Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

181

параллельность осей, а по рис. 3.19, б перекос этих же осей. И то, и другое

отклонение оценивают в мм / 100 мм, как угловую погрешность, по разно-

сти показаний индикаторов в двух положениях.

Измерения в специальных приспособлениях позволяют за одну уста-

новку (см. рис. 3.20) определять непараллельность по показаниям индика-

торов 2 и 3, а

по двум индикаторам 1 – перекос. Настраивают приспособ-

ления для измерений с помощью специального калибра. При настройке

добиваются попарно одинаковых показаний индикаторов 1, 2 и 3.

Усталостные трещины на стержнях шатунов ВОД выявляют магнито-

порошковым методом. Хорошие результаты при такой дефектоскопии

получают благодаря тому, что все поверхности стержней шатунов ВОД

при

изготовлении полируют для предотвращения концентраторов напря-

жений при эксплуатации. Контролируют стержни шатунов дефектоскопа-

ми с использованием циркулярного и комбинированного в приложенном

поле способов намагничивания. Выбор этих способов намагничивания

объясняется общими характерными закономерностями ориентации воз-

можных трещин в шатунах. Первый из указанных способов намагничива-

ния применяют для выявления трещин в головках шатунов

, а второй –

непосредственно в стержне.

На дефектоскопию шатуны направляют в сборе с крышкой, но без

вкладышей подшипников. Перед магнитопорошковым контролем детали

очищают от смазочного материала, нагара и цветов побежалости.

Трещины на шатунах являются недопустимыми дефектами, поэтому

шатуны в случае обнаружения трещин выбраковывают.

В заключении магнитопорошкового контроля шатуны, как и обычно,

размагничивают в камере для размагничивания или на дефектоскопе.

Ремонт шатунов предполагает восстановление точности баз по форме,

размерам и взаимному расположению осей подшипников шатунов меха-

нической обработкой.

Базы под вкладыши шатунных подшипников и втулки поршневой го-

ловки шатуна восстанавливают растачиванием на ремонтный размер с

точностью до 7–9 квалитета и микрорельефом, соответствующим пара-

метрам

Ra 2,5–1,25 мкм.

При замене втулок головного подшипника с предельными износами

старую втулку выпрессовывают, а на ее место устанавливают с натягом

новую бронзовую втулку. Лучшие результаты при запрессовке достигают

за счет предварительного охлаждения втулки до температуры 350 К в

твердой углекислоте или жидком азоте.

Рабочие поверхности головного и шатунного подшипников после ре-

монта (

замены) растачивают одновременно на алмазно-расточных стан-

ках, станках повышенной точности. При растачивании обрабатываемую

деталь (шатун) закрепляют на суппорте станка. Осевую подачу обеспечи-

182

вают гидравлическим приводом. За счет точной настройки жесткости та-

ких станков получают не только требуемые результаты по микрорельефу

(до Ra 0,32–0,63 мкм), квалитетам точности размеров, но и по взаимному

расположению баз подшипников шатунов.

Подшипники шатунов на универсальных горизонтально-расточных

станках обрабатывают раздельно в такой последовательности, при кото-

рой сначала обеспечивают межцентровые расстояния

в заданных преде-

лах, а затем окончательно растачивают подшипники на номинальный или

ремонтный размеры.

В специализированных цехах КР судовых дизелей интенсифицируют

ремонт шатунов применением специальных приспособлений для одно-

временного растачивания головного и шатунного подшипника. В этих

случаях совмещают два технологических перехода в одной операции, а

именно: предварительное растачивание или зенкерование

и последующее

пластическое деформирование в холодном состоянии. Для пластического

деформирования используют роликовые или шариковые раскатки, кото-

рые проектируют в виде комбинированного (совмещенного с резцом или

зенкером) инструмента. Ротационное раскатывание (рис. 3.21) обеспечи-

вает частичное упрочнение рабочих поверхностей подшипников, снижает

технологическую шероховатость на один-два класса и повышает точность

геометрических форм и размеров

базовых поверхностей.

