Несоблюдение допусков

Обратимся снова к дизелю Зульцер 7RSAD76 танкера «Бауска». При обмере поршня аварийного цилиндра № 5 оказалось, что его диаметры в направлении по оси и по ходу уменьшились по сравнению с размерами, указанными на чертеже на 0,83—3,3.
Если полагать, что уменьшение диаметра поршня произошло за счет износа при эксплуатации в течение двух месяцев, это было бы просто невероятно, тем -более, что внешний вид поршня свидетельствовал о совершенно незначительных износах. Здесь не может быть иного мнения, как то, что в процессе обработки размеры поршня были нарушены, и все же сборочный цех нашел возможным поставить его на дизель.
На танкере «Балаклава» после замены поврежденной втулки № 2 обнаружено, что наружный диаметр ее, замеренный по медным уплотнительным кольцам оказался на 0,08—0,14 мм больше предельно допустимого. При сравнении диаметров посадочных мест блока и втулки оказалось, что диаметры медных уплот-нительных колец больше диаметров соответствующих посадочных мест блока на 0,19—0,36 мм. Фирма «Зульцер» рекомендует выдерживать эту разницу в пределах 0,1 мм и ни в коем случае не превышать ее более чем на 0,15 мм, так как может произойти деформация втулки.
Однако рекомендуемый размер был намного превышен,, что указывает на недостаточный контроль со стороны фирмы. К сожалению, втулку с такими отступлениями от номинальных размеров с большим трудом запрессовали в блок. Этим и можно объяснить, что новая втулка, спустя только 180 ч работы, снова вышла из строя.
Выше описывались повреждения блоков цилиндров на нескольких теплоходах БМП, где установлены дизели Зульцер RD76. Одним из видов повреждений были кольцевые выбоины в уплотнительных поясах блока. Если причиной появления трещин в ребрах, связывающих внутренний уплотнительный пояс окон с наружной частью блока, была недостаточная термообработка блоков, то выбоины в посадочных местах могут появиться только из-за отступлений от рекомендованных величин наружных диаметров втулок по медным пояскам и внутренних диаметров блоков в посадочных поясах: К сожалению, специалисты БМП в своей публикации не приводят каких-либо результатов обмера этих деталей. Сообщается, что глубина выбоин достигает 0,3—0,4 мм.
Полагают, что причиной появления этих выбоин и трещин во внутреннем кольце блока являются высокое давление втулки на внутренние кольца блока, возникающие от температурных расширений втулки в районах посадочных поясов. Но это не причина, а уже следствие, так как причиной является нарушение чертежных размеров втулки или блока при обработке деталей. Давление втулки на стенки посадочного пояса, очевидно, настолько велико, что втулка не может свободно расширяться в осевом направлении и, увлекая за собой посадочный пояс, вызывает в нем напряжение изгиба, которому чугун сопротивляется весьма слабо.
В заключение к описанию дефектов, возникающих из-за неправильно установленных допусков на обработку, рассмотрим массовый выход из строя нижних половинок головных подшипников дизелей Зульцер 6RD76 (установлены на серии теплоходов типа «Красноград»).
На нижних половинках подшипников появлялись трещины, которые за короткий срок превращались в сплошную сетку.
Почти все повреждения баббита головных подшипников происходили в первый гарантийный год эксплуатации дизелей, поэтому теплоходы с дефектами головных подшипников отправляли на завод-строитель для замены подшипников. Такие незапланированные простои теплоходов нарушали эксплуатационный план пароходства, и это заставило специалистов ССХ проявить максимум внимания к изучению причин столь быстрого разрушения головных подшипников.
А разрушения были прямо-таки катастрофическими. На 11 теплоходах была заменено 40 головных подшипников. На 10 теплоходах из 17 подшипники заменили полностью, причем, на теплоходах «Ковров», «Карачаево-Черкессия», «Каспийск» и «Краснозаводск» по 2—5 комплектов подшипников заменяли дважды.
Появление трещин и выкрашивание баббита имели аварийный характер и: не зависели от срока службы. Например, на теплоходе «Краснодон» в январе 1966 г. заменили все головные подшипники, но уже спустя 1727 ч работы при осмотре на всех нижних вкладышах были обнаружены трещины в баббите].
Более того, автор, будучи в то время старшим механиком на теплоходе «Красноуфимск», обнаружил повреждения баббита в двух вскрытых головных подшипниках после всего лишь 389 ч работы.
