Увеличение зазоров в подшипниках

Основные подшипники дизеля относятся к так называемым нестационарным. Под нестационарными понимаются подшипники, у которых величины и направления действующих на них сил, а также угловые скорости между поверхностями скольжения изменяются во времени. Типичными нестационарными подшипниками дизеля являют-мя мотылевой и, в несколько меньшей степени, рамовый.
Рис. 54 Траектория центра рамовой шейки  коленчатого   вала главного дизеля  Зульцер  9RD90 при номинальной мощности
На рис. 54 показана траектория центра рамовой шейки коленчатого вала главного дизеля Зульцер 9RD90 танкера «Люботин» при различных режимах работы (/ — сторона топливных насосов; // — сторона выпуска). Установочный масляный зазор в подшипнике при диаметре шейки 650 мм находится в пределах 0,4— 0,56 мм. Из графика видно, что на режимах, на которых проводились испытания, контакт вала и нижнего вкладыша полностью отсутствует, а при минимальном масляном зазоре возможно касание шейкой верхнего вкладыша в момент нахождения мотыля в положении на 30° до в. м. т.
В значительно худших условиях находятся головные подшипники, работающие при высоких нагрузках и несовершенной* смазке вследствие небольших скоростей скольжения и перемены направления движения каждые пол-оборота коленчатого вала. Поэтому в головных подшипниках возникают чрезвычайно тяжелые условия для сохранения масляной пленки.
Как показывают результаты испытаний подшипников, у мощных дизелей даже в приработавшихся подшипниках при 100%-ной нагрузке масляная пленка частично сохраняется, но более 50% сил трения возникает на участках сухого и граничного трения. Суммарная площадь точек контакта составляет только 0,03% общей площади подшипника. Поэтому, если приложить к такой небольшой поверхности 50% сил трения всего подшипника, то не обеспечивается полное охлаждение контактирующей поверхности и происходит разрыв масляной пленки. В результате участок сухого трения увеличивается и, если вовремя не принять необходимых мер, произойдет выплавление подшипника.
Мотылевые и рамовые подшипники работают в значительно лучших условиях, поэтому и повреждения их случаются значительно реже.
При длительной работе дизеля без переборки основных подшипников зазор в них увеличивается. Скорость износа в зависимости от величины зазора в подшипниках исследовали во многих странах, и выводы были почти единодушными: при увеличении зазоров в подшипниках сверх определенного предела (приблизительно двойной установочный зазор) скорость износа подшипников резко возрастает.
Для главных малооборотных дизелей актуальность этого вопроса со временем стала затухать, так как при современной технологии постройки таких дизелей скорость износа их основных подшипников настолько мала, что трудно представить такой запущенный дизель, у которого зазор в подшипниках достиг двойного установочного.
Достаточно привести пример по одному из дизелей Зульцер 9SD72, установленному на теплоходе «Долинск». В силу специфики плавания этого теплохода мотылевые и рамовые подшипники начали впервые вскрывать только после того, как дизель отработал более 24 000 ч. Из всех 11 рамовых и 9 моты-левых подшипников только у рамового № 7 оказался разрушенным баббит нижнего вкладыша и только для мотылевого № 3 было необходимо уменьшить набор прокладок на 0,1 мм Рабочие поверхности всех 20 шеек и 19 пар вкладышей оказались в отличном состоянии. Проседание вала по скобе находилось в пределах 0,07—0,1 мм (по сравнению с заводскими замерами), а раскепы были в пределах допустимых норм.
Но не настолько износоустойчивы подшипники некоторых среднеоборотных дизелей.
В конце 50-х годов Дальневосточным пароходством была принята серия судов типа «Салтыков-Щедрин», на которых установлены дизели Веркспур (четырехтактные, восьмицилиндровые, N=1700 э л с. при п=275 об/мин) Заливка рамовых и мотылевых подшипников этого дизеля выполнена на гладкую поверхность корпусов толщиной около 1,5 мм.
В начале эксплуатации в подшипниках систематически появлялись трещины, выкрашивался и отставал баббит.
Как сообщает Н. Д. Малахов при расследовании причин этого явления вначале ошибочно предполагали, что основной из них является низкое качество заливки подшипников, выполненной заводом-строителем, а также недостаточно хорошо разработанная технология перезаливки на наших заводах.
Однако когда проверили масляные зазоры, оказалось, что они слишком велики для диаметра шеек 310 мм. Особенно интенсивно появлялись трещины и выкрашивался баббит при увеличении масляного зазора от 0,15 до 0,25 мм.
