Ремонт гребных валов

Введение.

Настоящий дипломный проект посвящен проблемам современной технологии ремонта гребных валов, рассмотрены причины образования и методы обнаружения дефектов гребных валов, методы восстановления и повышения срока службы.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы технической эксплуатации СЭУ.

Рассмотрены также требования безопасности труда при выполнении судоремонтных работ. Особое внимание делено применению полимерных материалов при ремонте гребных валов. В данном дипломном проекте произведен подбор главного двигателя, определены геометрические размеры гребного вала, разработано приспособление для насадки и снятия полумуфты гребного вала.

Под ремонтом судна понимается комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния судна на определенный интервал времени. Судоремонт является составной частью системы технической эксплуатации флота, входя в подсистему Техническое обслуживание и ремонт флота. Целевой функцией данной подсистемы, и в частности судоремонта, является сокращение ремонтного времени, которое в значительной степени определяет продолжительность эксплуатационного периода судов.

1. Общие сведения о судне-прототипе.

Расчет ходкости судна. Выбор главного двигателя.

1. Общие сведения о судне-прототипе. Расчет ходкости судна. Выбор главного двигателя.

1.1. Общие сведения о судне-прототипе.

В качестве прототипа выбираем судно типа Дмитрий Донской. Судно построено на класс РегистраКМ Л [1] А2 (судно для навалочного груза). Район плавания-неограниченный.

Назначение-балкер-контейнеровоз. Судно приспособлено для плавания в арктических морях и представляет собой одновинтовой теплоход с ледокольным штевнем.

Основные параметры судна

162,1 м 154,88 м 22,86 м 13,5 м 9,88 м 9,02 м 19590716870т 6/11 15,2 з.

Длина:

наибольшая

между перпендикулярами

Ширина

Высота борта

Осадка:

по грузовую марку

спецификационная

Дедвейд

Дальность плавания

Скорость хода

1.2. Энергетическая установка судна -прототипа.

На судне становлен главный двигатель типа K8Z70/120E фирмы MAN номинальной мощностью 8200кВт при частоте вращения коленчатого вала 140 мин"¹. Двигатель двухтактный, крейцкопфный, с петлевой продувкой, с газотурбинным наддувом. Используемое тяжелое топливо имеет вязкость до 1500 с. Редвудда 1 при 100

устанавливают на опорные подшипники, смонтированные в деидвуднои трубе. Гребной винт, выполненный из хромоникелевой стали имеет диаметр около 5,4м. Дейдвудная труба снабжена плотнительным сальником.

Оценивая пропульсивный комплекс прототипа, необходимо отметить следующее.

Работающий на судне ГД морально старел. Современные малооборотные двигатели аналогичного ровня мощности имеют дельный эффективный расход топлива на 25-30% ниже, массу в два раза меньше. Использующееся в прототипе топливо по современным нормам является избыточно высококачественным, следовательно, неоправданно дорогим. При чете этих обстоятельств может оказаться экономически нецелесообразной дальнейшая эксплуатация судна с таким ГД. Очевидна необходимость выбора современного двигателя для данного типа судов.

Диаметр гребного винта прототипа 5,4м, составляющей 0,6 осадки судна, можно было бы увеличить. Это позволило бы повысить его КПД. Однако, имея ввиду возможность модернизации плавающих судов рассматриваемого типа и желание избежать при этом переделки кормовой оконечности, целесообразно принять решение о неизменности диаметра винта и необходимости оптимизировать его шаговое отношение и частоту вращения.

Судовая одномашинная установка с прямой передачей в словиях судна-прототипа представляется наиболее оправданной из всех типов ГЭУ. Это объясняется назначением судна (грузовое), отсутствием необходимости иметь меньшенную осадку, т.е. иметь два гребных винта меньшенного диаметра, и, с другой стороны, возможностью получить высокий КПД винта, за счет становки одного винта величенного диаметра. По этим и другим соображениям целесообразно сохранить тип ГЭУ судна - прототипа.

С четом результата вышеизложенного анализа судна - прототипа для достижения поставленной цели предстоит рассчитать потребную мощность главного двигателя для обеспечения заданной скорости хода судна при оптимизации шагового отношения гребного винта и частоты его вращения, подобрать главный двигатель, совместно оптимизировав точненные параметры гребного винта и рабочую точку двигателя в пределах поля допустимых режимов его длительной эксплуатационной мощности, произвести расчет параметров гребного вала.

Расчет потребной мощности для привода гребного винта принято проводить для чистого (необросшего) корпуса судна с последующим четом т.н. "морского" запаса мощности на обрастание и запаса мощности на двигатель. Расчет потребной мощности и винта выполнен

1.3. Расчет потребной мощности для привода гребного винт балкера-контейнеровоза дедвейтом 16870 тонн (прототип - судно типа Дмитрий Донской),

Перечень исходных данных для программы

POWER

LPP <- расстояние между перпендикулярами, м;

LWL <- длина судна по КВЛ,м;

DMX <- максимальный диаметр винта в долях от осадки;

DMN <- минимальный диаметр винта в долях от осадки;

CWP <- коэффициент полноты КВЛ;

RHO <- плотность воды, кг/м³;

STN <- шаг счета по частоте вращения винта;

CST <- признак формы кормы;

S <- площадь смоченной поверхности голого корпуса, м²;

НВ - возвышение центра тяжести сечения бульба над основной линией, м ;

В - ширина судна на миделе, м;

Т - осадка на миделе, м;

TF <- осадка носом, м;

ТА - осадка кормой, м;

СМ - коэффициент полноты миделя;

NU <- кинематическая вязкость воды, мс;

NN - начальная частота вращения для счета, мин'¹;

AT <- площадь погруженной части транца, м²;

KS <- коэффициент чета обрастания корпуса;

ВТ - площадь поперечного сечения бульба на основном перпендикуляре,м

ХВ - положение центра величины в % от длины судна между

перпендикулярами;

ND число гребных винтов;

СА - корреляционная надбавка на шероховатость;

S <- расчетная скорость судна, з;

СВ - коэффициент общей полноты судна;

RZ <- тяга на гаке, кН;

NP <- число шагов счета по частоте вращения;

К2 - коэффициент сопротивления выступающих частей;

KR <- коэффициент чета обрастания корпуса;

RMAX <- допустимое напряжение материала лопасти винта. Па;

ETAS <- коэффициент чета потерь в валопроводе;

ENTA <- половина гла входа носовой ветви КВЛ, град;

STS <- шаг по скорости для расчета показателя характеристики

буксировочного сопротивления, з;

NPB <- число лопастей винта;

6

План трюма машинного отделения

1 - подкачивающий компрессор;

2 - компрессор пускового воздуха;

3 - агрегат смазки;

4 - охладитель масла;

5 - охладитель пресной воды;

6 - пожарный насос;

7 - агрегат насосов пресной воды;

8 - агрегат насосов забортной воды;

9 - цистерна льяльных вод;

10 - агрегат подготовки смазочного масла;

11 - агрегат подготовки топлива;

12 - главный двигатель;

13 - тошшвоперекачивающий насос;

14 - балластно-осушительный насос;

15 - дизель-генератор;

16 - компрессорный агрегат рефрижераторной становки провизионных камер;

17 - пневмоцистерна трубопровода;

18 - пневмоцистерна питьевой воды;

19 - пневмоцистерна мытьевой воды;

20 - агрегат смазки турбонагнетателей.

Рис. 1.2.

SAP <- площадь смоченной поверхности выступающих частей, м : СВТ - коэффициент сопротивления подруливающего стройства; DPU <- диаметр подруливающего стройства, м².

Исходные данные задачи

Таблица 1

LPP=1 54,88	B=22,86	XB=1,74	RMAX=0,6+08
LWL=1 58,00	T=9,02	ND=1	ETAS=0,980
DWX=0,599	TF=9,02	CA=0.800E-03	ENTA=-1,00
DMN=0,599	CM-0,995	S=15,20	STS=1.00
CWP=0,85	NU=0,1570E-05	CB=0,7550
RHO= 1025,00	NN=90,00	RZ=0,00	NPB=4
STH=5,00	AT=0,00	NP=12	SAP=250,00
CST=0,00	KS-0,00	R2=l,40	CBT=0,00
S=l,00	ABT=0,00	KR=1,00	DPU=0,00
HB=0,00

Результаты.

Таблица 2.

Частота враще ния	потребная мощность	диаметр гребного винта	шаговое отноше ние винта	дисковое отношение винта	КПД винта в свободной воде	коэффи циент влияния	кпд винта за корпусом	Относит ель ная толщина лопасти
мм- об/ мин	PS	DP	HD	ADA	ЕТАВ	ЕТАН	ETAD	DEL
кВт	м	Ч	Ч	Ч	Ч	Ч	Ч
90,00	7218,06	5,403	1,3105	0,6358	0,5095	1,2419	0,6327	0,0405
95,00	7043,27	5,403	1,1992	0,6358	0,5220	1,2419	0,6483	0,0405
100,00 105,00	6900,35	5,403	1,1055	0,6358	0,5 0,5431	1,2419 1,2419	0,6623 0,6745	0,0405 0,0405
6772,19	5,403	1,0244	0,6358
110,00	9,07	5,403	0,9541	0,6358	0,5510	1,2419	0,6843	0,0405
115,00	6610,11	5,403	0,8936	0,6358	0,5565	1,2419	0,6912	0,0405
120,00	6567,00	5,403	0,8398	0,6358	0,5604	1,2419	0,6959	0,0405
125,00	6533,37	5,403	0,7915	0,6358	0,5628	1,2419	0,6989	0,0405

130,00	6511,99	5,403	0,7485	0,6358	0,5646	1,2419	0,7012	0,0405
135,00	6539,46	5,403	0,7100	0,6358	0,5625	1,2419	0,6986	0,0405
140,00	6565,05	5,403	0,6748	0,6358	0,5603	1.2419	0,6958	0,0405
145,00	6601,52	5,403	0,6426	0,6358	0,5568	1,2419	0,6915	0,0405

Получена зависимость потребной мощности от частоты вращения гребных винтов, так называемая линия постоянной скорости судна. Полученная ЛПСС может быть использована при выборе вариантов ГД. В процессе расчета выяснилось, что минимальная потребная мощность соответствует 130 мин"¹. При этом оптимальный гребной винт диаметром 5,4 м имеет отношение 0,748. Пропульсивный коэффициент достаточно высок -0,7.

Расчеты показали, что для обеспечения движения судна со скоростью 15,2 з. При чистом корпусе и оптимальном гребном винте требуется мощность 6512 кВт при частоте вращения 130 мин". Далее для назначения режима работы выбираемого ГД произведем совместную оптимизацию параметров ГД и гребного винта.

