемая для изготовления поршневых пальцев, роликов толкателей топливных насосов и клапанов, кулачных шайб, осей, шестерен приводов це- ' ментируют при температуре 900—920°С, закаливают в масле при 800—780°С и отпускают при 180—200°С Превышение температуры цементации и начала охлаждения при закалке, повышенная скорость охлаждения и пониженная температура отпуска приводят к чрезмерной хрупкости цементированного слоя Стоит здесь появиться малейшей трещине, как она или вызовет выкрашивание цементированного слоя, или начнет распространяться в глубь металла и приведет к разрушению детали.
Иногда трещины появляются уже в процессе термообработки, и в таком случае срок службы детали исчисляется несколькими часами или минутами.
На рис 31 показаны части форсунки, изготовленной для главных дизелей теплохода «Профессор Попов» Форсунка вместо цементации и закалки рабочих поверхностей из за неправильно выбранной марки стали получила сквозную закалку, в процессе которой образовалась трещина В результате форсунка была разорвана давлением топлива.
Из опыта эксплуатации дизелей различных марок, появившихся на нашем флоте в последнее десятилетие, наиболее часто дефекты вследствие неправильной термообработки встречаются на деталях приводов топливных насосов и выхлопных клапанов дизелей с прямоточно-клапанной продувкой Такие явления наблюдаются почти во всех пароходствах.
Так, в Северном пароходстве за 3,5 года эксплуатации дизелей Бурмейстер и Вайн 562VT2BF140, построенных заводом имени Цигельскою и фирмой «Уля ник», вышли из строя 29 роликов толкателей выхлопных клапанов (на 12 судах) и два ролика толкателя топливных насосов Имелись также случаи выкра шивания цементированного слоя у кулачков распределительных валов выхлопных клапанов и топливных насосов Выкрашивание начиналось уже после 400—1000 ч работы Положение усугублялось еще тем, что во многих случаях была обнаружена несоосность в установке деталей толкателя
Кроме того, при дальнейшей эксплуатации этих дизелей в обоймах игольчатых подшипников роликов толкателей выхлопных клапанов стали появиться мельчайшие трещины На теплоходе «Беломорсклес» этот дефект был обнаружен спустя 9000 ч работы, а на теплоходе «Тюмень»—спустя 700 ч
Частое появление таких дефектов, как разрушение цементированного слоя ответственных деталей, резко снижает надежность и эксплуатационные качества дизелей, а иногда может привести к аварии.
Так, в сентябре 1965 г на теплоходе «Тюмень», где установлен дизель Бурмейстер и Вайн 562VT2BF140, в результате разрушения цементированной поверхности вышли из строя одновременно три ролика толкателей выпускных клапанов цилиндров № 1, 4 и 5 Так как имелся только один запасной ролик, старший механик был вынужден допустить работу дизеля с дефектными роли ками
После предъявления рекламаций завод признал, что в термообработке ро ликов толкателей и кулачных шайб были допущены ошибки неверно подобран карбюризатор (нефть, дававшая слишком тонкий слой цементации, снимаемый почти полностью при шлифовке деталей) Кроме того, под слоем цементации была резкая граница металла с высоким содержанием углерода, что способствовало отслаиванию цементированного слоя
Такой же недостаток дизелей 562VT2BF140 отмечают и специалисты Черноморского пароходства На некоторых судах нарушения поверхностного слоя кулачков выхлопных клапанов были обнаружены уже во время ходовых испытаний Дизели были построены также заводом имени Цигельс^ого
Выкрашивания роликов и кулачков распределительных валов свойственны не только дизелям указанной марки В И Виноградов, долго изучавший эксплуатационную надежность дизелей 8SV55hA, построенных Герлицким заво дом и установленных на судах типа «Андижан», неоднократно обнаруживал выкрашивание и смещение кулачков топливных насосов, а также усиленный износ шестерни привода распределительных валов, что происходило из за недоброкачественной термообработки этих деталей
Массовое разрушение кулачков и роликов топливных насосов зарегистриро вано на десяти судах серии «Красноград», на которых установлены дизели Зульцер 6RD76 Основной причиной разрушений являлись дефекты сборки этич узлов, но были обнаружены и детали с очень мягкий поверхностью
Кроме того, было обращено внимание на ненормальный износ рычагов, управляющих движением всасывающих клапанов топливных насосов на теплохо де «Красноград», после 1700 ч работы Зазор между рычагом и кромкой муфты толкателя достиг 0,335—0,85 мм при максимально допустимом 0,2 мм При осмотре и испытании этих деталей обнаружилось, что термически обработанные рабочие площадки имеют слишком мягкую и пластичную поверхность.