Рис. 3.21. Ротационная раскатка

Плоскостности поверхностей разъемов лапы стержня шатуна с отъем-

ной кривошипной головкой восстанавливают пришабриванием по кон-

трольной плите на краску или при больших износах шлифованием на спе-

циальных шлифовальных станках кругами чашечной формы. В этих слу-

чаях привальную поверхность кривошипной головки шатуна пришабри-

вают по плоскости разъема лапы стержня шатуна. Антифрикционный

слой таких подшипников перезаливают и растачивают в сборе с крышкой

по типовой технологии.

Отверстия под шатунные болты при ремонте развертывают на ре-

монтные размеры.

Шатунные болты – очень ответственные детали СЭУ. Отрыв их при-

водит к крупной аварии. Во время работы двигателя шатунные болты ис-

пытывают растяжение от силы инерции поршня и

стержня шатуна. Эта

183

сила переменная, близкая к ударной. Болты могут испытывать ударные

нагрузки и при заедании поршня. Изготавливают шатунные болты из ста-

ли марок 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 27СГ, 33ХС, в отдельных случаях – из

стали 18Х2Н4ВА.

Дефектацию этих деталей выполняют магнитными методами нераз-

рушающего контроля. Обнаруженные трещины являются недопустимыми

дефектами. Длину болта

контролируют микрометрической скобой. Появ-

ление остаточного удлинения также является браковочным признаком.

Поскольку шатунный болт испытывает переменные напряжения, он мо-

жет порваться вследствие усталости металла. Поэтому в срок, указанный

в нормативно-технической документации по эксплуатации двигателя, ша-

тунные болты должны заменяться независимо от их состояния. Ремонту

шатунные болты не подлежат.

3.6.9. Ремонт подшипников

Износы подшипников дизелей и реверс-редукторных передач опреде-

ляются конструктивными особенностями, видами трения и нагружения

этих деталей. Для подшипников коленчатых валов дизелей наиболее ха-

рактерны усталостные разрушения, проявляющиеся особенно интенсивно

в выкрашивании антифрикционного слоя у подшипников с баббитовой

заливкой. При дефектации эти разрушения обнаруживают визуально. Да-

же

незначительные выкрашивания антифрикционного слоя служат осно-

ванием для выбраковывания вкладышей и замене их новыми.

При КР дизелей в специализированных цехах вкладыши шатунных и

коренных подшипников заменяют новыми без дефектации. Комплектуют

вкладыши по размерам соответствующих шеек коленчатых валов из ре-

монтного фонда. На сборке вкладыши коренных подшипников после ус-

тановки в постели

фундаментной рамы пришабривают для обеспечения

заданного качества прилегания шеек коленчатого вала к антифрикцион-

ному слою вкладыша.

Подшипники скольжения шатунов с разъемными стержнями и кри-

вошипной головкой, имеющие заливку непосредственно в тело этих дета-

лей, при ремонте перезаливают с последующей механической обработкой.

Технологический процесс перезаливки таких вкладышей состоит из вы-

плавки

или механического удаления старого баббита, очистки от грязи и

окислов, обезжиривания, травления, лужения и заливки внутренней по-

верхности слоем нового антифрикционного сплава.

Очистку от окислов поверхности, на которую наносят антифрикцион-

ный слой, производят в пескоструйной камере или травлением в 10%-м

растворе серной или соляной кислоты. После очистки подшипники про-

мывают в

горячей воде и просушивают.

184

Поверхность перед травлением обезжиривают и окончательно удаля-

ют жировые отложения промывкой в 10%-м водном растворе щелочи ед-

кого натра или калия.

Травление обезжиренной поверхности кривошипной головки шатуна

с крышкой подшипника производят в 10%-м растворе соляной кислоты.

После травления детали промывают горячей водой и нейтрализуют ки-

слоту в 5%-м растворе щелочи.