1.4. Методика автоматизированного выбора и оптимизации пропульсивного комплекса.

Известные методики выбора параметров комплекса страдают рядом недостатков. Зачастую отсутствует комплексный подход при выборе гребного винта, типо-размера двигателя и его рабочей точки. Фирмы- разработчики судовых двигателей в своих каталогах и программах предлагают проектировщику прощенный подход к формированию характеристики потребной мощности, без полноценного расчета ходкости и гребного винта. Фирменные программы способны работать только с каталогами собственных дизелей.

В разработанной на каф. Судовых ДВС и теории корабля ГМТЦ автоматизированной системе ETNGINES2 использованы модули программы АСПО расчетов ходкости и гребного винта. Создана база данных, содержащая каталоги современных малооборотных двигателей известных фирм. Система позволяет при заданных параметрах корпуса судна и скорости его движения выбрать и комплексно оптимизировать параметры гребного винта, типо-размер главного двигателя и режим его работы по критерию часового расхода топлива. Предусмотрена возможность исследования запасов мощности на оптимальность с четом словий плавания.

Результаты автоматизированного выбор пропульсивного комплекса представлены в таблице 3.

В таблице казаны: марка двигателя; число цилиндров; длительная эксплуатационная мощность (ДЭМ) двигателя (с четом лморского запаса), кВт; соответствующая частота вращения коленвала, мин"¹; удельный эффективный расход топлива, г/кВт 2; часовой расход топлива, кг/г; габариты двигателя, м; масса двигателя.

Каждый двигатель указан при своей частоте вращения, обеспечивающий минимальный для данного двигателя часовой расход топлива.

Варианты главного двигателя балкер-контейнеровоз дейдвудом 16870 тонн без валогенератора. (Список составлен в порядке величения часового расхода топлива).

Таблица 3.

Марка	Цилинд р шт.	ткс	Мощность кВт	Частота об/мин	Расход дельн. г/Вт-ч	Расход кг/ч	Длина мм	Высота мм	Масса т
S50MC-	8	Нет	7445	123,7	158,0	1176	8465	8900	256
S50MC-95	8	нет	7446	123,5	160,0	1192	9272	8800	297
S50MC-96	7	Нет	7446	123,5	160,8	1198	7615	8900	232
RTAS2-95	8	Нет	7441	126,4	163,2	1214	8845	8745	300
RTAS2-95	7	Нет	7441	126,4	164,0	1220	7925	8745	270
L60MC-95	5	Нет	7459	119.6	164.6	1228	7379	9300	305
S50MC-96	6	Нет	7446	123,5	164,9	1228	6765	8900	210
S46MC-96	7	Нет	7443	125,5	170,2	1267	7005	8575	205
S42NC-95	9	Нет	7457	132,3	170,1	1268	8569	8050	186
S42MC-95	8	Нет	7457	132,3	173,1	1291	7821	8050	168

Результаты расчета наилучшего по суммарным затратам варианта становки с ГД марки 8S42MC без валогенератора представлены ниже. При этом выбор запаса мощности выбранного дизеля не более 8% по отношению к режиму ДЭМ объясняется ограничением, накладываемым на выбор верхней линией Ь_ГЬ₃ поля спецификационных режимов дизеля.

Главный двигатель: количество -1,

наименование - ДКРН42/176(884МС) фирма - разработчик MAN<-B<&W

Масса - габаритные показатели:

диаметр цилиндр 420 мм

ход поршня 1760 мм

длин 7,82 м

ширин 2,67 м

высота под выем поршня 7,83 м

сухой вес 168,0 тонн

Параметры ГД на режимах ДЭМ и МДМ при запасе на дизель 8,0%

мощность на винте, л/с 9939 10803
мощность дизеля, л/с 10142 11024
частота вращения, об/мин 131,0 134,7
среднее эффективное давление, кг/см² 17,87 18,89
удельный расход топлива, кг/лсч 1268 1279

Преимущество установки без ВГ объясняется следующими обстоятельствами. При наличии валогенератора ГД имеет на один цилиндр больше и ГД на 10,7% дороже. А выигрыш в суммарном расходе топлива на введение ВГ оказался не столь значительным -0,6%.

1.5 Конструкция гребного вала. Расчет основных элементов валопровода.

1.5.1 Конструкция гребного вала.

Гребной вал служит для передачи крутящего момента от двигателя
к гребному винту, также передачи силы пора, создаваемого
вращающимся гребным винтом на порный подшипник. Гребные валы
отковывают заодно либо с фланцами, либо для крепления валов с
фланцевой полумуфтой предусматривают коническую часть. В
соединении гребного вала с гребным винтом и в соединении валов с
помощью фланцевой полумуфты применяют конические соединения на
шпонке и без шпонки (гидропрессовые). Согласно Правилам Регистра
России гребные валы должны быть надежно защищены от
соприкосновения с морской водой. Этой цели служат облицовки по всей
длине вала (сплошные) или только в районах дейдвудных подшипников
(несплошные) с защитой межоблицовочной части вала покрытием на
основе эпоксидных смол. Регистр России рекомендует применение
сплошных цельнолитых облицовок, особенно для валов
крупнотоннажных судов. Однако в связи с тем, что изготовление таких
облицовок весьма сложно, допускается применение облицовок,
сваренных из отдельных частей до насадки на вал. При этом стыки
сварных швов должны располагаться вне рабочих мест облицовки.
Облицовки обычно изготавливают из бронзы Бр. ОЦ10-2, обладающей

высокой коррозийной стойкостью при работе в морской воде со всеми антифрикционными неметаллическими материалами.

1.5.2 Расчет основных элементов водопровода. Расчетный диаметр промежуточного вала

где: Nb <- расчетная мощность, передаваемая промежуточным валом кВт

nb <- частота вращения промежуточного вала, сек"¹

к - поправочный коэффициент

K = (d<-0=(1.2-

(X <- коэффициент, представляющий отношение максимального

индикаторного

суммарного момента всего двигателя к среднему индикаторному моменту;

для 8 цилиндровых двигателей =1,2.

Расчетный диаметр гребного вала

dr <>= 1,12 dn +K Х Д = 1,12 Х 405 + Х5,4 = 491,4мм,

принимаем диаметр гребного вала 492мм,

где: К=7 - для вала со сплошной облицовкой;

Д - диаметр гребного винта; Толщина бронзовой облицовки гребного вала S<>0,03d¹r<+7,5=0,03492+7,5=22,26MM, принимаем 23мм. Т.к. судно спроектировано на класс ледового силения Ji2, диаметр гребного вала увеличиваем на 8% d¹r <=dr*1,08=492- 1,08=532мм. Длину вал оставляем прежнюю, как у судн <- прототипа, равна 7920
2мм.

2. Вопросы технической эксплуатации СЭУ.

2. Вопросы технической эксплуатации СЭУ.

2.1. Содержание технической эксплуатации.

Под термином эксплуатация в технике понимают стадию жизненного цикла технического изделия, на котором реализуются, поддерживаются и восстанавливаются его качества. Техническая эксплуатация (ТЭ) СЭУ представляет собой комплекс технических и организационных мероприятий, обеспечивающих эффективное использование и длительное поддержание работоспособности всего оборудования в целом, также каждого его элемента в отдельности.

Эксплуатация СЭУ начинается с момента подписания комиссией акта приемки судна, подтверждающего его готовность к использованию по назначению и заканчивается списанием судна.

Достижение целей ТЭ СЭУ должно осуществляться при минимальных материальных и трудовых затратах, что в свою очередь способствует получению максимального экономического эффекта от эксплуатации судна.

Главная задача ТЭ - увеличение эксплуатационного периода Тэ, в течение которого судно выполняет производственное задание.

Эксплуатационный период:

Тэ = Тг.ф. - ( Тр - Тпр ) где:

Тг.ф. - годовой фонд времени, в течение которого судно

используется по назначению; Тр <- время затраченное на ремонт с выводом судна из

эксплуатации; Тпр - время прочих выводов судна из эксплуатации.

В ремонтное время Тр включают все выводы судна из эксплуатации для выполнения различных ремонтно-профилактических работ, освидетельствование Регистром, также подготовки судна к ремонту. Вывод судна из эксплуатации оформляется приказом по пароходству.

Сокращение ремонтного периода обеспечивается
мероприятиями, способствующими сохранению СЭУ в исправном
техническом состоянии:

- повышение надежности судового оборудования;

- переход н ТО с четом фактического состояния механизмов на основе технической диагностики;

- создание рациональной системы технического обслуживания;

- оснащение судов в необходимом объеме запасными частями и средствами механизации;

- создание широкой сети береговых баз технического обслуживания;

- рациональное распределение объема ремонтных и профилактических работ между судовым экипажем и береговыми ремонтными предприятиями.

Техническую эксплуатацию СЭУ подразделяют на техническое использование, техническое обслуживание и ремонт (рис. 2.1).

Техническое использование (ТИ)-комплекс работ, которые выполняет обслуживающий персонал СЭУ по управлению, контролю, регулированию, выбору оптимальных вариантов и режимов работы механизмов, которые обеспечивают рациональную и экономическую работу становки.

Техническое обслуживание (ТО)-комплекс работ, выполняемых судовым экипажем и береговыми производственными частками и судоремонтными заводами в целях обеспечения и поддержания СЭУ в работоспособном состоянии в процессе эксплуатации и подготовки становки к использованию.

Техническое обслуживание включает:

- планово-предупредительные (профилактические) работы (ППР);

- внеплановые работы по странению внезапных отказов и неисправностей;

- работы по подготовке к началу навигации и по ее завершению.

Цели плановых технических обслуживании:

- поддержание всех элементов СЭУ в состоянии, обеспечивающем их постоянную готовность к длительной работе;

- своевременное выявление и странение неисправностей и повреждений;

- контроль и регулирование элементов СЭУ для получения номинальной мощности;

- накопление и анализ данных, характеризующих интенсивность изнашивания и надежность сборочных единиц и деталей судового оборудования.

Периодичность Оа или ремонта - интервала времени илиа срока службы СЭУ между данным видом ТО или ремонта и последующим.

18

Объем и перечень последовательного выполнения ТО каждого

элемент СЭУ станавливается заводом-изготовителем с четом

накопленного опыт эксплуатации. Примерная оптимальная

периодичность ППР составляет 0,4 ... 0,6 средней

продолжительности безотказной работы рассматриваемого элемента

СЭУ.

ППР целесообразно применять только для злов и деталей, работающих на изнашивание (детали ЦПГ, подшипников, движущихся деталей насосов и т.д.).