При сборке подшипников на заводе в них устанавливали монтажный зазор 0,13—0,15 мм, предельно допустимые заводом зазоры Н. Д. Малахов не сообщает. Но согласно Правилам, монтажный зазор в мотылевых и рамовых подшипниках диаметром 310 мм находится в пределах 0,24—0,32 мм, т. е. в два раза больше, чем устанавливала фирма «Веркспур», а предельно допустимым мог быть зазор 0,4 мм.
Таким образом, едва зазор в подшипниках дизелей достигал нижнего предела наших монтажных норм, подшипник уже успевал разрушиться.
Исходя из длительного опыта эксплуатации дизелей Веркспур и других, а также проведенных экспериментов с различными величинами зазоров в подшипниках, ССХ пришла к выводу о необходимости уменьшения зазоров в подшипниках дизелей Веркспур и дала указания об установке монтажных зазоров у новых подшипников в пределах 0,07—0,1 мм. Период обкатки подшипников с этими зазорами увеличили в два раза. Это намного улучшило условия работы подшипников и случаи разрушения заливки в них резко сократились.
В продолжение многих лет вопрос об установлении наиболее оптимальных зазоров в подшипниках дизелей исследовали научные организации, пароходства и судовые механики, но окончательно он решен не был. Не решен он и в европейском дизеле-строении. Например, фирма «Зульцер» применяет монтажные зазоры в мотылевых и рамовых подшипниках своих дизелей почти в два раза большие, чем фирма МАН при одинаковых диаметрах шеек. Нормы наших Правил на величины монтажных зазоров в подшипниках ближе всего соответствуют нормам фирмы «Зульцер».
Если у мощных малооборотных двухтактных дизелей величины монтажных зазоров в мотылевых и рамовых подшипниках и не оказывают существенного влияния на прочность заливки, что подтверждается расхождением в нормах фирм «Зульцер» и МАН, то для среднеоборотных дизелей величины зазоров в подшипниках имеют решающее значение. Это подтверждается многократными экспериментами.
Так, в Каспийском пароходстве долго исследовали причины ускоренного износа мотылевых подшипников и шеек на дизелях марки «Русский дизель», 8ДР30/50, установленных на судах типа «Олег Кошевой» и «Инженер А. Пустошкин». За время эксплуатации этих дизелей с 1954 г. срок службы мотылевых подшипников в среднем по пароходству находился в пределах 18 000— 25 000 ч, но к этому времени эллиптичность и конусность шеек достигали таких величин, что возникала необходимость проточки и калибровки шеек коленчатых валов и перезаливки подшипников. При этом неоднократно обнаруживали выкрашивания баббита подшипников и задиры шеек.
Согласно инструкции завода-строителя, для дизелей 8ДР30/50 установле-0
ны монтажные зазоры в мотылевых подшипниках 0,13—0,17 мм, в рамовы; 0,16—0,18 мм. Предельно допустимым зазором при износе для рамовых и мо тылевых подшипников установлен зазор 0,4 мм.
Добиваясь увеличения срока службы коленчатых валов между ремонтами пароходство предположило, что зазоры, устанавливаемые заводом-строи телем, слишком велики, вследствие чего давление в масляном клине недоста точно для нормальной работы пары шейка — подшипник и они работают i условиях полужидкостного трения. На основании этих предположений было ре шено уменьшить зазоры в подшипниках и пронаблюдать, как это отразится н; износе подшипников и шеек.
На теплоходе «Инженер А. Пустошкин» были установлены новые дизел! 8ДР30/50, в подшипниках которых были соблюдены те же величины монтаж ных зазоров в мотылевых и рамовых подшипниках, которые указаны выше
Спустя 1620 ч работы, зазоры в рамовых подшипниках достигли 0,2—0,26 мм в мотылевых 0,18—0,22 мм. Было решено для начала установить монтажные зазоры у двух мотылевых и одного рамового подшипников 0,07—0,09 мм. Тщательное наблюдение за работой этих подшипников не показало каких-либо отклонений от нормы. На основании этого был уменьшен зазор и у остальных подшипников: у рамовых до 0,08—0,09 мм, у мотылевых до 0,07—0,08 мм.
В процессе эксплуатации зазоры в подшипниках систематически контролировали-. Спустя 7518 ч работы, они достигли 0,1—0,11 мм в рамовых подшипниках и 0,09—0,1 —в мотылевых. Таким образом, абсолютное увеличение зазоров в подшипниках составило 0,02 мм, а на 1000 ч работы — 0,0027 мм.
Для сравнения приводим данные из таблицы, составленной А. С. Неделько, согласно которой до уменьшения установочных зазоров удельное их увеличение в подшипниках достигало 0,033—0,042 мм и превосходило полученные результаты более чем в 10 раз.