Лужение восстанавливаемой поверхности включает в себя оконча-

тельное травление ее флюсом и нанесение полуды. Перед лужением кри-

вошипную головку шатуна собирают с крышкой подшипника на техноло-

гических болтах. При необходимости в плоскости разъема этих деталей

устанавливают набор прокладок расчетной толщины для обеспечения

одинакового слоя заливки антифрикционного сплава по всем сечениям

подшипника

. Поверхности деталей, не подлежащие заливке, предохраня-

ют специальной меловой пастой. В качестве флюсов при заливке исполь-

зуют жидкие растворы или порошки, основу которых составляют хлори-

стый цинк и хлористый аммоний (нашатырь).

Перед лужением подшипник подогревают до температуры 350–360 К,

а затем опускают в ванну с флюсом.

При полуде подшипник погружают в

раствор припоя и выдерживают

в нем в течение пяти минут. Качество полуды считают удовлетворитель-

ным тогда, когда полуда покрывает поверхность тонким слоем тускло-

серебристого оттенка.

Подшипники заливают антифрикционным сплавом вручную или ме-

ханизированным способом.

При ручной заливке подшипник устанавливают в специальное при-

способление, обеспечивающее формирование равномерного слоя толщи-

ны заливки, и

расплавленный антифрикционный металл мерным ковшом

заливают в образовавшийся при сборке приспособления зазор.

Механизированную заливку подшипников осуществляют подачей рас-

плавленного металла в зону заливки под давлением или на специальных

станках для центробежной заливки. Заливка подшипников подачей рас-

плавленного металла под давлением обеспечивает наиболее высокое каче-

ство антифрикционного слоя, но из-за

технологических сложностей ее при-

меняют только в крупносерийном машиностроительном производстве.

Сущность центробежной заливки состоит в том, что подшипник за-

крепляют на планшайбе специального станка и приводят во вращение с

такой частотой, которая при известных условиях охлаждения и размерах

заливаемой поверхности обеспечивает наименьшую ликвацию сплава.

Расплавленный металл подают в зону заливки в

мерных объемах через

специальное устройство. За счет действия центробежных сил металл на-

носится на внутреннюю поверхность, обеспечивая удовлетворительную

185

адгезию. Для проведения микроструктурного и химического анализа ан-

тифрикционного сплава при заливке или перезаливке каждой партии

подшипников в технологических процессах предусматривают регулярный

отбор проб. Качество адгезии антифрикционного слоя к основе подшип-

ника, а также наличие микротрещин, отслоений и тому подобных дефек-

тов контролируют ультразвуковым методом. В практических условиях

браковочные критерии

устанавливают на основании опыта производства

аналогичных изделий машиностроения.

При ремонте подшипников скольжения в современных условиях про-

водят зачастую конструктивно-технологическую модернизацию. Смысл

такой модернизации сводят к замене дорогостоящих подшипников с баб-

битовыми антифрикционными материалами монометаллическими под-

шипниками на основе алюминиево-оловянистых сплавов марки АО9-2

или биметаллическими подшипниками с многослойными антифрикцион-

ными

материалами. Последние получили определенное распространение

благодаря внедрению процессов плазменного напыления.

При дефектации подшипников качения реверс-редукторных передач

проверяют легкость вращения, шумовые характеристики, состояние наруж-

ных поверхностей на наличие коррозии, трещин, цветов побежалости и т.д.

Все виды трещин, усталостные выкрашивания, цвета побежалости,

ослабления и нарушения заклепок сепараторов являются для подшипни-

ков качения браковочными признаками.

Легкость вращения и шум подшипников определяют экспертно по

эталонному подшипнику.

Незначительные следы коррозии удаляют зачисткой с последующим

полированием абразивными микропорошками и пастами.

Форму и размеры колец подшипников в случае необходимости вос-

станавливают гальваническим наращиванием хрома или меди. Для пре-

дотвращения попадания электролита на поверхности, не подлежащие

хромированию

или омеднению, технологические подвески для подшип-

ников изготавливают в герметичном исполнении. Внутренние полости

самих подшипников заполняют консистентной смазкой. Равномерность

покрытия (хромового до 0,1 мм и медного 0,003–0,015 мм) обеспечивают

за счет того, что все гальванические операции и последующее шлифова-

ние производят без переустановки подшипников на подвесках. Гальвани-

ческое наращивание колец подшипников хромированием

состоит из анод-

ного декапирования при плотности тока 30–40 А/дм

и температуре рас-

твора 323 К в течение 10–15 с, а также собственно хромирования при той

же температуре в растворе хромового ангидрида с серной кислотой и

плотности тока 50 А/дм

. После хромирования подшипник выдерживают

в масляной ванне при температуре 400–405 К.