ППР должен проводиться через строго определенные промежутки времени работы механизма независимо от его технического состояния в соответствии с планово-предупредительной системой. ППР не исключает внезапных отказов судовых механизмов, только меньшает их вероятность.

Основным документом, определяющем организацию ТО на судне, является план-график разработанный для каждой серии судов. В план-график заносят судовое оборудование, подлежащее ремонту в процессе эксплуатации.

Трудоемкость определяют по существующим нормам с четом имеющегося опыта.

Ремонт СЭУ - составная часть ТЭ, обеспечивающая восстановление исправности и ресурса оборудования. Плановый ремонт производится в соответствии с регламентом установленным заводом-изготовителем данного оборудования. Сроки проведения ремонтных работ могут корректироваться в соответствии фактическому состоянию оборудования на основе технической диагностики.

К плановым ремонтным работам обычно относят средний и капитальный ремонты.

При среднем ремонте восстанавливают эксплуатационные характеристики оборудования путем замены или ремонта только изношенных или поврежденных деталей и злов. Кроме того, обязательно проверяют техническое состояние остальных деталей и злов с странением обнаруженных неиспарвностей.

Средний ремонт проводится с очередным плановым ремонтом судна, поэтому в объем работ включается ремонт судовых систем.

Капитальный ремонт предусматривает, полную разборку и дефектацию деталей, проверку и при необходимости замену и ремонт составных частей, в том числе и базовых.

В процессе ремонта оборудования предусматривается выполнение следующих работ:

- подготовка к проведению ремонта;

- разборка и дефектация;

- замена или восстановление деталей;

- сборка, регулирование и испытания.

Неплановый ремонт предусматривает проведение работ связанных с странением причин и последствий аварийных повреждений.

Ремонт судовой техники в зависимости от требуемых для его выполнения оборудования, оснастки и квалификации исполнителем можно разделить на два вида: промышленный и непромышленный.

Промышленный ремонт может быть выполнен только в заводских словиях с выводом судна из эксплуатации. Непромышленный ремонт может проводиться в судовых словиях в процессе эксплуатации.

Четкое и обоснованное разделение судовых работ на промышленные и непромышленные позволяет для каждого судна становить номенклатуру ремонтных работ, для выполнения которых требуется заводское оборудование.

2.2. Организационно-технические формы ремонта СЭУ

2.2.1. Виды ремонта.

Восстановление исправности того или иного вида оборудования, обеспечивается плановым или внеплановым ремонтом, в зависимости от характера протекания процесса возникновения повреждений и их последствий.

Постановка судов для проведения планового ремонта корпуса и его оборудования осуществляют в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Следует отметить, что при плановом ремонте судна одни технические средства требуют капитального, другие среднего или текущего ремонта, некоторые виды оборудования к данному периоду вообще не нуждаются в ремонте. Организационно-технические формы ремонта представлены на схеме (рис.2.2).

К внеплановым ремонтам СЭУ относятся работы связанные с странением аварийных повреждений приводящих к внезапному отказу оборудования, например, заклинивание движущихся деталей, различные поломки, взрывы, в картере дизеля. Обобщенные данные по авариям главных судовых дизелей свидетельствуют, что около 40 % аварий происходит по вине обслуживающего персонала из-за нарушения инструкций по эксплуатации, 14% аварий результат некачественного ремонта.

К плановым ремонтам обычно относят текущий (межрейсовый), средний, капитальный и доковый ремонты.

Рис. 2.2 Организационно технические методы ремонта СЭУ

Текущий ремонт предусматривает в основном работы профилактического характера для обеспечения работоспособности судового оборудования. Например, переборка (моточистка) главного двигателя с выемом поршней и частичной заменой, при необходимости, поршневых колец.

Текущий ремонт производится также при выработке ресурса, истечение срока службы, предельном износе или отказе отдельных деталей судового оборудования.

При среднем ремонте восстанавливаются эксплуатационные характеристики технических средств путем замены (или восстановлением) изношенных и поврежденных злов и деталей. Средний ремонт предусматривает также проверку технического состояния остальных злов и деталей с последующим странением обнаруженных неисправностей. При среднем ремонте судового дизеля производится полная переборка, без подъема коленчатого вала.

При капитальном ремонте технических средств производится полная разборка и дефектация деталей, замена или восстановление всех составных частей, включая базовых. Завершающий этап капитального ремонта - испытание оборудования в объеме близком к построечным программам. При капитальном ремонте двигателя всегда предусматривается подъем и переукладка коленчатого вала.

Главной задачей данного вида ремонта является восстановление траченного ресурса.

При доковом ремонте производится ремонт гребных винтов, гребных валов, дейдвудных подшипников, деталей рулевого стройства, донной арматуры. Одна из главных задач докового ремонта - поддержание и восстановление подводной части корпуса судна.

Виды ремонтов и содержание работ при их выполнении зависят от наработки и предремонтного состояния оборудования. Периодичность ремонта оборудования, также как и проведение технического обслуживания, может, производится по регламенту в соответствии с заводскими инструкциями, либо по техническому состоянию данных технических средств.

В Морском флоте с 1988 г. введена комплексная система ремонта судов по регламенту и техническому состоянию. Необходимость ремонта может быть вызвана отказом технического средства либо его элементов.

Ремонт судового оборудования производится по регламенту, если его
техническое состояние невозможно определить без разборки, либо
необходимость разборки предусматривается проведением
освидетельствования данного технического средства.

Ремонт СЭУ по техническому состоянию применяют для технических средств и конструкций, состояние которых можно определить без

разборки освоенными методами и средствами диагностирования и неразрушающего контроля.

Состояние применяемых двух видов ТО и ремонтов, определяющих комплектность системы, зависит от наличия средств и методов диагностирования и надежности оборудования.

Ресурс однотипных объектов при ремонте по состоянию равен среднему ресурсу R (математическому ожиданию ресурса), по регламенту - гаммапроцентному ресурсу Rv. Под Rv <- понимается наработка, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью

Разница между R и Rv определяет недоиспользование ресурсов при эксплуатации по регламенту: AR <= R <- Rv = p*б, где p <- квантиль распределения, б - среднее квадратическое отклонение ресурса. Квантили нормального распределения:

Коэффициент вариации, характеризующий отношение среднего квадратического отклонения к среднему ресурсу V<=б/R для

подверженных износу и сталостным разрушениям узлов СЭУ, равен 0,3...0,4, контактным разрушениям (подшипники качения) 0,7... 0,9.

Выигрыш в ресурсе СЭУ при переходе от ТО (ремонта) по регламенту к ТО (ремонту) по состоянию определяется величиной dR (рис. 3) для нормального распределения или отношением Ry

2.2.2 Методы ремонта СЭУ.

Использование того или иного метода ремонта зависит от большого количества факторов в том числе от состояния оборудования, и его массогабаритных показателей, вида ремонта, серийности постройки судна данного проекта, возможностей судоремонтного предприятия, в частности наличие обменного фонда.

Детальный (индивидуальный) метод ремонта исключает обезличивание деталей, для чего предусматривается их маркировка при разборке механизмов и последующая становка на свои места. Дефектные детали восстанавливаются либо заменяются новыми. Данный метод ремонта позволяет сохранить приработку злов трения. Недостатки детального метода ремонта - высокая стоимость и длительность ремонта. Метод применяется при ремонте механизмов большой массы непосредственно в машинном отделении, в случае если их выгрузка затруднительна. Отдельные сборочные единицы могут ремонтироваться в цехе.

Детальный метод используется также при ремонте в цеховых словиях оборудования судов несерийной постройки.

При агрегатном методе - оборудование, подлежащее ремонту, заменяют новым или заранее отремонтированным и испытанным. Снятое изношенное оборудование напрвляется в специализированные цехи СРЗ по ремонту обменного фонда. Детали независимо от степени износа, обезличиваются и ремонтируются по типовому технологическому процессу, при этом технология ремонта судовых механизмов приближается к технологии их производства.

грегатный метод применяется при ремонте большого количества однотипного оборудования на судах серийной постройки, при этом

сокращаются сроки ремонта, повышается его качество, создаются словия для специализации судоремонтных заводов при ремонте однотипных судов. Для организации агрегатного ремонта необходимо: иметь обменный фонд оборудования, что требует значительных средств.

При агрегатном методе ремонта дизелей обезличивание базовых деталей (картер, блок цилиндров) нецелесообразно.

грегатно-узловой метод ремонта промежуточная ступень перехода от детального к агрегатному. Метод применяется при ремонте крупногабаритных механизмов большой массы, например малооборотных и среднеоборотных дизелей с заменой отдельных сборочных единиц. Снятые сборочные единицы (крышки цилиндров с клапанами, поршни с шатунами, воздуходувки и т.п.) обезличиваются и отправляются для ремонта на специализированные частки цеха СРЗ, после чего ими пополняют обменный фонд.

3. словия эксплуатации и характерные неисправности гребных валов.

3. словия эксплуатации и характерные неисправности гребных валов.

3.1. Виды эксплуатационных повреждений гребных валов.

Выход из строя водопровода приводит к финансовым потерям, во много раз превышающих стоимость разрушенного вала. Возникают ремонтные расходы, потери эксплуатационной прибыли за время вынужденного простоя, затраты на буксировку одновинтовых судов. Поломка гребного вала одновинтового судна в открытом море при штормовой погоде делает его практически неуправляемым и даже может привести к гибели судна. Поэтому изучение вопросов, связанных с повышением надежности работы гребного вала и его прочности способствует уменьшению аварийности на флоте. Виды эксплуатационных повреждений гребных валов достаточно многообразны. Одним из наиболее опасных из них являются появление и развитие в теле вала сталостных трещин, растущих с увеличением наработки гребного вала и могущих привести к его окончательной поломке.

Трещины в гребных валах возникают преимущественно в районе шпоночного паза и наблюдается тенденция величения трещинообразования возле шпоночного паза при увеличении передаваемой мощности (таблица 4.)

Возникновение трещин в различных зонах гребных валов одновинтовых судов (валы со сплошной облицовкой).

Таблица 4.

Машинное число	% валов с трещинами
У шпоночного паза	У кормового конца облицовки	У большого основания	не на кормовом конце вала
0-300	34,6	9,6	27,0	10,4
300-400	40,0	11,1	29,0	4.5
400-600	48,0	6,3	27,7	5,0
600-800	48,0	6,0	29,2	4,3
800-1	50,0	20,6	20,6	Ч
Более 1	61,5	5,0	24,6	2,2

Повреждения гребных валов по данным французского бюро Веритас.

Таблица 5.