На рис 32 изображен распылитель форсунки, который был установлен на вспомогательном дизеле Поляр К56Е18/30 мощностью 300 э л с. (теплоход «Кировсю»). Вследствие того, что фирменные форсунки имели большой износ в направляющих, пришлось выписать новые распылители в комплекте с иглами отечественного производства
Поскольку новые распылители дымили сильнее старых, было решено установить старые форсунки. При замене форсунок одна из них развалилась в переходе одного сечения в другое В изломе была ясно видна глубокая закалочная трещина и небольшая часть сечения здорового металла. При работе и эта часть превратилась в трещину. Все это произошло через 38 ч работы
Поскольку результатом неправильной термообработки является или полное разрушение детали, или выкрашивание цементированного слоя, деталь приходится выбрасывать.
Однако бывают случаи, когда квалифицированные механики, не имея запасных частей, выходят из положения, применяя свои способы ремонта, может быть даже и не совсем обычные.
Примером такого ремонта может служить восстановление кулачной шайбы дизеля Букау-Вульф 5DV136 на теплоходе «Монгугай» Дальневосточного пароходства При эксплуатации в одной из кулачных шайб распределительного вала были обнаружены продольные трещины (рис 33), в результате чего шайба к дальнейшей работе оказалась непригодной По технологии, разработанной старшим механиком судна А А Па-пышевым, шайбу отремонтировали в судовых условиях следующим образом
На токарном станке изготовили стальное кольцо с наружным диаметром 100 мм и высотой 16 мм Внутренний диаметр кольца расточили под наружный диаметр цилиндрического участка шайбы между кулачками переднего и заднего хода. Кольцо разрезали по диаметру на две части в стыки в местах разреза разделали под сварку. Затем обе половинки кольца плотно обжали при помощи струбцины вокруг шайб, сварили вместе и проточили снаружи на станке Ремонт оказался настолько удачным, что шайба отработала 1000 ч без каких-либо видимых дефектов
Иногда механикам по необходимости приходится идти на изменение заводской конструкции некоторых узлов, когда их не удается восстановить никакими средствами. К таким узлам относятся игольчатые подшипники роликов толкателей у топливных насосов среднеоборотных дизелей.
На рис 34, а показаны ролик, ось ролика и иголки подшипника ролика толкателя топливного насоса одного из вспомогательных дизелей Поляр-Вярт-силя марки К56Е18/30 мощностью 300 э л.с, установленных на теплоходе «Кировск» Вследствие разрушения некоторых иголок рабочая часть оси износилась на величину около 2,5 мм, затем осколки иголок заклинились в образовавшийся зазор, ролик перестал вращаться и на поверхности его возник местный износ глубиной около 1,2 мм. На кулачке шайбы также образовались значительные задиры
На других топливных насосах (рис 34, б) также были обнаружены значительные износы осей ролика, а между иголками подшипника — зазор, достигавший в отдельных случаях 0,82 мм. Вставлять туда дополнительную иголку не имело смысла, так как диаметр ее больше, чем у иголок, находившихся в работе.
Известно, что в условиях СРЗ изготовление иголок для таких подшипников довольно затруднительно, поэтому возник вопрос* заказать заводу-строителю новые узлы, состоящие из ролика, оси и иголок, или выбросить иголки вовсе. За время стоянки в порту заказали новые ролики и оси к ним, но вместо иголок в ролики вставили бронзовые втулки
Ролики и оси были изготовлены из стали марки 12ХНЗА с цементацией и последующей закалкой, а втулки —из бронзы марки ОФ10-1. Зазор между осями и подшипниками роликов установлен 0,03 мм
Все шесть топливных насосов после пуска в работу периодически проверяли Спустя 590 ч работы при полной нагрузке, зазор в пяти парах увеличился на 0,01 мм, а в одной, где была установлена фирменная ось,— на 0,07 мм, причем ось износилась на 0,03 мм.
Спустя еще 1115 ч работы, дальнейшего увеличения зазора не обнаружили Может быть, срок службы втулок и осей при замене ими игольчатых подшипников более короток, но такой ремонт имеет явное преимущество, заключающееся в том, что втулки в роликах можно заменять, а оси подшлифовывать под новый диаметр втулок. Эти ролики и втулки отработали еще около четырех лет, пока дизели не были заменены новыми.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.