Обычно удельный износ цилиндровых втулок, поршневых колец, основных подшипников и шеек коленчатого вала относят к 1000 ч работы. При определении количества рабочих часов реверсы дизеля не подсчитывают и во внимание не принимают. Это обстоятельство снижает точность расчетов износа, так как при пусках дизеля втулки и кольца подвергаются усиленному износу.
Исследования показали, что пуск судового дизеля в холодном состоянии равноценен 5—7 ч его работы. Согласно другим источникам, эта цифра составляет 10 ч. Правда, в настоящее время ни кто главных дизелей в холодном виде в ход не пускает, но то, что в момент пуска износ втулки и колец во много раз выше, чем при установившемся режиме, бесспорно.
Опыт эксплуатации небольших теплоходов показал, что нереверсивный дизель служит почти в два раза дольше, чем реверсивный. Например, на теплоходах с одинаковыми главными дизелями 8ЧР-21,6/31,0 (фирма «Ганц-Ендрашек») реверсивного и нереверсивного типов, работающими непосредственно на винт и через электропередачу, оказалось, что продолжительность работы до , капитального ремонта у нереверсивных дизелей почти в два раза больше, чем у реверсивных.
Таким образом, частые пуски дизеля, необходимые при реверсах, являются одним из наиболее существенных факторов, увеличивающих скорость износа.
Характер износа втулок довольно сложен, но, поскольку он достаточно закономерен, определить его не составляет большого труда.
Рис. 56. Износ цилиндровых втулок дизеля Зульцер 9SD72
На рис. 56 показаны характер и величины износа трех втулок (/, //, ///) из девяти дизеля Зульцер 9SD72, установленного на теплоходе «Кировск».
Как видно из рисунка, максимальная величина износа образуется в верхних частях втулок. Это объясняется тем, что в верхней части втулки наиболее высокие давления и температура цикла, вследствие чего поршневые кольца здесь с наибольшей силой прижимаются к стенкам втулки. Высокая температура газов в верхней части частично разрушает масляную пленку на стенках втулки, что усугубляет процесс износа.
По оси блока и в плоскости движения шатуна втулка изнашивается неравномерно (на рисунке сплошными линиями показан износ по оси блока, а пунктирными — в плоскости движения шатуна). Но такой износ характерен для крейцкопфных дизелей, у которых нормальное давление воспринимается параллелями, а не стенками втулки. Кроме того, износ вдоль оси блока у таких дизелей имеет большие величины, чем в плоскости движения шатуна, еще и потому, что теплоходы плавают все время с дифферентом на корму, особенно на балластных переходах, и поршни в этом случае приваливаются к втулкам в сторону кормы.
У бескрейцкопфных дизелей, как правило, износ в плоскости движения шатуна всегда больше, чем вдоль оси блока, так как тронк их поршней выполняет роль также и ползуна.
Величина эллиптичности втулок по высоте также не одинакова. У бескрейцпкопфных дизелей наибольшая эллиптичность образуется приблизительно на середине рабочей высоты втулки. Износ нижней части втулок у всех дизелей фактического значения не имеет, так как его величина ничтожно мала.
Наблюдения за втулками показали, что скорость износа в верхней части в 4,5—5,5 раза больше, чем в средней. Это объясняется различными давлениями от колец и разными температурными условиями работы втулок.
Отдельные авторы склонны видеть определенную связь между характером кривой износа втулки по высоте и линией расширения индикаторной диаграммы. Исследования в этой области подтверждают достаточно близкое соответствие этих величин.
Рис 57. Характер и величины износа втулок
Такая связь показана на рис. 57, а, где даны характер и величины износа втулки бескрейцкопфного дизеля типа 6БК-43 перед ремонтом. Характер износа втулки по высоте ( 1 — по оси вала; 2 — перпендикулярно оси, правая часть рисунка) действительно напоминает кривую изменения давления в цилиндре (левая часть), несколько отличаясь от нее вверху. Это можно объяснить тем, что условия смазки верхней части втулки хуже, чем нижней.
Иногда случается, что в районе пояса продувочных и выпускных окон износ втулки не уменьшается, а, наоборот, заметно увеличивается. Кривая такого износа показана на рис. 57, в (б — дизель четырехтактный, в — двухтактный). Это связано с деформацией втулки вследствие действия наиболее жесткой опорной части блока, расположенной в данном месте.
Такое явление крайне нежелательно потому, что в районе окон на втулке часто образуются наработки в виде резко выраженной ступеньки. Поршневые кольца, проходя такую ступеньку,вибрируют и чаще всего ломаются Удар колец о ступеньку ясно слышен снаружи дизеля. Сглаживание перехода ступеньки на неповрежденную часть втулки редко достигает цели, поэтому чаще всего такие втулки заменяют, хотя максимальный износ их еще не достигает предельной величины.