Диаметр гребного вала, мм	Количество валов находящихся в эксплуатации	Среднегодовой процент повреждений
менее 99	938	1,06
100-199	3599	3,72
200-299	640	8,12
300-399	431	6,31
Свыше 400	284	25,25

Значительное количество валов бракуется из-з повреждений облицовок: износ в подшипниках, местная выработка в сальниковых плотнениях,

глубокие поверхностные коррозионно-эрозионные поражения,

растрескивание сварных стыковых швов (или разрушения паянных, либо зачеканенных), разрыв облицовок по основному металлу. Коррозионные процессы, возникающие при проникновении морской воды к стальному валу в результате разрушения гидроизолирующих покрытий и облицовок или разуплотнение герметизирующих устройств, также приводят к серьезным поражениям поверхностей валов, которые невозможно странить зачисткой или местной выборкой металла в допустимых пределах.

Процентное соотношение видов повреждений следующие: значительный износ или коррозия облицовки или валов 48%; коррозия вала с трещинами 11,75%; трещины 40,25%.

Причиной замены вала может быть и его искривление (погиб конуса), что обычно наблюдается на валах малых диаметров и при плавании в ледовых словиях, ослабление посадки облицовки на валу, износ или выработка вала (при работе вала без облицовки в металлических подшипниках с масляной смазкой).

Характер неисправностей отдельных деталей и злов валопровода
определяется специфическими особенностями его работы
значительными крутящими моментами от главного двигателя, большим
количеством пар трения, а также несоосностью соседних валов или
расцентровкой валопровода, способствующих появлению
дополнительных напряжений в материале валов и дополнительных
усилий, воспринимаемых опорами.

Дефектация валопровода выполняется в два этапа. На первом этапе проверяется состояние работы валопровода во время предремонтного

выхода судна в море: измеряется величина вибраций, нагрев отдельных злов валопровода, величина биений и т.д. На первом этапе проводится подетальная дефектация, сопровождающаяся разборкой и демонтажем валопровода. При подетальной дефектации наибольшее внимание деляется техническому состоянию валов, опорных и порных подшипников, дейдвудного устройства, также проверке качества центровки валопровода. По результатам предремонтной и рабочей дефектации станавливают категорию ремонта валопровода.

При текущем ремонте измеряют зазоры в опорных подшипниках скольжения, проверяют центровку, ремонтируют арматуру и отдельные детали, выполняют очистку и окраску деталей. Текущий ремонт выполняется на плаву силами команды судна и судоремонтного предприятия. При среднем ремонте часть валов и гребные винты отправляют в цех для ремонта, производят перецентровку валопровода с перезаливкой отдельных вкладышей опорных подшипников, а также частично или полностью заменяют набор дейдвудных стройств. Средний ремонт выполняется силами судоремонтного предприятия как на плаву, так и при нахождении судна в доке. Капитальный ремонт предполагает выгрузку с судна всех валов и винтов, перезаливку всех вкладышей подшипников, полную замену дейдвудных стройств, переукладку валопровода.

Демонтаж валопровода начинается с разборки фланцевых соединений и снятия крышек опорных подшипников, после чего промежуточные валы поднимают талями и выгружают с судна. Упорный вал, как правило, демонтируют при разборке главного порного

подшипника. Гребной и дейдвудный вынимают при стоянке судна в доке. При дефектации валов путем визуального осмотра обнаруживают механические повреждения, трещины, коррозионный износ. С помощью технических измерений станавливают отклонения шеек опорных подшипников скольжения и облицовок дейдвудного вала от правильной цилиндрической формы. Одновременно измеряют биение отдельных валов. В местах окончания облицовок определяют разрушения, вызванные контактной коррозией. Дефектами валов являются механический и коррозионный износ рабочих поверхностей, пластические деформации, трещины и разрывы. Выбор способа ремонта зависит от дефекта и служебной ответственности вала. Трещины глубиной не более 5% и длиной не более 10% толщины тела вала страняются сваркой. Предварительно трещину разделывают на всю глубину. гол разделки, определяемый глубиной трещины должен обеспечивать качественный провар корня шва. При наличии разрывов (т.е. разъединение вала на две части и более) и трещины больших размеров вал обычно бракуют. Лишь в некоторых случаях, когда речь идет о вале неответственного назначения и когда его ремонт представляется нерациональным, прибегают к восстановлению сваркой. Износ рабочих поверхностей страняют механической обработкой, наплавкой, металлизацией и гальваническим наращиванием. Механическая обработка заключается в далении дефектного слоя металла, содержащего поверхностные трещины и коррозионные разрушения, или в восстановлении геометрической формы детали. Пластическую деформацию валов страняют правкой. В отдельных

случаях (например при скручивании) первоначальную структуру металла валов восстанавливают термической обработкой. Правка валов диаметров более 250мм выполняется в тех случаях, когда их максимальный прогиб достигает 1,8мм. Для валов меньшего диаметра максимальный прогиб равен 1мм. При меньших диаметрах прогиба его страняют проточкой на токарно-валовых станках.

Чтобы сохранить долговечность вала, при проточках необходимо стремиться к минимальному меньшению его размера. Чертежные размеры поверхности валов восстанавливают наплавкой. Электрометаллизацией и вибродуговой наплавкой восстанавливают цилиндрические поверхности валов(например: шейки опорных подшипников скольжения) ручной вибродуговой наплавкой - конусную часть гребного вала.

4. Типовые технологические процессы ремонта гребных валов.

4. Типовые технологические процессы ремонта гребных валов.

4.1. Перечень работ выполняемых при ремонте гребного вала.

N п/п	Операции	Приспособления и инструмент
1	Разборка фланцевых соединений (удаление соединительных болтов)	Ключи гаечные, приспособление для выпрессовки болтов
2	Измерение изломов и смещений на фланцах валов	Линейка, щуп
3	Измерение зазоров в дейдвудном подшипнике в 4-х сечениях	Специальный щуп
4	Съем гребного винта	Гидропрессовый домкрат
5	Удаление промежуточного вала (проставочного)	Подъемные стройства (тали)
6	Съем фланцевой муфты с гребного вала (для возможности выема вала в корму)	Гидропрессовый съемник
7	Выем гребного вала транспортировка в цех	Эстакада, тележка, кран
8	Промывка и очистка гребного вала	Растворители, щетки
9	Дефектация гребного вала	Магнитный дефектоскоп
10	Устранение повреждений гребного вала (возможные повреждения и методы их странения на плакате)	Выполнение ремонтных работ в цехе СРЗ в соответствии с дефектной ведомостью.
11	Приемка гребного вала	Оформление документации.
12	Заводка гребного вала в дейдвудную трубу и последующие работы связанные с становкой гребного винта и монтажом валопровода.	Приспособления для заводки гребного вала.

4.2. Холодная правка гребного вала.

^-Стандартный метод холодной правки основан н порно

пластическом изгибе, состоит из выгиба искривленной заготовки со стороны исходно-выпуклой, поверхности до определенной величины.

Правку гребного вала изгибом выполняют на специальных стендах или непосредственно на токарных станках, что является менее предпочтительным из-за отрицательного влияния на элемент оборудования.

Теоретической проработкой и специальной экспериментальной проверкой становлено, что выпрямление искривленного вала обусловлено образованием в зоне деформирования слоя металла с остаточными напряжениями сжатия. На процесс выпрямления превалирующее влияние оказывают осевые напряжения, тангенциальные и радиальные напряжения в этом процессе не частвуют. Составляющая осевых напряжений при несимметричном их формировании в детали создает распределенный изгибающий момент, деформирующий вал в направлении, противоположном исходному.

Изучение процесса механики деформирования показали, что остаточные напряжения в результате обкатывания необходимо сформировать на стороне вогнутой поверхности вала. Для этого требуются определенные технологические меры, обеспечивающие деформацию с этой стороны детали. Используя большую поперечную податливость вала, его фиксируют в специальной эксцентриковой муфте, затем вводят в опору, соосную с центром станка. В результате вал пруго деформируется, вогнутая поверхность становится выпуклой практически на всей длине. Этот прием обеспечивает асимметрию вращения детали. Кинематическое взаимодействие вала с индентором (шаром) носит несимметричный или избирательный характер. Деформация происходит при переменной величине приложенного силия. Выявлены другие важные особенности деформационного взаимодействия детали и инструмента. Например определено условие необходимого совпадения плоскости исходного искривления с плоскостью деформации обкатывания, изменение величины контактного давления и контактной площадки, становлен тип обкатника с шаровым инструментом, который позволяет получать сравнительно большие контактные давления при небольших силиях обкатывания, что важно в словиях одностороннего характера нагружения. Основные параметры процесса, такие как: площадь деформированной поверхности, которая выражается длиной частка обкатывания и его шириной; величина эксцентричного смещения детали для осуществления асимметричного ее вращения; длина дуги, по которой происходит контакт между вращающейся деталью и инструментом при их взаимодействии.

4.3. Термическая правка гребного вала.

Термический способ правки осуществляется путем корочения волокон на выпуклой стороне с помощью местного нагрева с последующим отжигом детали. Вал станавливают на станке или приспособлении выпуклостью вверх, изолируют на длине, равной диаметру, и вырезают в асбестовом листе локно (рис.4.1.) через которое вал нагревают автогенно-сварочными горелками до температуры 500-550

Термомеханическая правка - наиболее ниверсальный способ, применяемый для правки деталей любых диаметров. Правка осуществляется круговым ( сплошным) нагревом до температуры 600-800

Схема термической правки вала:

Схема термомеханической правки вала:

Рис. 4.2.

1 - вал; 2 - центр задней бабки токарного станка; 3 - опора; 4-четырехкулачковый патрон.

4.4. Устранение трещин, коррозионного разрушения поверхностей, фретинг-коррозии на гребных валах.

Наиболее язвимыми зонами гребного вала являются: носовой часток шпоночного паза; подступичная часть в районе большого основания конической поверхности гребного винта; район вала между торцами ступицы гребного винта и кормовой облицовки; межоблицовочное покрытие (при несплошной облицовке), особенно в районе носового конца кормовой облицовки; места в районах появления сквозных трещин на облицовках.

4.5. странение трещин в районе носового частка шпоночного паза.

Указанный часток вала при ремонтах подлежит обязательной проверке с применением средств ультразвуковой и магнитной дефектоскопии. Небольшие по размерам трещины страняют, вырубая металл в районе трещины до полного ее даления, разделывая вырубленные места, обеспечивая при этом плавные переходы к прилегающим поверхностям вала и тщательно зачищая места выборки (шероховатость

поверхности не ниже Ra 1,25). Мест выборки по длинеа не должны превышать 15% рабочей длины шпоночного паза.