Повреждения представляли собой пластический сдвиг металла в сторону смазочной канавки площадью 30 (по оси) на 20 мм (по ходу), На поверхности металла вдоль оси шейки образовалась тонкая трещина Судя по характеру приработки металла к шейке, эти площадки начали работать первыми, и металл не смог выдержать огромного давления, отчего и возникли сдвиги. В дальнейшем приработка стала захватывать новую площадь, давление стало уменьшаться и сдвиг металла прекратился.
По мнению многих специалистов, причиной столь скорого разрушения баббита головных подшипников является отсутствие пригонки новых подшипников по шейкам. Фирма «Зульцер» рекомендовала своим лицензиатам, в том числе и фирме «Вяртсиля», не шабрить головные подшипники дизелей 6RD76, а после расточки их с допуском +0,2 мм по отношению к диаметру шейки сразу пускать в сборку. После сборки подшипники должны обязательно проходить обкатку на режимах, установленных заводом под наблюдением заводского механика.
По окончании обкатки заводской и судовой механики ограничиваются тем, что проверяют температуру подшипников наощупь. Вскрывать подшипники после обкатки фирма не соглашается, а у судовых механиков на это не хватает времени, так как сразу после обкатки судно идет под погрузку. Между тем, можно не сомневаться в том, что большинство трещин возникает именно во время обкатки.
По расчетам фирмы «Зульцер», такая технология обработки головных подшипников обосновывается тем, что во время работы дизеля на полной нагрузке их нижние половинки будут претерпевать упругие деформации и поэтому прилегать к шейке с минимальным зазором по какой-то дуге (кстати, ни в каких инструкциях фирмы величина этой дуги в градусах не указывается!). Но в начальный период обкатки, при малой нагрузке дизеля, шейка, не принимая во внимание смятия металла, касается подшипника только по линии, которая представляет собой ряд точек, и давление в это время очень большое; особенно опасны пуски дизеля. Но и для полной нагрузки дизеля предположения фирмы об упругой деформации нижних половинок головных подшипников не оправдались; они оказались слишком жесткими для этого.
При изучении характера разрушений баббита в головных подшипниках дизеля 6RD76 была отмечена некоторая закономерность характера разрушения.
Во-первых, спустя 10—11 мес. эксплуатации дизелей, когда баббит головных подшипников представлял собой сплошную 'мозаику трещин, ни на одном подшипнике не было обнаружено, чтобы дуга его прилегания к шейке превышала 50—55°. Нет сомнения в том, что в начальный период работы дизеля, после замены головных подшипников, эта дуга была значительно меньше. В то же время, по давно выработанным правилам, длина дуги прилегания подшипника к шейке должна быть не менее 80—90° и не более 120°. К сожалению, в упомянутых публикациях не содержится расчета давлений в подшипниках при разных длинах дуги охвата ими головных шеек.
Во-вторых, было замечено, что в большинстве случаев разрушению подвергается определенное место на площадке правого борта после того, как мотыль проходит 270° после в. м. т. и поврежденная часть оказывается под прямым давлением шейки крейцкопфа.
Диаграммы нагрузок на головные подшипники показывают, что при угле поворота мотыля около 300° после в. м. т. нагрузки приближаются к нулю. Совершенно очевидно, что при определенных углах поворота мотыля силы инерции поршневой группы превосходят силы давления газов на поршень, головные шейки отстают от нижних половинок подшипников и при восстановлении равновесия сил снова резко садятся на них. Такие удары шеек о поверхность подшипника при очень высоком давлении на него также способствуют развитию трещин в баббите.
Можно полагать, что шейки отстают при режимах малого хода и при пусках дизеля, а не на полном ходу, когда давление газов в цилиндре достигает максимальных рабочих величин. К сожалению эти предположения в то время не проверяли.
Возможно, было бы рационально уменьшить допуск в расточке новых головных подшипников.
На одном из теплоходов БМП завод ошибочно расточил подшипники не на 0,2 мм более номинального диаметра шеек, а на меньшую величину В дальнейшем при вскрытии подшипников вместо трещин на нижних половинках обнаружили беспорядочно расположенные натиры, которые, однако, охватывали дугу более 90°. После того, как механики подправили натиры путем шабрения, трещины в нижних половинках долго не появлялись.
В большинстве случаев нарушения допусков в сторону плюса для наружных диаметров и минуса — для внутренних могут быть исправлены на судне или на СРЗ. Значительно труднее выйти из положения при нарушении допусков в противоположную сторону. В этих случаях чаще всего приходится заменять одну или обе сопрягаемые детали.
Судовые механики хорошо знают способы приведения допусков к норме для различных дёталей дизелей, поэтому нет необходимости приводить примеры таких операций.