У многих вьгсокооборотных дизелей через некоторое время верхнее кольцо, а иногда и следующее за ним пригорают в канавках. Пригоранием объясняют повышенную скорость износа втулок, так как кольцо, потеряв упругость, не прижимается плотно к втулке и между рабочими поверхностями втулки и кольца образуется слой абразивно действующих частиц кислотного происхождения.
В том случае, если кольца не пригорают, максимальный износ втулок обычно происходит в зоне между первым и вторым поршневыми кольцами при положении поршня в в м. т. Эта зона охватывает 1/7—1/10 высоты втулки в ее верхней части.
После очистки втулки и окон от нагара следует осмотреть окна, проверяя форму их кромок.
Рис 58 Форма кромок выпускных и продувочных окон дизеля Зульцер
На рис. 58 (а—в) показаны формы кромок окон дизелей Зульцер, в табл. 7 даны радиусы закруглений для цилиндров различных диаметров.
Большие дизели этой фирмы, и, в частности, модель SD72, имеют втулку, состоящую из двух частей. На рис. 58, г показано сопряжение двух частей втулки и размеры фасок в месте стыка частей.
Для проверки формы кромок рекомендуется изготовить шаблоны из листовой стали толщиной 0,7—1 мм.
Не следует трогать кромки, если в этом нет необходимости. Когда во время работы кольца не задевают за кромки окон (нет стука), то форму кромок достаточно проверять шаблоном при каждом вскрытии. В том случае, если кольца задевают за кромки, нужно отыскать места вероятного задевания и закруглить кромки по шаблонам (для этого применяют полукруглые шлифные напильники) и тщательно проследить за тем, чтобы металлические опилки не остались в цилиндре. Круговую фаску на стыке двух частей втулок нужно зачистить мелким наждачным кругом, насаженным на электрическую дрель.
Обмер втулок. Перед обмером рабочая поверхность втулки должна быть хорошо промыта, очищена от нагара и насухо протерта бельевой ветошью.
Диаметры втулок замеряют микроштихмасом, который обычно собирают в комплект с несколькими вставками. При сборке штихмаса нужно тщательно протереть торцы вставок и проверить, нет ли на них забоин, коррозии или случайных повреждений. При небрежной сборке штихмас может дать погрешность в сторону уменьшения размера в несколько сотых миллиметра. В этом случае можно получить уменьшенные диаметры цилиндра против действительных и сделать неверное заключение о величине его износа.
В тех случаях, когда для замера диаметров поршня, имеется микрометр, необходимо собранный штихмас сверить по микрометру и установить истинный номинальный диаметр втулки.
Например, собранный штихмас, установленный на размер 720 мм, показал при сверке по микрометру размер 720,05 мм. Тогда для определения действительного диаметра втулки к показателям штихмаса следует прибавлять 0,05 мм.
Необходимо также учитывать, что при замерах таких больших диаметров сам способ измерения может дать погрешность ±0,05 мм.
При обмерах втулки нужно принимать во внимание следующее. В горизонтальной плоскости, т. е. плоскости поперечного сечения втулки, наибольшим размером будет диаметр втулки в данный момент. В вертикальной плоскости диаметр втулки будет наименьшим размером.
У всех микрометрических штихмасов измерительные поверхности сделаны сферическими, так что штихмас касается измеряемых поверхностей только двумя точками. Один его конец опирают на измеряемую поверхность и держат неподвижным, а другим отыскивают размер. При этом свободным концом штихмаса описывают две дуги — в горизонтальной и вертикальной плоскостях, т. е. совершают крестообразное движение.
Штихмас устанавливают на заведомо меньший размер. Описывая дуги, постепенно увеличивают длину штихмаса и, следовательно, дуги делаются все короче, пока горизонтальная дуга не станет практически равной нулю. Достигнув такого положения, еще раз убеждаются в том, что свободный конец штихмаса может иметь движение только по вертикали и касается измеряемой поверхности в одной точке. В этом положении штихмас покажет действительную величину измеряемого диаметра.
Во время замера нужно следить за тем, чтобы другой конец штихмаса не сдвигался и касался измеряемой поверхности в одной и той же точке. Поскольку это затруднительно, при обмере втулки применяют несложные шаблоны, удерживающие один из концов штихмаса в неподвижном положении.
Шаблон представляет собой стальную полосу толщиной 8— 10 мм и шириной 30—40 мм. Один конец полосы отогнут под прямым углом, и этим концом полоса опирается на фланец втулки. В полосе просверлены отверстия (6—7 шт. для главных дизелей и 3—4 для вспомогательных), в которые при обмерах вставляют один из концов штихмаса. Отверстие имеет несколько больший диаметр, чем конец штихмаса, и поэтому не мешает колебательным движениям другого конца.