Трещины на боковых поверхностях паза могут быть странены фрезерование поверхностей. Общее величение ширины паза при этом не должно превышать 10% его номинальной ширины. При таком способе ремонта одновременно должен быть решен вопрос о ремонте сопрягаемых деталей: гребного винта и шпонки. Шпоночный паз на гребном винте также должен быть соответственно величен по ширине (в необходимых случаях смещен от оси на нужную величину). По согласованию с инспектором Регистра России может быть установлена ступенчатая шпонка. Шпоночные пазы должны быть обработаны с допустимыми отклонениями по ширине по Аз. Боковые поверхности шпоночных пазов должны иметь шероховатость не менее Ra 2,5. Погрешности расположения пазов на вале и внутри ступицы (гребного винта, полумуфты) не должны превышать указанных в таблице 6.

Допустимые погрешности расположения шпоночных пазов (размеры в мм).

Таблица 6.

Номинальная ширина шпонки и паза	Смещение шпоночного паза	Перекос шпоночного паза
На валу	в отверстии	На валу	в отверстии
Свыше 28 до 56	0,15	0,20	0,07	0,11
56 до 90	0,20	0,25	0,09	0,13
90 до 120	0,27	0,35	0,12	0,18
120 до200	0,35	0,47	0,17	0,25

Окончание шпоночного паза со стороны большего основания конуса для валов диаметром более 100 мм должно быть выполнено с ложкообразной разделкой. Немаловажное значение для повышения усталостной прочности и выносливости вала и предотвращение появления трещин имеет величина радиуса закругления г при переходе от боковой грани к дну шпоночного паза. ГОСТ 8838-67 предусматривает г=0,3-2,0мм. По Правилам Регистра России нижние кромки паза должны быть закруглены радиусом, равным примерно 0,01 диаметра гребного вала, но не менее 1,0мм.

При фрезеровании боковых стенок шпоночного паза для странения трещин либо коррозионных повреждений шпоночный паз должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 8838-74, станавливающими зависимость

радиуса r от размеров вала (таблица 7). Кромки шпоночного паза по контуру скругляются радиусом (0,15-0,25)r.

Зависимость радиуса r от размеров вала.

Таблица 7.

Диаметр вала	Ширина шпоночного паза	Радиус округления r	Диаметр вала	Ширина шпоночного паза	Радиус округления r
180-200	45	2	520-550	110	6
210-230	50	3	570-600	120	7
240-260	56	3	630-660	130	7
270-290	63	4	690-720	140	8
300-320	70	4	750-780	150	8
340-380	80	5	820-850	160	10
400-420	90	5	900-940	170	10
450-500	100	6	980-1020	185	12

4.6. странение трещин на цилиндрической поверхности.

Характер и размеры трещин определяют с помощью льтразвуковой и магнитной дефектоскопии. Способ странения трещин либо выбраковку вала станавливают в каждом конкретном случае в зависимости от их размеров и места нахождения и обязательно согласуется с инспектором Регистра. При отдельных трещинах вырубают металл до полного странения трещины, разделывают вырубленные места, обеспечивая плавные переходы к прилегающим поверхностям вала, тщательно зачищая места выборки для достижения шероховатости поверхности не ниже Ra

решая вопрос о ремонте вала, что наименьшие допустимые диаметры даже отдельных частков вала не должны быть менее установленных Правилами Регистра России. В нормативно - технической документации, в том числе в Руководстве по техническому надзору за судами, находящимися в эксплуатации и других документах Регистра, не нашел отражение вопрос, как определять диаметр вала после разделки трещин. Нет таких рекомендаций и в технической литературе. В процессе ремонта часты случаи разделки нескольких трещин, причем последние могут быть расположены как в одном, так и в разных сечениях вала. Определение диаметра вала после разделки трещин при этом еще более затруднительно. На основании выполненных расчетов надо руководствоваться следующим.

После разделки одной трещины диаметром вала следует считать диаметр вала в районе нахождения трещины (или кольцевой проточки, если она в том же районе) за вычетом наибольшей глубины места разделки трещины. После разделки двух трещин и более, расположенных в одном сечении вала либо в сечениях, расстояние между которыми менее 50мм (при больших расстояниях можно считать, что трещины расположены в разных сечениях), диаметр вала определяется как диаметр окружности, вписанной между местами выборки трещин.

Рис.4.3 Определение условного диаметра вала (d сл.) после разделки трещин.

- одной, б - двух; в - кольцевого обтачивания и разделки трещин.

Определенный таким образом диаметр сечения вала не должен быть менее величины, полученной по приведенным выше расчетным зависимостям с четом действительной величины предела прочности ремонтируемого вала. При этом независимо от фактических данных величина предела прочности не может быть принята в расчете более 52Па

(52кг.с/мм2 ).

Все приведенные расчетные зависимости соответствуют действующим в настоящее время Правилам Регистра России. В практике судоремонта встречаются случаи, когда после странения дефектов диаметр вала получался менее допустимого расчета. Такие валы допускались Регистром к дальнейшей эксплуатации, но с ограничениями: снижением либо исключением ледовой категории судна, снижением мощности главной энергетической становки, ограничением района плавания судна, сокращением срока до очередного освидетельствования и т.п.

4.7. странение фреттинг-коррозии в районе большого основания конической поверхности.

Поверхностные повреждения, образующиеся в результате фреттинга, могут иметь различный вид в зависимости от материала ступицы гребного винта, величины натяга в соединении, качества пригонки соприкасающихся поверхностей, длительности работы конического соединения. Обычно они бывают в виде пятен, каверн, окисленных порошкообразных продуктов или трещин в местах интенсивных поверхностных поражений. Повреждения могут быть результатом фреттинг-износа, фреттинг-коррозии (при взаимодействии продуктов износа с окружающей средой). При фреттинге могут наблюдаться также процессы локального сваривания, схватывания и последующего разрыва контактирующих материалов ступицы и вала, наминание материала одной из деталей на другую. Зона фреттинг-коррозионных поражений в коническом соединении вала с гребным винтом обычно простирается от торца ступицы у большого основания на величину от нескольких сантиметров до половины длины конической поверхности. При значительных повреждениях конической поверхности вал заменяют новым. Незначительные поверхностные повреждения могут быть странены зачисткой либо обтачивание конической поверхности. Для исключения либо меньшения фреттинг-коррозии в процессе ремонта рекомендуются следующие мероприятия: прочнение конической поверхности вала посредством обработки роликами; величение площади контакта поверхностей ступицы гребного винта и вала путем более тщательной подгонки сопрягаемых поверхностей в районе большого основания конической поверхности; величение диаметрального натяга в соединении, определяемого с четом крутильных колебаний валопровода.

4.8. странение трещин на конической поверхности.

Трещины появляются, как правило, в тех же районах, где наблюдается повышенная фреттинг-коррозия, т.е. с носовой стороны подступичной части вала. Обнаруживают трещины визуально и с помощью магнитной и льтразвуковой дефектоскопии. страняют трещины путем вырубки металла до полного их удаления, разделки мест вырубки с плавными переходами к прилегающим поверхностям, тщательно зачищают поверхности с обеспечением шероховатости не ниже Ra 1,25. Можно также произвести кольцевую проточку конической поверхности вала в районе трещины с обеспечением плавного перехода к остальной поверхности и шероховатостью не ниже Ra 1,25. В каждом конкретном случае способ ремонта согласовывается с инспектором Регистра. Наибольшая допустимая глубина разделки трещины принимается такой же как и определенная расчетом для цилиндрической части вала.

4.9. Коррозионные разрушения поверхностей.

На цилиндрических поверхностях коррозионные разрушения обнаруживают в районе сквозных трещин на облицовке, в местах нарушения межоблицовочного покрытия и плотности прилегания облицовки к валу. Их страняют зачисткой либо обтачиванием вала. Чаще всего в местах коррозионных разрушений поверхностей имеются трещины и потому производится одновременное странение всех имеющихся дефектов. При зачистке мест коррозионных разрушений либо выполнении кольцевых проточек по согласованию с инспектором Регистра могут быть допущены к эксплуатации отдельные частки, на которых не будут прилегания станавливаемой новой облицовки к валу. Суммарная площадь таких частков не должна превышать 15% площади всех посадочных шеек. При протачивании отдельных частков либо по всей длине вала шероховатость поверхностей шеек под облицовку должна быть Ra 2,5. Овальность и конусообразность по всей длине каждого посадочного пояса не должны превышать значений, приведенных в таблице 8.

Размеры и погрешности формы посадочных поверхностей вала измеряют обычно микрометрической скобой. Измерения выполняют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и по длине вала в нескольких сечениях. Число сечений зависит от длины каждого посадочного пояса и должно быть достаточным для надежного определения размеров и формы проверяемого частка вала, но не менее двух на каждом посадочном поясе. Нерабочие поверхности валов загрунтовываются свинцовым суриком либо грунтом ФЛ-ОЗК в два слоя.

Допустимые значения овальности и конусообразность посадочных шеек вала под облицовку.

Таблица 8.

Диаметр вала, мм	Овальность, конусообразность
Свыше 180 до 360	0,05
360 до 500	0,06
500 до 630	0,07
630 до 800	0,08

Прямолинейность образующей конической поверхности при

проверке поверочной линейки.

Таблица 9.

Длина конуса, мм	Длина окрашенной поверхности конуса, % (не менее).
Свыше 200 до 320	65
320 до 500	55
500 до 800	50
800 до 1250	45
1250 до 2	40

4.10 Коррозионные разрушения конических поверхностей.

Коррозионные разрушения страняются запиловкой и зачисткой, либо обтачиванием и шлифованием поверхностей дефектных частков. Глубина обтачивания обычно не превышает 1мм, так как обтачивание вызывает изменение положения гребного винта и может привести к тому, что зазор между винтом и деталями крепления дейдвудной трубы либо втулки будет недостаточным для насадки винта. Так, при конусности 1:15 при глубине обтачивания 1мм после насадки гребной винт сместится относительно своего прежнего положения на валу на 30мм. Для обеспечения гарантированного зазора между торцами ступицы гребного винта и облицовки после насадки винта допускается торец облицовки подрезать на необходимую величину. Окончательно обработанная коническая поверхность должна иметь шероховатость не ниже Ra

Образующую конуса проверяют контрольной линейкой на краску, суммарная длина окрашенной поверхности (в процентах длины корпуса) не должна быть менее казанной в таблице 9.