Толщину хрома после наращивания определяют путем сопоставления

размеров колец до и после хромирования.

186

3.6.10. Ремонт топливной аппаратуры

Исключительно высокие требования к топливной аппаратуре по всем

параметрам точности деталей и качеству сборки обусловливают необхо-

димость организации специализированных участков по ремонту сбороч-

ных единиц топливных насосов, форсунок и т.п.

Основная особенность таких участков состоит в том, что топливная

аппаратура при дефектации, ремонте и сборке требует

тщательной мойки

и очистки. Мойка и чистка деталей и форсунок сопряжены с большими

трудностями из-за нагаров, окалины и закоксовывания сопловых отвер-

стий в корпусах распылителей форсунок. Одним из наиболее эффектив-

ных способов очистки от закоксовывания сопловых отверстий является

ультразвуковая очистка.

Сборку плунжерных пар распылителей форсунок (рис. 3.22) в маши-

ностроении

и при ремонте производят по принципам селективного подбо-

ра. Следовательно, ремонт игл и корпусов распылителей форсунок сво-

дится к индивидуальному подбору этих деталей из числа новых или отре-

монтированных.

Рис. 3.22. Корпус (а) и игла (б) распылителя форсунки

Ремонт форсунок включает следующие основные технологические

операции:

1) снятие нагара с распылителей форсунок и проверку качества рас-

пыливания топлива, а также давления начала впрыскивания до разборки;

2) разборку, промывку, дефектацию и ремонт деталей плунжерных пар;

3) сборку, регулировку давления начала впрыскивания и проверку ка-

чества распыливания топлива;

4) обкатку и проверку качества

распыливания топлива после регули-

ровки топливного насоса.

Нагар с распылителей форсунок снимают в ваннах со специальным

раствором. При этом комплект форсунок дизелей погружают в раствор на

глубину 20 мм, выдерживают форсунки в растворе 10–15 мин при темпе-

ратуре 343–363 К и окончательно промывают в бензине.

187

Промывку деталей форсунок после разборки производят в авиацион-

ном бензине. Прецизионную пару (игла – корпус распылителя) промыва-

ют отдельно от других деталей и проверяют плавность перемещения иглы

в корпусе распылителя.

При дефектации особое внимание обращают на состояние прецизион-

ной пары и в случае необходимости принимают решение о ее замене па-

рой

строго определенной сортировочной группы.

Замену деталей одной форсунки деталями другой не допускают.

Необходимость ремонта распылителей форсунок обусловливается на-

рушением работоспособности плунжерной пары корпуса и иглы распыли-

теля из-за увеличения зазора, зависания иглы, закоксовывания топливо-

подводящих отверстий, наклепа запорного конуса, потери упругости пру-

жины и т.п.

Плотность распылителей форсунок проверяют

путем гидроопрессов-

ки со стендовой (эталонной) форсункой профильтрованной технологиче-

ской жидкостью определенной кинематической вязкости. Перед опрес-

совкой распылителей контролируют герметичность технологического

стенда и его работоспособность по двум эталонным парам распылителей.

Для этих целей ремонтные предприятия должны располагать двумя ком-

плектами эталонных пар распылителей – контрольным и рабочим.

При опрессовке качество прецизионной

пары оценивают по времени

падения давления, которое указывают в технических условиях на ремонт.

При времени падения давления меньше допустимого распылитель заменя-

ют новым, а при большем – производят притирку пары по рабочему конусу.