Применение шаблона необходимо еще и потому, что скорость износа втулок дизелей очень невелика, и контролировать износ можно только в том случае, если диаметры измеряют в одних и тех же сечениях.
При использовании шаблона по каждому из семи сечений согласно отверстиям на шаблоне делают два замера: один вдоль оси блока, а другой — в плоскости движения шатуна. Таким образом, по каждому цилиндру получают 14 размеров втулки.
Схема измерения диаметров втулок строится таким образом, чтобы наибольшее число замеров (3—4 из 7) приходилось на верхнюю часть втулки, подвергающуюся наибольшему износу.
Рис. 59. Схема замеров втулок дизеля Зульцер 9SD72
На рис. 59 показана схема замеров диаметров цилиндровой втулки для дизеля Зульцер 9SD72 согласно шаблону, представляемому заводом-строителем.
Пояса замеров расположены следующим образом. Пояс / находится на уровне верхнего поршневого кольца при положении поршня в в. м. т. Пояса // и /// расположены относительно близко к поясу /. Эти три пояса лежат в той части втулки, которая при нормальной эксплуатации подвергается наибольшему износу. Пояс IV находится против посадочного пояса втулки. Измерения в этом поясе необходимы потому, что втулка при тугой посадке испытывает здесь температурные напряжения и могут наблюдаться отступления от диаметра как в сторону минуса, так и в сторону плюса. Пояс V лежит посередине нижнего ряда продувочных окон и ниже кромки выхлопных. Назначение поясов VI и VII — контролировать износ нижней вставки втулки в верхней и нижней ее частях.
Замечено, что на новых дизелях диаметры втулок изменяются при каждом замере, так как новые втулки некоторое время меняют свою форму из-за неполностью ликвидированных литейных напряжений и напряжений, возникших при посадке втулки.
Следует также учитывать и то обстоятельство, что у новых дизелей износ втулок в продолжение первых 10 000—12 000 ч будет больше, чем при дальнейшей работе. В первые 4000 ч износ, по крайней мере, в два раза превышает обычные величины износов приработавшихся втулок и постепенно убывает, достигая через 10 000—12 000 ч величины 0,08—0,09 мм на 1000 ч.
Усиленный износ новых втулок объясняется в основном тем, что с их поверхностей срабатываются следы механической обработки и втулки взаимно прирабатываются с кольцами. Определить длительность приработки для втулок любых дизелей затруднительно, все зависит от качества материала втулки и колец, чистоты обработки и условий работы.
Желательно учитывать количество реверсов или, точнее говоря, пусков дизеля за время, в которое оценивается износ, и приравнивать пуски к какому-либо количеству часов работы дизеля. Этот учет позволил бы приблизиться к унификации учета износа втулок дизеля.
Ремонт втулок. В принципе цилиндровые втулки, так же как и другие Детали, для восстановления формы их рабочих поверхностей можно растачивать на месте с помощью специального переносного расточного станка — борштанги или в цехе, после выпрессовки. Толщина стенок втулок позволяет производить расточку даже не один раз.
И все же расточку втулок больших малооборотных дизелей в настоящее время применяют крайне редко и то на величину, не превышающую предельного увеличения диаметра, обусловленного фирмой. Дело в том, что при увеличении диаметра втулки сверх допустимого потребуется изготовить для нее новый поршень, так как номинальный зазор между втулкой и поршнем необходимо сохранить. Можно и не изготавливать нового поршня, а при помощи современных средств увеличить диаметр старого. Но поршневые кольца все равно придется изготавливать нового размера.
Следует еще отметить, что при замене отдельных поршней, имеющих большую по сравнению с остальными массу, нарушится динамическое равновесие дизеля. В результате при работе возникнет нежелательная вибрация всего дизеля. Кроме того, потеря номинальных размеров одного или нескольких цилиндров вызовет необходимость запаса поршневых колец и поршней нестандартного размера.
Эти обстоятельства и удерживают от расточки втулок, которые в случае необходимости просто заменяют.
Однако при наличии соответствующей заготовки втулку небольшого диаметра (допустим до 250—270 мм), особенно для четырехтактного дизеля, можно изготовить и в судовой обстановке. Такая работа вполне оправдана, если, например, вышла из строя одна из втулок, а запасных втулок на судне нет и до возвращения в советский порт еще далеко.
Для изготовления втулки нужно располагать минимальными сведениями о чугуне, из которого отлита заготовка, и иметь нормальный токарный станок. Наиболее приемлемая твердость чугунной заготовки 180—230 НВ. Имея старую втулку, можно руководствоваться ее размерами и изготовить новую по образцу. Если втулка сильно повреждена, можно выпрессовать для шаблона из бездействующего изделия другую втулку.