Отсутствие пятен по концам образующих конуса не допускаются. Недопустимо также шабрение конической поверхности. казанные требования должны быть выполнены и при обработке конической поверхности под фланцевую полумуфту. Коррозионные разрушения поверхностей отверстий под болты фланцевого соединения, также имеющихся на поверхностях отверстий под болты, риски, задиры и забоины страняются запиловкой и зачисткой, либо развертыванием отверстий (в сборе с промежуточным валом). При запиловке и зачистке допускаются отдельные лысины общей площадью не более 15% площади всей поверхности. величение диаметра отверстия после обработки может быть допущено до 5-10% номинального без выполнения обоснований и расчетов. Если необходимо, должны быть величены диаметр резьбы болтов и соответственно размеры гаек.

4.11 Ремонт резьбы.

Срыв, смятие, коррозионные повреждения резьбы при незначительных повреждениях страняются калиброванием или запиливанием. После запиливания общая длина частков резьбы неполного профиля не должна быть более 15% длины витков рабочей части резьбы. Если повреждения резьбы значительны, тогда дефекты страняются нарезанием новой резьбы меньшего диаметра, причем шаг

резьбы остается прежним, диаметр станавливается такой, чтобы получилась резьба полного профиля. Поля допусков метрической резьбы Н(по ГОСТ 16093-70).

4.12 Проверка и обработка гребного вала на станке. Проверка биения поверхностей вала.

Вал станавливают в центрах. При повреждении центров вала вместо переднего центра допускается закрепить конец вала в патроне, вместо заднего использовать неподвижный люнет. В качестве дополнительных опор можно применить неподвижные люнеты без крышек. Для этой цели могут быть использованы плавающие призмы. Количество и места расположения опор устанавливается в каждом случае в зависимости от размеров и конструкции вала. Радиальное биение проверяется при медленном вращении вала. При контроле на неподвижных опорах измерительный стержень индикатора станавливается сверху в вертикальной плоскости, при контроле на плавающих призмах в горизонтальной. При проверке торцевого биения присоединительных поверхностей фланцев и полумуфт измерительный стержень индикатора должен быть становлен в горизонтальной плоскости на ровне центров на стороне, противоположной положению резца. Поверхности облицовок в случае необходимости обтачивают, либо только зачищают с помощью наждачного полотна. На цилиндрических поверхностях фланцев (полумуфт) зачищают забоины: обтачивают их только при биении более допустимого. При необходимости обтачивают торцовые поверхности фланцев (полумуфт). Шейки вала под подшипники зачищают (залитые баббитом), риски, задиры, места наволакивания белого металла запиливаются и зачищаются. При необходимости обтачивают или зачищают конические поверхности вала. Величины биения поверхностей вала после обработки (обтачивания, шлифовки) должны соответствовать приведенным в таблице 10.

Допустимые величины радиального биения поверхностей вала (и облицовки) при проверке в центрах и на опорах, мм.

Таблица 10.

Отношение длины вала к его диаметру	Участок
рабочий	нерабочий
До 20	0,04	0,08
Свыше 20 до 30	0,05	0,08
30 до 40	0,06	0,10
40 до 50	0,07	0,10

Примечание. Если в качестве опор используются плавающие призмы (свободно перемещающиеся в горизонтальной плоскости), то допустимые значения биения величиваются в 1,5 раза.

Допустимые величины биения поверхностейа фланцева вала, полумуфт (размеры в мм).

Таблица 11.

Наименование поверхности	Интервалы номинальных диаметров	После обработки	Без обработки
Наружная цилиндрическая поверхность	Свыше 260 до 500	0,04	0,06
500 до 800	0,05	0,07
800 до 1250	0,06	0,09
Центрирующая выточка	120 до 260	0,03	0,03
260 до500	0,04	0,04
500 до 800	0,05	0,05
Торцовая поверхность*	До 400	0,03	0,04
Свыше 400 до 1	0,04	0,06
1 до 2500	0,06	0,09

*Допускается только вогнутость.

Для гребного вала, упрочненного обкаткой роликами по ОСТ5.9049-71, величина радиального биения конической поверхности под гребной винт со шпонкой, после обработки не должна превышать величин, приведенных в таблице 10 для нерабочих частков вала. При проверке биения поверхностей вала без их обработки величины биения не должны превышать: для поверхностей фланца (полумуфт)- приведенных в таблице 11; для конической поверхности под гребной винт-0,15мм; биение остальных поверхностей (в том числе облицовок и других рабочих шеек под подшипники) в этом случае не контролируют. Если биение конической поверхности под гребной винт более 0,15 мм по согласованию с инспектором Регистра эти значения могут быть допущены для дальнейшей эксплуатации гребного вала.

После окончательной обработки шейки вала под металлические подшипники скольжения должны иметь шероховатость поверхности не ниже Ra 0,63, овальность и конусообразность (на длине, равной диаметру шейки): для диаметров свыше 120 до 260мм - не более 0,03мм; для диаметров свыше 260 до 500мм - не более 0,04мм; для диаметров свыше 500 до 800мм - не более 0,05мм.

Неплоскостность присоединительной поверхности фланца (полумуфты) контролируют поверочной линейкой на краску. Допускается только вогнутость присоединительной поверхности. При становке линейки диаметральной плоскости, незакрашенное место может быть только в средней части фланца. Шероховатость наружной цилиндрической, торцовой присоединительной и цилиндрической поверхностей выточки должны быть не ниже Ra 2,5.

Ремонт деталей соединения валов. 4.13 Ремонт фланцевых полумуфт.

Задиры, риски, коррозионные разрушения на внутренней конической поверхности полумуфты, если они незначительны, страняются запиловкой и зачисткой дефектных мест. Если необходимо, посадочную поверхность полумуфты наплавляют и растачивают. Работы по наплавке выполняют по технологическому процессу, одобренному Регистром России.

После запиловки и зачистки, либо после растачивания коническое отверстие в полумуфте пригоняется на краску по конической поверхности гребного вала. Следы краски должны равномерно располагаться по всей поверхности; число пятен на квадрат 25x25 мм должно быть при длине конуса: до 200 мм - 3, свыше 200 до 320мм - 2, более 320 -1.

На конической поверхности после пригонки допускаются отдельные лысины, наибольший размер которых не должен превышать 1/5 диаметра конуса в месте нахождения лысины. Места смятия, либо коррозионных разрушений боковых поверхностей шпоночного паза, заливают и зачищают, если общая площадь поврежденных частков не превышает 15% площади рабочей поверхности паза. При повреждениях и разрушениях на большей площади, боковые поверхности шпоночного паза фрезеруют, либо обрабатывают долблением. После обработки величение ширины паза не должно превышать 10% номинального размера. Паз может быть смещен относительно прежней оси. Перекос паза не должен превышать величины, приведенных в таблице 6. Отклонение ширины шпоночного паза должно быть в пределах поля допуска Аз; шероховатость боковых поверхностей - не ниже Ra2,5. Окончательную обработку цилиндрической и торцевой поверхностей фланца выполняют после напрессовки и закрепления и закрепления на валу.

4.14 Гайки гребного вала.

Характерные дефекты: срыв и смятие резьбы, реже - коррозионные разрушения поверхности. Поврежденные частки резьбы калибруют или запиливают. Общая длина частков резьбы неполного профиля не должна превышать 15% всей длины витков резьбы. При значительных повреждениях изготавливают новую гайку, либо отверстие гайки растачивают до полного даления резьбы, наплавляют и нарезают новую резьбу, подгоняя ее по резьбе вала. При изготовлении новой гайки поле допусков метрических резьб выполняют с отклонениями Н (по ГОСТ 16093-70).

Шпонки изготавливают по фактическим размерам шпоночных пазов и, как правило, подгоняют по пазам. Прилегание становленной шпонки к боковым поверхностям паза проверяют с помощью щупа. Суммарный зазор между стенками паза на валу и шпонкой должен быть в пределах допуска Аз, причем зазор может быть с обеих сторон шпонки. После окончательной насадки гребного винта или фланцевой полумуфты между дном шпоночного паза и шпонкой должен быть зазор 0,4-2мм. Болты и гайки фланцевого соединения. Отсутствие трещин на болтах необходимо проверять с помощью магнитной дефектоскопии. Срыв или смятие резьбы страняют калиброванием или запиловкой дефектного частка. Общая длина частков резьбы неполного профиля не должна быть более 15% всей длины витков. При изготовлении нового болта и гайки поля допусков метрических резьб для диаметров до 80мм должны быть по 6H

4.15 Ремонт облицовок гребных валов.

Согласно Правилам Регистра России гребные валы должны быть надежно защищены от соприкосновения с морской водой. Этой цели служат облицовки по всей длине вала. Однако в связи с тем, что изготовление таких облицовок весьма сложно, допускается применение облицовок сваренных из отдельных частей до насадки на вал. Облицовки обычно изготавливают из бронзы БР.ОЦ10-2. В качестве облицовок гребных валов диаметром 120-150мм применяют латуни марок МцЖ55-3-1, Мц59-1-1 и бронзы марок БР.Амц9-Л и БР.ЛЖ9-Л. В опытной эксплуатации на судах с валами диаметром до 500мм находятся биметаллические облицовки с наплавкой нержавеющей стали на стальные рубашки и с наплавкой порошковой оловянно-цинковой проволоки на стальные рубашки из малоуглеродистой стали с подслоем из сплава МНЖНТ 1-0,2-0,2.

Характерные повреждения облицовок гребного вала можно квалифицировать следующим образом: износ в районе дейдвудных подшипников и особенно в районе дейдвудного сальникового плотнения; коррозионные и эрозионные разрушения поверхности; образование трещин в зоне сварных швов.

При недостаточном количестве воды, подаваемой для охлаждения и смазки подшипников (в основном набранных из текстолита) были случаи разрушения облицовок из-за температурных напряжений.

4.16 странение поверхностных трещин коррозионных и эрозионных разрушений, неравномерного износа.

Трещины на облицовках обнаруживают посредством визуального осмотра, либо с применением цветной дефектоскопии. Отдельные несквозные трещины разделывают до полного их даления, места разделки зачищают. При сосредоточенных поверхностных трещинах на каком-либо частке для их даления может быть выполнено обтачивание этого частка облицовки. Зачисткой, либо обтачиванием поверхностей страняют также и эрозионные разрушения. Неравномерный износ облицовки в районе сальникового плотнения страняют запиловкой и зачисткой, либо обтачиванием. Облицовку по всей длине обтачивают, как правило, только в случаях замены набора дейдвудных подшипников.

4.17 Ремонт с применением сварки и наплавки.