За указанный срок (7518 ч) зазоры в подшипниках не регулировали. При вскрытии оказалось, что состояние поверхностей шеек и подшипников нормальное. Удельный износ мотылевых шеек за 9138 ч работы находился в пределах 0,0022—0,0044 мм на 1000 ч и согласно указанной таблице уменьшился в 20 раз. После 18 055 ч работы с минимальными зазорами в рамовых подшипниках зазоры достигли 0,14—0,18 мм, т. е. абсолютное их увеличение составило 0,06— 0,09 мм, а удельное 0,0033—0,0049 мм. В мотылевых подшипниках эти величины были 0,13—0,15; 0,06—0,07 и 0,0033—0,0038 мм соответственна
Износ мотылевых шеек за 19 675 ч достиг только 0,03—0,04 мм, и вал не нуждался ни в каком ремонте. В течение этого времени ни на одном из подшипников повреждений заливки не обнаружено.
По этим результатам сделан вывод о том, что срок службы коленчатого вала до заводского ремонта и подшипников до их перезаливки может быть доведен до 80 000 ч. Уменьшение заводских монтажных зазоров рекомендуется проводить не сразу, а после 1000—1200 ч работы, когда подшипники и шейки приработаются и на поверхности их образуется упрочненный слой.
В последующие годы на судах Каспийского пароходства (теплоходы «Большевик Б. Сардаров», «Шаумян», «Каракум-канал», «Сураханы», «Сабунчи» и др.) были также уменьшены зазоры в мотылевых и рамовых подшипниках дизелей 8ДР30/50, что, по предположениям пароходства, должно приносить экономию средств на сумму около 50 000 руб. в год.
Рациональность уменьшения зазоров в основных подшипниках дизелей против установленных заводом-строителем и рекомендованных Правилами может быть подтверждена и еще несколькими примерами, но в этом нет необходимости, так как механикам это хорошо известно. Описание наблюдений Каспийского пароходства приведено с такой подробностью потому, что они проводились в продолжение нескольких лет на хорошем техническом уровне и с неоспоримой убедительностью доказывают правильность действий пароходства.
Подобное исследование было проведено по дизелям 18Д, 6С275Л, Шкода, 4ДР30/50, 6425/34.
В результате исследований установлено, что при работе этих дизелей с зазорами в мотылевых и рамовых подшипниках 0,18—0,2 мм скорость увеличения зазоров на 1000 ч составляет 0,015—0,02 мм. После того как зазоры были уменьшены до 0,04—0,08 мм, скорость увеличения зазоров снизилась до 0,005— 0,006 мм на 1000 ч.
У дизелей 4СД19/32 изменение зазора в подшипниках с 0,22 до 0,06— 0,08 мм снизило скорость увеличения зазоров в два раза и интенсивность образования эллиптичности в 5—8 раз. После уменьшения зазоров в подшипниках дизеля 6425/34 до 0,04—0,06 мм выкрашивания баббита не наблюдалось на протяжении 15000—20 000 ч работы. При работе подшипников этого дизеля на зазорах 0,12—0,14 мм скорость уменьшения диаметра мотылевой шейки и образования эллиптичности составляла соответственно 0,0135 и 0,0029 мм на 1000 ч, а при переходе к зазорам в 0,04—0,06 мм она снизилась до 0,0085 и 0,0024 мм на 1000 ч.
Можно полагать, примеры достаточно убедительны и в дополнениях не нуждаются. Разумеется, такие зазоры в подшипниках можно устанавливать при хорошо сохранившейся геометрии шеек, т. е. минимальных величинах эллиптичности и конусности. Но причины появления трещин в баббите подшипников только что упомянутых дизелей и современных малооборотных деталей с высокой степенью наддува совершенно разные.
В среднеоборотных дизелях, например 4ДР30/50, 6425/34 и других, давления в подшипниках относительно невелики, и основной причиной растрескивания в них баббита являются динамические нагрузки, резко возрастающие при увеличении зазора. Они попросту «разбивают» баббит. В малооборотных же дизелях, например Зульцер RD76, нагрузки в подшипниках столь велики, что вплотную придвинулись к предельно допустимым. Поэтому в них задолго до увеличения зазоров на большую величину уже появляются трещины. У дизеля RD76 трещины характерны для головных подшипников. Большие давления как бы раздавливают баббит без существенного участия в этом динамических нагрузок.
Давать какие-либо рекомендации механикам излишне. За редким исключением, большинство судовых механиков стараются держать зазоры в подшипниках в пределах, указанных инструкцией.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.

Djohn2008 Store

  Доброго времени суток! Мы занимаемся продажей цифровых товаров с 2008 года и смогли завоевать отличную репутацию среди наших клиентов. В д...