При обработке втулки на токарном станке необходимо соблюдать основные условия:
внутренний и наружный диаметры втулки, а также нижнюю опорную поверхность фланца обрабатывать с одной установки;
при обработке рабочей поверхности втулки добиваться чистоты V9. На судовом оборудовании такой чистоты добиться трудно, так как после чистовой расточки нужна шлифовка. При отсутствии шлифовальной головки можно применять притиры собственного изготовления, но для того, чтобы не исказить геометрические размеры новой втулки, не следует стараться полностью выводить следы резца (слабый и равномерный след резца по всей длине втулки будет служить показателем правильной шлифовки) .
Замена втулки. Операции по замене втулки примерно одинаковы для всех дизелей как двухтактных, так и четырехтактных. Втулки выпрессовывают при помощи различных приспособлений, которыми, как правило, заводы-строители снабжают выпускаемые дизели.
Рис. 60. Приспособление фирмы «Зульцер» для выпрессовки и запрессовки цилиндровых втулок
На рис. 60, а—г показано приспособление для выпрессовки и запрессовки втулок дизелей Зульцер SD72. Применение этого приспособления для выпрессовки втулки подробно описано автором в одной из его работ, и повторение этого описания здесь излишне. Необходимо только не забывать о некоторых моментах, а именно:
перед выпрессовыванием старой втулки убедиться в состоянии новой (удалить консервирующую смазку, прочистить метчиком резьбу в отверстиях для штуцеров, наблюдая за тем, чтобы метчик срезал только консервирующую смазку, но не металл);
тщательно осмотреть с лупой поверхность втулки изнутри, убедиться в том, что не имеется каких-либо повреждений;
проверить по рабочему чертежу основные размеры втулки (диаметры посадочных буртов, рабочий диаметр втулки, высоту опорного фланца, расстояние осей отверстий для штуцеров от нижней плоскости фланца);
после выпрессовки старой втулки очистить ее от накипи и грязи, снять и осмотреть уплотнения, сверить наружные посадочные размеры старой и новой втулок;
после промывки зарубашечного пространства тщательно осмотреть, не нанесены ли повреждения посадочным местам при вы-прессовке втулки;
осмотреть внутренние посадочные бурты, выяснить, возможны ли деформация блока и изменение размеров вследствие коррозии; сравнить обмеры посадочных мест втулки и блока (если втулка имеет красно-медные пояски, то ее диаметр по пояскам должен быть на 0,04 мм больше диаметра блока в соответствующем месте) ;
если для уплотнения втулки не имеется запасных резиновых колец, а только резина соответствующего сечения, то заблаговременно отрезать необходимый кусок и склеить его концы косым замком; полученные кольца должны надеваться на втулку с натягом и сидеть в канавке, плотно облегая ее поверхность; диаметр уплотняющего кольца должен быть таким, чтобы после постановки втулки на место сечение 1 кольца приняло форму 2 (рис. 61);
Рис. 61. Уплотняющие резиновые кольца втулки
проверить правильность посадки втулки путем ввертывания масляных штуцеров; если штуцеры входят нормально и внешний осмотр показал, что окна втулки находятся в должном положении, поставить под масляные штуцеры отожженные медные прокладки и ввернуть штуцеры окончательно;
заглушить все отверстия зарубашечного пространства, за исключением самого верхнего, заполнить через это отверстие зарубашечное пространство водой и осмотреть все сопрягаемые места, где может образоваться течь;
если течи не обнаружено, поставить заглушку на последнее отверстие и испытать зарубашечное пространство под давлением; в порту, где нет инспекции Регистра СССР, испытание можно проводить только на рабочее давление; в присутствии инспектора Регистра испытание проводят на давление, которое укажет инспектор (обычно 4—5 кгс/см2).
Если втулку ставит СРЗ, то правильность соосности втулки с линией вала проверяют по струне.
В судовой обстановке приходится ограничиваться только проверкой положения поршня относительно оси новой втулки. Для этого ставят на место поршень без поршневых колец, прижимают домкратом ползун к параллели в трех положениях (верх, середина, низ) и замеряют зазоры между втулкой и поршнем снизу и сверху. Такая проверка дает достаточно ясное представление о том, какое положение заняла новая втулка относительно оси цилиндра и поршня.
После обкатки новой втулки нужно воспользоваться первой возможностью для вскрытия цилиндра и, если на рабочей поверхности втулки будут обнаружены следы нормальной приработки, можно считать, что все обстоит благополучно.
Задолго до того, как втулка сработается до допустимых величин износа, на ее рабочей поверхности могут образоваться такие дефекты, как наработки, натиры, риски и забоины. Эти дефекты устраняют ручной опиловкой, шабрением или механической обработкой мелкозернистым карборундовым камнем.