Ремонт бронзовых облицовок марки БР.ОЦ10-2 или иностранных марок, по химическому составу соответствующих ей, без снятия с вала дуговой сваркой и наплавкой под флюсом или аргонно-дуговой сваркой освоены на ряде судоремонтных заводах. Механизированной сваркой и наплавкой устраняют: поверхностные трещины, расположенные в любом направлении; сквозные кольцевые трещины в основном металле, околошовной зоне и сварном шве; сквозные продольные трещины; отдельные раковины; язвины и оспины; частки, на которых обнаружено обесцинкование в виде мелких пор, коррозионные разрушения, меньшение толщины облицовки в районе сальникового плотнения. Для сварки и наплавки применяются следующие виды проволоки: Б.Амц9-2,БР.кМцЗ-1, БР.ОЦ4-3 диаметром 1,6; 2,0;3,0мм. Проволока должна быть чистой, без следов смазки и загрязнения. Для сварки применяется флюс марки АН-26. Защитный газ аргон используется только высшего или первого сорта.

Участок облицовки с несквозной трещиной должен быть разделен под сварку так, чтобы был обеспечен провар на всем протяжении дефектного частка (рис.5.6). На расстоянии 5мм от концов трещины засверливают отверстия диаметром 5-8мм, глубиной на 5мм больше глубины трещины. Сквозную трещину страняют, удаляя часть облицовки в районе трещины и станавливая на сварке вставку из двух полуколец, изготовленную из бронзы марки БР.ОЦЮ-2. часток облицовки в районе трещины длиной приблизительно 200мм вырезают на станке.

Кромки облицовки и вставки обрабатывают по размерам, привенденным на рисунке 5.7(а). Отверстия для испытания сварного шва выполняют до становки вставки. Места сварки очищают и обезжиривают. Вставку устанавливают и закрепляют хомутом. В зазор между продольными стыками вставки кладывают заранее отожженную красномедную проволоку диаметром 4-5мм и зачеканивают. Вставка должна быть зафиксирована прихватками. На кольцевом стыке не менее четырех прихваток, на продольном стыке их число зависит от длины частка облицовки подвергаемого ремонту, но должно быть не менее двух, длиной 50мм. часток облицовки и вставки в районе сварного шва перед сваркой должнны быть равномерно подогреты до температуры 100-150

Рис. 5.7 Разделка под сварку кромок облицовки и вставки. А - кольцевые швы; б - продольные швы; 1 - облицовка; 2 - вставка; 3 - вал; 4 - проволока; в - последовательность наложения валиков (показано цифрами).

Сварка выполняется в аргоне или под слоем флюса. При автоматической сварке вал приводится во вращение на токарном станке с частотой вращения соответствующей скорости сварки, держатель сварочного полуавтомата закрепляют на суппорте станка или на переносной стойке. При полуавтоматической сварке вал станавливают на роликовые опоры, держатель сварочного полуавтомата перемещают вручную, вал периодически проворачивают. Автоматическую сварку кольцевых стыков выполняют кольцевыми швами при постоянном токе и обратной полярности, полуавтоматическую - отдельными частками снизу-вверх. Режимы сварки различны. При содержании свинца в материале облицовки более 0,05% сваривать стыки необходимо с предварительной наплавкой кромок на толщину 5-7мм и последующей механической обработкой под сварку. Количество проходов определяется в зависимости от толщины свариваемой облицовки.

В качестве примера на рис.5.7(в) цифрами показана последовательность наложения валиков при сварке стыков с наплавкой кромок. Каждый наплавленный валик после предварительной очистки от шлака проковынвают пневматическим зубилом с притупленным бойком. Каждый последующий валик шва накладывают после охлаждения свариваемого частка до температуры 100

*\

или газообразного азота давления 2 кПа (2 кг с/см ). После испытания понлости в районе сварных швов заполняют свинцовым суриком или бакелитовым лаком. В технологические отверстия ввертывают бронзовые гужоны и обваривают, либо их расчеканивают. По согласованию с инспектором

Регистра могут быть применены другие надежные способы контроля
сварных швов. На некоторых судоремонтных заводах странение сквозных трещин на облицовке выполняют по следующему технологическому
процессу. Дефектные частки вырезают на станке. Оставшиеся части обbr> лицовки сдвигают и налаживают новое кольцо. На оставшихся частях обbr> лицовки обрабатывают кромки, подлежащие смещению частки нагреваbr> ют газовыми горелками до температуры 150-200

В практике ремонта были случаи, когда по каким-либо причинам часток облицовки в районе сквозных трещин вырезали, вал изолировали, станавливая стеклоткань на эпоксидной смоле так, как это делают на валах с раздельными облицовками.

Наплавку изношенного участка облицовки в районе сальникового плотнения выполняют в такой технологической последовательности: изношенный часток обтачивают на станке, очищают и обезжиривают, в том числе и граничащие с ним районы на длину 30-40мм. С каждой стороны наплавляемого участка облицовку обертывают асбестовой тканью на длину 300-400мм в 3-4 слоя. Между границей наплавляемого частка и кромки ткани должно быть расстояние 40-О мм.

Наплавку выполняют аналогично сварке стыков облицовки кольценвыми швами вразброс в несколько слоев плюс 2 мм на сторону для механической обработки. Каждый валик проковывают зубилами. Наложение следующего валика осуществляется после остывания предыдущего. В процессе наплавки, наложенную на облицовку асбестовую ткань обильно смачивают водой, не допуская нагрева облицовки до температуры выше 60

Рассмотрим замену всей облицовки, либо ее части. Заготовка облицовки должна быть, как правило, цельнолитной. В виде исключения ее можно выполнять из двух и более частей, сваренных до насадки на вал. Насадку облицовок производят в нагретом состоянии. Температура нагрева должна быть 250-300

Применение полимерных клеев при ремонте гребных валов.

4.18 Номенклатура ремонтируемого оборудования и работ.

Перспектива применения клеев.

В последние годы судоремонтные заводы значительно расширили область применения клеев при ремонте корпусных конструкций и судовых технических средств на основе принципиально новой технологии, значительно сокращающей трудоемкость работ по ремонту оборудования, объем наплавочных работ, станочных и ручных пригоночных операций. Благодаря этой технологии повышается производительность труда, достигается экономия материалов и других видов ресурсов, что в конечном счете приводит к существенному сокращению продолжительности ремонта судна и в том числе его докования. Техническая и экономическая эффективность новой технологии определяется также и тем, что для ряда злов и деталей повышается межремонтный ресурс времени и исключается при дальнейшей эксплуатации появление характерных повреждений, например, от коррозионных повреждений, имевших место до ремонта.

Ремонт гребных валов с помощью клеев получил в настоящее время довольно большое развитие. Практически все соединения деталей валопровода, за исключением пар трения, ремонтируются с использованием клеев. На основе применения клеев при ремонте валопроводов судов, также работ выполняемых

при ремонте других технических средств, можно наметить номенклатуру работ при ремонте механического оборудования. К числу таких работ можно отнести:

. Восстановление посадок деталей, передающих крутящий момент при помощи цилиндрических и конических соединений со шпонкой и без шпонки (посадки полумуфт, зубчатых колес, маховиков и других деталей на валах).

Б. Восстановление изношенных поверхностей и посадок деталей типа корпус-втулка, вал-облицовка и других.

В. Восстановление посадок в соединениях корпус-подшипник качения или скольжения и подшипник качения - вал.

Г. Ремонт и сборка коррозированных фланцевых соединений деталей.

Д. становка болтов взамен призонных, ремонт шпоночных и шлицевых соединений.

Е. Защита деталей от коррозии (корпуса, крышки, вала и другие детали различного механического оборудования.

4.19 Требования, предъявляемые к клеям и их свойства.

В механосборочном производстве и при ремонте корпуса судна рекомендуются клеи, приведенные в таблице 12. Эти клеи предназначаются для применения на кораблях и плавающих средствах с неограниченным районам плавания. Приведенные в таблице клеи холодного отвердения обладают стойкостью к бензину и маслу, вибрации, грибным образованиям и при работе в тропических словиях. Они горят только в постороннем источнике пламени, не поддерживая горения. Температура обугливания этих клеев 280

Прочность клеевых соединений зависит от вида и количества наполнителя, от толщины пленки клея в соединении, качества подготовки поверхностей и приготовленного клея, процесса отвердения и полимеризации. Нагрев деталей осуществляется при помощи калориферов, индукционных электронагревателей, инфракрасных излучателей, гибких электронагревательных лент, пара, ламп (форсунок) типа Вулкан, газовых горелок и др. При нагреве деталей необходимо контролировать режим нагрева, не допуская перенагрева сопрягаемых деталей. При необходимости нагрев осуществляется с перерывами. Во избежание быстрой полимеризации вводить отвердитель допускается при температуре компонентов не выше 25

Основные свойства клеев, применяемых в судоремонте.

Таблица 12

Номер клея	Марка	Прочность Па, не менее	Температура детали при применении клея,	Время жизнеспособности при 20	Время полного отвердения, ч	Время полимеризации, ч	Температурный интервал эксплуатации,
при сдвиге	при сжатии
1	K-153	13	160	15-35	0,7-1.0	24-при20	72-при20	от - 60 до +60
2	УП-5<-177	18	148	0-35	2,0-3,0	24 - при 20	168-ггри20	ОТ -40 ДО+150
3	УП-5-177-1	13	132	Не ниже -5		3-при 60	6 - при 60	от -40 до +150
4	Спрут-М				Не менее 2,5	24 - при более 0		от <-60 до +150
5	Спрут-М			Не ниже -5	Не менее 1,0	24 - при более 0		от-60до+ 100

4.20 Фланцевые соединения валопроводов.

Фланцевые соединения судовых валопроводов являются более распространенными из всех видов соединений валов, применяющихся в судовом машиностроении. Фланцы могут быть откованы заодно с валами или соединятся с ними фланцевыми полумуфтами. В обоих случаях для соединения фланцев применяют цилиндрические или конические болты. Фланцевые соединения должны отличаться высокой надежностью при передаче крутящего момента и пора винта, также долговечность в словиях знакопеременных нагрузок. Цилиндрические болты фланцевых соединений станавливают на посаде типа H7/

4.21 становка цилиндрических болтов.

Фланцевое соединение судового валопровода с цилиндрическими болтами, станавливаемые с помощью клея, показано на рис. 5.8.