Для доводки распылителей по диаметру сопряжения с иглой исполь-

зуют пасту из глинозема, которую наносят только на цилиндрическую

часть

иглы. Частоту вращения шпинделя доводочного станка устанавли-

вают в пределах 200–250 об/мин. После доводки и промывки сопряжения

дизельным топливом проверяют плавность перемещения иглы в корпусе

распылителя. При этом местные сопротивления, препятствующие пере-

мещению иглы, не допускаются.

Посадку иглы в корпусе распылителя полагают качественной в том

случае, когда игла, выдвинутая на

одну треть длины, под действием соб-

ственного веса свободно и плавно опускается на седло.

После доводки поверхность иглы и корпуса распылителя должна

иметь ровный блеск и соответствовать по микрорельефу Ra = 0,04 мкм.

Притирку распылителей по рабочему конусу производят на аналогич-

ных режимах с применением корундовых доводочных паст. Качество при-

тирки контролируют по

ширине притертого пояска, который для новых и

отремонтированных распылителей составляет соответственно 0,4 и 0,8 мм.

Доводку торца распылителя ведут на чугунной плите с нанесением на

него тонкого слоя пасты из окиси хрома.

188

Подъем иглы распылителя контролируют и устанавливают в соответ-

ствии с техническими условиями на ремонт. При необходимости или под-

бирают новую иглу, или шлифуют рабочий конус старой.

Регулировку давления начала впрыскивания и проверку качества рас-

пыливания после ремонта выполняют на специальных стендах с обкатан-

ными топливными насосами.

При соответствии техническим требованиям

комплекты форсунок с

распылителями одной сортировочной группы направляют на регулировку

топливных насосов.

Ремонт топливных насосов

Основной износ плунжерной пары (рис. 3.23) топливного насоса – это

нарушение плотности подвижного соединения. С целью предварительной

оценки этого дефекта плунжерные пары после промывки в чистом бензи-

не и дизельном топливе проверяют на плавность перемещения плунжера в

корпусе. Результаты проверки считают удовлетворительными только в

том случае, если плунжер насоса, выдвинутый из цилиндра на

половину

своей длины, плавно и без заеданий опускается в него под действием соб-

ственного веса при вертикальном положении цилиндра. Такую проверку

выполняют для любых углов поворота цилиндра вокруг своей оси. Мест-

ные сопротивления, препятствующие свободному и плавному перемеще-

нию плунжера, устраняют дополнительной доводкой пары.

Окончательную пригодность плунжерной пары для дальнейшего

ис-

пользования контролируют опрессовыванием на специальной установке

(рис. 3.24). При этом испытуемую пару 3 с помощью технологической

втулки 2 закрепляют в корпусе 4 установки так, чтобы плунжер своим

сферическим концом опирался на нагрузочный рычаг 5. Перед опрессо-

выванием проверяемую полость плунжерной пары заполняют от специ-

альной емкости смесью дизельного топлива с

маслом. Для этого несколь-

кими рабочими ходами плунжера тщательно удаляют воздух и полость

уплотняют прокладкой 1, притертой к торцу плунжерной втулки.

Давление при опрессовывании создают плунжером, который нагружа-

ется падающим грузом 6 строго определенной массы через систему рыча-

гов, а качество пары оценивают по времени падения груза из начального

положения до

момента его быстрого перемещения, которое регламенти-

руется техническими условиями на ремонт.

При получении неудовлетворительных результатов по плотности

плунжерную пару перекомплектовывают и после доводки повторяют ис-

пытания. Доводку обычно производят механизированным способом на

доводочной бабке при частоте вращения плунжера 2,5–4,0 с

-1

. Выполняют

при следующих способах подачи абразива в зону обработки: с непрерыв-

ной подачей абразивной смеси (суспензии) на рабочие поверхности при-

тиров; с нанесением (намазкой) абразивной пасты на притир: притирами,

предварительно шаржированными зернами абразивных паст.

189

Рис. 3.23. Плунжерная пара

топливного насоса

Рис. 3.24. Схема испытания топливного насоса

Наивысшей точности и качества поверхностного слоя достигают при

доводке деталей абразивными пастами с намазкой их на притир или при-

тирами, шаржированными зернами пасты. Первый из этих методов довод-

ки благодаря относительной простоте чаще всего используют при ремонте

деталей топливной аппаратуры на судоремонтных заводах.