Обработка карборундовым камнем дает лучшие результаты по сравнению с ручной, но не следует забывать о том, что любая обработка углубляет поверхность втулки и на обработанной поверхности долго будут видны черные пятна. Поэтому небольшие отдельные задиры, риски и царапины глубиной до 0,5 мм лучше оставлять (без обработки, только обязательно зачищать их острые кромки шабером или наждачным кругом в поперечном направлении к оси цилиндра.
Исследования показали, что пуск судового дизеля в холодном состоянии равноценен 5—7 ч его работы. Согласно другим источникам, эта цифра составляет 10 ч. Правда, в настоящее время ни кто главных дизелей в холодном виде в ход не пускает, но то, что в момент пуска износ втулки и колец во много раз выше, чем при установившемся режиме, бесспорно.
Опыт эксплуатации небольших теплоходов показал, что нереверсивный дизель служит почти в два раза дольше, чем реверсивный. Например, на теплоходах с одинаковыми главными дизелями 8ЧР-21,6/31,0 (фирма «Ганц-Ендрашек») реверсивного и нереверсивного типов, работающими непосредственно на винт и через электропередачу, оказалось, что продолжительность работы до , капитального ремонта у нереверсивных дизелей почти в два раза больше, чем у реверсивных.
Таким образом, частые пуски дизеля, необходимые при реверсах, являются одним из наиболее существенных факторов, увеличивающих скорость износа.
Характер износа втулок довольно сложен, но, поскольку он достаточно закономерен, определить его не составляет большого труда.
На рис. 56 показаны характер и величины износа трех втулок (/, //, ///) из девяти дизеля Зульцер 9SD72, установленного на теплоходе «Кировск».
Как видно из рисунка, максимальная величина износа образуется в верхних частях втулок. Это объясняется тем, что в верхней части втулки наиболее высокие давления и температура цикла, вследствие чего поршневые кольца здесь с наибольшей силой прижимаются к стенкам втулки. Высокая температура газов в верхней части частично разрушает масляную пленку на стенках втулки, что усугубляет процесс износа.
По оси блока и в плоскости движения шатуна втулка изнашивается неравномерно (на рисунке сплошными линиями показан износ по оси блока, а пунктирными — в плоскости движения шатуна). Но такой износ характерен для крейцкопфных дизелей, у которых нормальное давление воспринимается параллелями, а не стенками втулки. Кроме того, износ вдоль оси блока у таких дизелей имеет большие величины, чем в плоскости движения шатуна, еще и потому, что теплоходы плавают все время с дифферентом на корму, особенно на балластных переходах, и поршни в этом случае приваливаются к втулкам в сторону кормы.
У бескрейцкопфных дизелей, как правило, износ в плоскости движения шатуна всегда больше, чем вдоль оси блока, так как тронк их поршней выполняет роль также и ползуна.
Величина эллиптичности втулок по высоте также не одинакова. У бескрейцпкопфных дизелей наибольшая эллиптичность образуется приблизительно на середине рабочей высоты втулки. Износ нижней части втулок у всех дизелей фактического значения не имеет, так как его величина ничтожно мала.
Наблюдения за втулками показали, что скорость износа в верхней части в 4,5—5,5 раза больше, чем в средней. Это объясняется различными давлениями от колец и разными температурными условиями работы втулок.
Отдельные авторы склонны видеть определенную связь между характером кривой износа втулки по высоте и линией расширения индикаторной диаграммы. Исследования в этой области подтверждают достаточно близкое соответствие этих величин.
Такая связь показана на рис. 57, а, где даны характер и величины износа втулки бескрейцкопфного дизеля типа 6БК-43 перед ремонтом. Характер износа втулки по высоте ( 1 — по оси вала; 2 — перпендикулярно оси, правая часть рисунка) действительно напоминает кривую изменения давления в цилиндре (левая часть), несколько отличаясь от нее вверху. Это можно объяснить тем, что условия смазки верхней части втулки хуже, чем нижней.
Иногда случается, что в районе пояса продувочных и выпускных окон износ втулки не уменьшается, а, наоборот, заметно увеличивается. Кривая такого износа показана на рис. 57, в (б — дизель четырехтактный, в — двухтактный). Это связано с деформацией втулки вследствие действия наиболее жесткой опорной части блока, расположенной в данном месте.
Такое явление крайне нежелательно потому, что в районе окон на втулке часто образуются наработки в виде резко выраженной ступеньки. Поршневые кольца, проходя такую ступеньку,вибрируют и чаще всего ломаются Удар колец о ступеньку ясно слышен снаружи дизеля. Сглаживание перехода ступеньки на неповрежденную часть втулки редко достигает цели, поэтому чаще всего такие втулки заменяют, хотя максимальный износ их еще не достигает предельной величины.
У многих вьгсокооборотных дизелей через некоторое время верхнее кольцо, а иногда и следующее за ним пригорают в канавках. Пригоранием объясняют повышенную скорость износа втулок, так как кольцо, потеряв упругость, не прижимается плотно к втулке и между рабочими поверхностями втулки и кольца образуется слой абразивно действующих частиц кислотного происхождения.
В том случае, если кольца не пригорают, максимальный износ втулок обычно происходит в зоне между первым и вторым поршневыми кольцами при положении поршня в в м. т. Эта зона охватывает 1/7—1/10 высоты втулки в ее верхней части.
После очистки втулки и окон от нагара следует осмотреть окна, проверяя форму их кромок.
На рис. 58 (а—в) показаны формы кромок окон дизелей Зульцер, в табл. 7 даны радиусы закруглений для цилиндров различных диаметров.
Большие дизели этой фирмы, и, в частности, модель SD72, имеют втулку, состоящую из двух частей. На рис. 58, г показано сопряжение двух частей втулки и размеры фасок в месте стыка частей.
Для проверки формы кромок рекомендуется изготовить шаблоны из листовой стали толщиной 0,7—1 мм.
Не следует трогать кромки, если в этом нет необходимости. Когда во время работы кольца не задевают за кромки окон (нет стука), то форму кромок достаточно проверять шаблоном при каждом вскрытии. В том случае, если кольца задевают за кромки, нужно отыскать места вероятного задевания и закруглить кромки по шаблонам (для этого применяют полукруглые шлифные напильники) и тщательно проследить за тем, чтобы металлические опилки не остались в цилиндре. Круговую фаску на стыке двух частей втулок нужно зачистить мелким наждачным кругом, насаженным на электрическую дрель.
Обмер втулок. Перед обмером рабочая поверхность втулки должна быть хорошо промыта, очищена от нагара и насухо протерта бельевой ветошью.
Диаметры втулок замеряют микроштихмасом, который обычно собирают в комплект с несколькими вставками. При сборке штихмаса нужно тщательно протереть торцы вставок и проверить, нет ли на них забоин, коррозии или случайных повреждений. При небрежной сборке штихмас может дать погрешность в сторону уменьшения размера в несколько сотых миллиметра. В этом случае можно получить уменьшенные диаметры цилиндра против действительных и сделать неверное заключение о величине его износа.
В тех случаях, когда для замера диаметров поршня, имеется микрометр, необходимо собранный штихмас сверить по микрометру и установить истинный номинальный диаметр втулки.
Например, собранный штихмас, установленный на размер 720 мм, показал при сверке по микрометру размер 720,05 мм. Тогда для определения действительного диаметра втулки к показателям штихмаса следует прибавлять 0,05 мм.
Необходимо также учитывать, что при замерах таких больших диаметров сам способ измерения может дать погрешность ±0,05 мм.
При обмерах втулки нужно принимать во внимание следующее. В горизонтальной плоскости, т. е. плоскости поперечного сечения втулки, наибольшим размером будет диаметр втулки в данный момент. В вертикальной плоскости диаметр втулки будет наименьшим размером.
У всех микрометрических штихмасов измерительные поверхности сделаны сферическими, так что штихмас касается измеряемых поверхностей только двумя точками. Один его конец опирают на измеряемую поверхность и держат неподвижным, а другим отыскивают размер. При этом свободным концом штихмаса описывают две дуги — в горизонтальной и вертикальной плоскостях, т. е. совершают крестообразное движение.
Штихмас устанавливают на заведомо меньший размер. Описывая дуги, постепенно увеличивают длину штихмаса и, следовательно, дуги делаются все короче, пока горизонтальная дуга не станет практически равной нулю. Достигнув такого положения, еще раз убеждаются в том, что свободный конец штихмаса может иметь движение только по вертикали и касается измеряемой поверхности в одной точке. В этом положении штихмас покажет действительную величину измеряемого диаметра.
Во время замера нужно следить за тем, чтобы другой конец штихмаса не сдвигался и касался измеряемой поверхности в одной и той же точке. Поскольку это затруднительно, при обмере втулки применяют несложные шаблоны, удерживающие один из концов штихмаса в неподвижном положении.
Шаблон представляет собой стальную полосу толщиной 8— 10 мм и шириной 30—40 мм. Один конец полосы отогнут под прямым углом, и этим концом полоса опирается на фланец втулки. В полосе просверлены отверстия (6—7 шт. для главных дизелей и 3—4 для вспомогательных), в которые при обмерах вставляют один из концов штихмаса. Отверстие имеет несколько больший диаметр, чем конец штихмаса, и поэтому не мешает колебательным движениям другого конца.
Применение шаблона необходимо еще и потому, что скорость износа втулок дизелей очень невелика, и контролировать износ можно только в том случае, если диаметры измеряют в одних и тех же сечениях.