Доводку прецизионных пар производят в две – четыре

операции (пе-

рехода) с постепенным понижением зернистости применяемого абразива

для повышения точности и качества доведенной поверхности.

По размеру зерен доводочные пасты разделяют на три группы:

грубые с зернами абразива 14–40 мкм для предварительной обработки

с достижением шероховатости поверхности Ra = 1,25–0,16 мкм;

средние с зернами абразива 7–10 мкм для получистовых доводочных

операций с достижением шероховатости

поверхности Ra = 0,16–0,04 мкм;

тонкие с зернами абразива 1–5 мкм (окись алюминия, прокаленная

при температуре 1300–1500 К, алмазы синтетические и природные,

эльбор) для окончательной и тонкой доводки деталей топливной аппара-

туры с шероховатостью поверхности Rz = 0,05 мкм.

Окончательную доводку выполняют абразивными материалами пони-

женной твердости (окись алюминия, окись хрома и т.д.) также и

по той при-

чине, что это позволяет устранить шаржируемость их в материал детали.

При выборе зернистости абразивов для доводки деталей из закалён-

ных сталей (HRC 62–65) на чугунных притирах можно руководствоваться

данными, приведенными в табл. 3.2.

190

Таблица 3.2

Свойства абразивных материалов

Производительность при доводке

деталей, мкм/мин

Шероховатость поверхности деталей,

мкм

плоских

цилиндри-

ческих

плоских по

цилиндри-

ческих по

Микро-

порошок

с намазкой пасты на

притир

плоских c

шаржиро-

ванными

притирами

с намазкой пасты на

притир

плоских по

Ra (Rz) c

шаржиро-

ванными

притирами

24АМ28 2,2–4,0 2,8–4,6 – 0,23–0,08 0,16–0,08 –

24АМ14 1,4–2,3 2,2–3,4 – 0,16–0,08 0,16–0,04 –

24АМ7 1,2–1,8 2,8–3,0 2,5 0,16–0,04 0,08–0,04 0,08–0,04

24АМ3 0,9–1,3 – 2,1 0,08–0,04 – 0,04–0,02

24АМ1 0,3–0,6 – 0,5 0,04–0,02 – 0,1–0,05

Для увеличения производительности доводки и достижения требуе-

мого качества обрабатываемых поверхностей необходимо, чтобы разброс

размеров одновременно притираемых деталей не превосходил 1/3…1/6

припуска под доводку (например, при одновременной притирке торцевых

поверхностей корпусов распылителей форсунок).

Большое значение для обеспечения качественных показателей довод-

ки имеет материал притира и его твердость. Обычно процесс доводки ве-

дут

на притирах, твердость материала которых ниже твердости обрабаты-

ваемого материала детали, однако не на столько, чтобы абразивные зерна

внедрялись в него, не осуществляя съема металла с детали. В отдельных

случаях существенное внимание уделяют и структуре материала притира,

особенно при использовании чугунных притиров.

Износы нагнетательного клапана топливного насоса сводятся к нару-

шению герметичности посадки его в седле клапана, проверку которой при

дефектации выполняют на специальной установке сжатым воздухом при

давлении 0,3–0,4 МПа. Качество уплотнения определяют по отсутствию

пузырьков воздуха в сосуде с жидкостью, подсоединенном к Проверяе-

мому клапану. При наличии пузырьков в жидкости клапанную пару при-

тирают пастами из окисей хрома и алюминия

и повторно испытывают.

Регулировку и окончательные испытания топливного насоса произво-

дят в сборе с всережимным регулятором.

3.6.11. Ремонт зубчатых передач

Основная особенность зубчатых передач приводов механизмов судо-

вых дизелей состоит в том, что в большинстве случаев их изготавливают с

поверхностно упрочненными зубьями (цементацией с поверхностной за-

калкой, азотированием и т.

п.). Износы этих зубчатых передач относитель-

но невелики.