При использовании шаблона по каждому из семи сечений согласно отверстиям на шаблоне делают два замера: один вдоль оси блока, а другой — в плоскости движения шатуна. Таким образом, по каждому цилиндру получают 14 размеров втулки.
Схема измерения диаметров втулок строится таким образом, чтобы наибольшее число замеров (3—4 из 7) приходилось на верхнюю часть втулки, подвергающуюся наибольшему износу.
На рис. 59 показана схема замеров диаметров цилиндровой втулки для дизеля Зульцер 9SD72 согласно шаблону, представляемому заводом-строителем.
Пояса замеров расположены следующим образом. Пояс / находится на уровне верхнего поршневого кольца при положении поршня в в. м. т. Пояса // и /// расположены относительно близко к поясу /. Эти три пояса лежат в той части втулки, которая при нормальной эксплуатации подвергается наибольшему износу. Пояс IV находится против посадочного пояса втулки. Измерения в этом поясе необходимы потому, что втулка при тугой посадке испытывает здесь температурные напряжения и могут наблюдаться отступления от диаметра как в сторону минуса, так и в сторону плюса. Пояс V лежит посередине нижнего ряда продувочных окон и ниже кромки выхлопных. Назначение поясов VI и VII — контролировать износ нижней вставки втулки в верхней и нижней ее частях.
Замечено, что на новых дизелях диаметры втулок изменяются при каждом замере, так как новые втулки некоторое время меняют свою форму из-за неполностью ликвидированных литейных напряжений и напряжений, возникших при посадке втулки.
Следует также учитывать и то обстоятельство, что у новых дизелей износ втулок в продолжение первых 10 000—12 000 ч будет больше, чем при дальнейшей работе. В первые 4000 ч износ, по крайней мере, в два раза превышает обычные величины износов приработавшихся втулок и постепенно убывает, достигая через 10 000—12 000 ч величины 0,08—0,09 мм на 1000 ч.
Усиленный износ новых втулок объясняется в основном тем, что с их поверхностей срабатываются следы механической обработки и втулки взаимно прирабатываются с кольцами. Определить длительность приработки для втулок любых дизелей затруднительно, все зависит от качества материала втулки и колец, чистоты обработки и условий работы.
Желательно учитывать количество реверсов или, точнее говоря, пусков дизеля за время, в которое оценивается износ, и приравнивать пуски к какому-либо количеству часов работы дизеля. Этот учет позволил бы приблизиться к унификации учета износа втулок дизеля.
Ремонт втулок. В принципе цилиндровые втулки, так же как и другие Детали, для восстановления формы их рабочих поверхностей можно растачивать на месте с помощью специального переносного расточного станка — борштанги или в цехе, после выпрессовки. Толщина стенок втулок позволяет производить расточку даже не один раз.
И все же расточку втулок больших малооборотных дизелей в настоящее время применяют крайне редко и то на величину, не превышающую предельного увеличения диаметра, обусловленного фирмой. Дело в том, что при увеличении диаметра втулки сверх допустимого потребуется изготовить для нее новый поршень, так как номинальный зазор между втулкой и поршнем необходимо сохранить. Можно и не изготавливать нового поршня, а при помощи современных средств увеличить диаметр старого. Но поршневые кольца все равно придется изготавливать нового размера.
Следует еще отметить, что при замене отдельных поршней, имеющих большую по сравнению с остальными массу, нарушится динамическое равновесие дизеля. В результате при работе возникнет нежелательная вибрация всего дизеля. Кроме того, потеря номинальных размеров одного или нескольких цилиндров вызовет необходимость запаса поршневых колец и поршней нестандартного размера.
Эти обстоятельства и удерживают от расточки втулок, которые в случае необходимости просто заменяют.
Однако при наличии соответствующей заготовки втулку небольшого диаметра (допустим до 250—270 мм), особенно для четырехтактного дизеля, можно изготовить и в судовой обстановке. Такая работа вполне оправдана, если, например, вышла из строя одна из втулок, а запасных втулок на судне нет и до возвращения в советский порт еще далеко.
Для изготовления втулки нужно располагать минимальными сведениями о чугуне, из которого отлита заготовка, и иметь нормальный токарный станок. Наиболее приемлемая твердость чугунной заготовки 180—230 НВ. Имея старую втулку, можно руководствоваться ее размерами и изготовить новую по образцу. Если втулка сильно повреждена, можно выпрессовать для шаблона из бездействующего изделия другую втулку.
При обработке втулки на токарном станке необходимо соблюдать основные условия:
внутренний и наружный диаметры втулки, а также нижнюю опорную поверхность фланца обрабатывать с одной установки;
при обработке рабочей поверхности втулки добиваться чистоты V9. На судовом оборудовании такой чистоты добиться трудно, так как после чистовой расточки нужна шлифовка. При отсутствии шлифовальной головки можно применять притиры собственного изготовления, но для того, чтобы не исказить геометрические размеры новой втулки, не следует стараться полностью выводить следы резца (слабый и равномерный след резца по всей длине втулки будет служить показателем правильной шлифовки) .
Замена втулки. Операции по замене втулки примерно одинаковы для всех дизелей как двухтактных, так и четырехтактных. Втулки выпрессовывают при помощи различных приспособлений, которыми, как правило, заводы-строители снабжают выпускаемые дизели.
На рис. 60, а—г показано приспособление для выпрессовки и запрессовки втулок дизелей Зульцер SD72. Применение этого приспособления для выпрессовки втулки подробно описано автором в одной из его работ, и повторение этого описания здесь излишне. Необходимо только не забывать о некоторых моментах, а именно:
перед выпрессовыванием старой втулки убедиться в состоянии новой (удалить консервирующую смазку, прочистить метчиком резьбу в отверстиях для штуцеров, наблюдая за тем, чтобы метчик срезал только консервирующую смазку, но не металл);
тщательно осмотреть с лупой поверхность втулки изнутри, убедиться в том, что не имеется каких-либо повреждений;
проверить по рабочему чертежу основные размеры втулки (диаметры посадочных буртов, рабочий диаметр втулки, высоту опорного фланца, расстояние осей отверстий для штуцеров от нижней плоскости фланца);
после выпрессовки старой втулки очистить ее от накипи и грязи, снять и осмотреть уплотнения, сверить наружные посадочные размеры старой и новой втулок;
после промывки зарубашечного пространства тщательно осмотреть, не нанесены ли повреждения посадочным местам при вы-прессовке втулки;
осмотреть внутренние посадочные бурты, выяснить, возможны ли деформация блока и изменение размеров вследствие коррозии; сравнить обмеры посадочных мест втулки и блока (если втулка имеет красно-медные пояски, то ее диаметр по пояскам должен быть на 0,04 мм больше диаметра блока в соответствующем месте) ;
если для уплотнения втулки не имеется запасных резиновых колец, а только резина соответствующего сечения, то заблаговременно отрезать необходимый кусок и склеить его концы косым замком; полученные кольца должны надеваться на втулку с натягом и сидеть в канавке, плотно облегая ее поверхность; диаметр уплотняющего кольца должен быть таким, чтобы после постановки втулки на место сечение 1 кольца приняло форму 2 (рис. 61);
проверить правильность посадки втулки путем ввертывания масляных штуцеров; если штуцеры входят нормально и внешний осмотр показал, что окна втулки находятся в должном положении, поставить под масляные штуцеры отожженные медные прокладки и ввернуть штуцеры окончательно;
заглушить все отверстия зарубашечного пространства, за исключением самого верхнего, заполнить через это отверстие зарубашечное пространство водой и осмотреть все сопрягаемые места, где может образоваться течь;
если течи не обнаружено, поставить заглушку на последнее отверстие и испытать зарубашечное пространство под давлением; в порту, где нет инспекции Регистра СССР, испытание можно проводить только на рабочее давление; в присутствии инспектора Регистра испытание проводят на давление, которое укажет инспектор (обычно 4—5 кгс/см2).
Если втулку ставит СРЗ, то правильность соосности втулки с линией вала проверяют по струне.
В судовой обстановке приходится ограничиваться только проверкой положения поршня относительно оси новой втулки. Для этого ставят на место поршень без поршневых колец, прижимают домкратом ползун к параллели в трех положениях (верх, середина, низ) и замеряют зазоры между втулкой и поршнем снизу и сверху. Такая проверка дает достаточно ясное представление о том, какое положение заняла новая втулка относительно оси цилиндра и поршня.
После обкатки новой втулки нужно воспользоваться первой возможностью для вскрытия цилиндра и, если на рабочей поверхности втулки будут обнаружены следы нормальной приработки, можно считать, что все обстоит благополучно.
Задолго до того, как втулка сработается до допустимых величин износа, на ее рабочей поверхности могут образоваться такие дефекты, как наработки, натиры, риски и забоины. Эти дефекты устраняют ручной опиловкой, шабрением или механической обработкой мелкозернистым карборундовым камнем.
Обработка карборундовым камнем дает лучшие результаты по сравнению с ручной, но не следует забывать о том, что любая обработка углубляет поверхность втулки и на обработанной поверхности долго будут видны черные пятна. Поэтому небольшие отдельные задиры, риски и царапины глубиной до 0,5 мм лучше оставлять (без обработки, только обязательно зачищать их острые кромки шабером или наждачным кругом в поперечном направлении к оси цилиндра.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.