В этой конструкции валы с раздельно обработанными в каждом из фланцев отверстиями собраны с помощью болтов, на цилиндрической поверхности которых наполнены цилиндрирующие прокладки (платики), образованный между отверстиями фланцев и болтами зазор - заполнен клеем. При центрировании болтов с помощью прокладок гарантируется отверстие касания болта с отверстием фланцев и полное заполнение зазора по всему периметру и длине. Заполнение зазора необходимо осуществлять под давлением после стягивания фланцев. Для этой цели в болтах выполняют подводящий канал в виде осевого и радиального сверлений и отводящий канал в головке болта, противоположного ему направлений. Следует отметить, что при использовании таких каналов в болтах можно заполнять зазор при любом расположении фланцев в пространстве. При заполнении зазора после стягивания фланцев не может произойти течки клея при выполнении этой операции. Диаметр проводящего канала 5-8мм. Меньший диаметр выполняют при диаметрах болтов до 50мм. Размеры отводящего канала: глубина 3-4мм, ширина 8-10мм. Болты на клее при ремонтах валов станавливают, как правило, при замене одного их валов (обычно гребного) или при повреждениях поверхностей отверстий фланнцев и болтов при монтажно-демонтажных операциях. Шероховатость поверхностей болтов и отверстий для болтов во фланцах (в случае их обра-ботки),на частке соприкосновения с клеем составляет Rz20-40.

Рис. 5.8 Фланцевое соединение валопровода с цилиндрическими болтами.

1 - болт; 2 - отводящий канал; 3,5 - фланцы; 4 - зазор, заполненный клеем; 6 -центрирующие прокладки (платики); 7 - подводящий канал; 8 - гайка; 9 -уплотнение; 10 - кольца центрирующие; 11 - труба; 12 - пресс винтовой.

4.22 становка конических болтов.

Одновременно с работами по становке на клеи цилиндрических болтов, началось выполнение аналогичных работ при сборке фланцевых соединений судового валопровода с коническими болтами. Конические болты слабо стягивают фланцы, на сопрягаемых торцовых поверхностях фланцев не обеспечиваются необходимые силия, степень передачи крутящего момента посредством сил трения на поверхностях фланцев мала. В конструкциях валовых соединений судовых валов, у которых конические, болты становлены с помощью клея, обеспечивается надежное стягивание фланцев, степень передачи крутящею момента посредством сил трения на торцах фланцев такая - же как при становке цилиндрических болтов. Суть конструкций заключается в том, что на части длины болта, равной 0,9-0,4 толщины фланца, обеспечено сопряжение конических поверхностей болта и фланца со стороны большого основания конуса, на остальной части болта- зазор, выполненный клеем.

4.23 становка облицовок на гребные валы с применением

клеев.

Технология соединения облицовок с гребными валами с помощью клеевого состава, запрессовываемого под давлением в кольцевой зазор между облицовкой и валом, разработана ЦНИИТС. Для обеспечения соосности облицовок с валами и создания равномерного кольцевого зазора между склеиваемыми поверхностями на валу выполняют центрирующие плоскости из стеклопластика шириной 30-40 мм. Толщина поясов 1,2 мм для валов диаметром до 300 мм, 1,5 мм для валов диаметром свыше 300 мм и 2,0 мм для валов диаметром свыше 500 мм. Для подачи клеевого состава и выхода вытекающего воздуха из зазора в облицовках, выполняют пробки из такого же материала, что и облицовка. Для формирования клеевого соединения необходимо обеспечить следующие давления (а) в клеенвом составе: для валов диаметром до 300 мм-2,Па; свыше 300 и до 500 мм-2,ЗПа; свыше 500 мм-2,0 Па. Такое давление создается в жидком клеевом составе после заполнения зазора, при этом пругие деформации, вызываемые расширением облицовки, достаточны для компенсации осаднки клея при полимеризации и создают остаточные контактные давления на затвердевший слой клея не менее Па. Механическая обработка поверхностей гребного вала, облицовки и центрирующих поясов выполняется с соблюдением следующих требований: поверхность вала под облицовку с допуском

5. Расчет гидропрессового способ насадки полумуфты гребного вала.

5. Расчет гидропрессового способа насадки полумуфты гребного вала. Выбор типоразмера гидродомкрата.

5.1 Исходные данные

Номинальный крутящий момент на валу: М = 53-10⁴Н*м

Большой диаметр конуса вала:

Д - 0,532 м (532 мм)

Диаметр расточки конуса вала: d = 0,140м (140 мм)

Длина контакта сопрягаемых конических поверхностей: L <= 0,750 м (750 мм)

Конусность соединения: К = 1 : 15

Средний диаметр конуса вала: Дер = 0,507 м (507 мм)

Наружный диаметр ступицы полумуфты в среднем сечении:

Д_н= 0,730м (730 мм)

Материал вала - поковка стальная 36хНМФА

G _тв = 600 Па (60 кг/мм²)

e1 <= 20*10⁴ Па (2,0*10⁴ кгс/мм²) Mi<- 0,30

Материал полу муфты - поковка стальная КП50:

G_T._CT = 500MП2 <= 21*10⁴Па (2,1*10⁴ кгс/мм²)

М₂ = 0,3

Коэффициент запаса несущий способности соединения

Величина контактного давления:

Напряжения кручения в материале вала в сечении по среднему диаметру конуса от действия номинального крутящего момента.

Где L_ф=0,690м Tа <=0,15

Величин диаметрального натяга:

Осевое перемещение полумуфты по концу вал при окончательной насадке:

Усилие предварительной напресовки полумуфты для определения начального положения:

Q_н=0,05gFф(т+0,5k)=0,0Х67,Хl,098(0,15+0,Х)=0,67Х10⁶H

Fф=

срL_ф=3,14*0,507*0,69=1.098

Усилие окончательной напресовки полумуфты са подачейа масла на сопрягаемые конические поверхности:

Q <=

Ф(6Н

р=1,15,

Qmax<=

nK_Mт_B= 3,14*0,3535*0,22*0,87*0,55*300 = 35,05*10⁴Н

где, d1 = d_H<- 1,0825 Р = 0,36 - 1,0825*6 *10^-3 = 0,3535 d_H<= 0,36м

Р = 6- 10^-3м

Н = 0,22м К_п= 0,87 К_м - 0,55

т_в= 0,5 Х G _тв= 0,5 Х 600 = 300 Па Приведенное напряжение на внутренней поверхности вала

Из словия прочности: G2 < 0,4 Gтв =а 146,1 < 300 Па

Приведенное напряжение н внутренней поверхности ступицы

Из словия прочности: (Gз < 0,75 Х Gтст <= 234,4 < 375 Па

Н основании произведенныха расчетов гидропрессового способа

насадки полумуфты н гребной вал выбираем номер типоразмера

гидродомкрата 7.

Диаметры кольцевого плунжера гидродомкрата:

) малый-610 мм; б) большой - 890 мм;

Насадку фланцевой полумуфты на вал производят следующим способом. Корпус гидродомкрата фиксируют гайкой на резьбовом конце вала. При подаче масла под поршень последний, перемещаясь в основном направлении, насаживает, фланцевую полумуфту на конус гребного вала и создает диаметральный натяг.

6. Правк гребных винтов.

6. Правка гребных винтов.

6.1 Правка латунных гребных винтов.

Правку латунных гребных винтов следует производить в горячем состоянии с приложением статической нагрузки на прессах или другом оборудовании, позволяющем развить необходимые усилия. При отсутствии такого оборудования гребные винты можно править с приложением динамической нагрузки. Правка должна осуществляется на жестких металлических подкладках, позволяющих выправить деформированную часть лопасти и вместе с тем предотвратить деформацию лопасти на соседних частка.

При правке как статической, так и динамической нагрузкой во избенжание образования трещин металл винта вместе правки и в соседней зоне, располагающейся на 200-300 мм от границ деформированных частков, должен быть нагрет до температуры, при которой возрастает его пластичность и снижается предел текучести.

Для марганцевых латуней, близких по химическому составу к латуни МцЖ55-3-1, благоприятное с точки зрения правки изменение механических свойств материала винта происходит при температуре 500

Среди латунных гребных винтов зарубежного производства встречаются такие гребные винты при нагреве, материал которых характеризуется провалом

пластичности в некотором интервале температур. Поэтому для точнения нижнего предела температуры правки таких винтов необходимо опреденлить механические свойства материала винта при повышенных температурах. Для этого целесообразно из конца поврежденной лопасти вырезать круглые образцы с диаметром рабочей шейки 3-6мм и испытать их на раснтяжение при температуре 400,450,500,550 и 600

Рекомендуемая температура правки должна поддерживаться постоянной на протяжении всего частка, подогреваемого правке. Не допускается, что бы на данной лопасти одна граница частка была нагрета до нижнего предела, другая -до верхнего. Одновременный нагрев лопасти в пределах одного частка, подвергаемого правке, может привести к образованию как поверхностных, так и сквозных протяженных трещин вследствие значительных растягивающих напряжений, возникающих в менее

нагретых частках под воздействием более нагретых соседних частков. Для полного исключения возможности образования трещин при нагреве лопасти необходимо. Чтобы граница нагретого частка приближалась к прямой линии. Совершенно недопустимо, чтобы изотермы при правке были замкнутыми кривыми.

Температуру нагрева винтов из латуни ЛМцЖ67-5-2-2 при правке рекомендуется поддерживать в интервале 600-800

Однако следует иметь в виду, что это не значит, что в пределах одного частка, подвергаемого правке, температура нагрева может колебаться в казанных пределах. Она должна быть одинаковой или очень незначительно различаться во всех точках частка, непосредственно подвергаемого частка.

При меньших толщинах рекомендуемого участка можно огранинчиться температурой нагрева по нижнему пределу, при больших толщинах - по верхнему. Это позволит при меньших силиях более производительно выполнить работы по правке.

Скорость нагрева не должна превышать 20-25

Если латунь характеризуется провалом пластичности при повышенной температуре, скорость нагрева должна быть снижена до 10

6. 2 Правка бронзовых гребных винтов.

Правка бронзовых гребных винтов в горячем состоянии по сравнению с правкой латунных гребных винтов сопряжена с большими трудностями. Правка бронзовых гребных винтов производится при более высоких температурах:

бронзы типа АЖН9-4-4, Никалиум и других марок, близкие по химическому составу, рекомендуется править в горячем состоянии при температуре 700-900

бронзы типа Нева-70, Суперстон-70, Новостон и других марок, близких к ним по химическому составу, - при температуре 700-850

т.п.), в незначительный предел температур может вызвать образование протяженных трещин.

Необходим тщательный контроль температуры, чтобы вовремя предупредить неравномерный нагрев. Граница нагретого частка обязательно должна быть прямой линией. Совершенно недопустимо производить правку при температуре ниже 700

Из-за высокой теплопроводности бронз происходит силенный отнвод тепла от места нагрева, поэтому целесообразно прилегающие к месту правки части лопасти крыть с двух сторон асбестовым полотном. Правку бронзовых гребных винтов следует осуществлять с применением прессов, различных домкратов и другого оборудования, позволяющего выполнять безударную правку. Применение дарной правки можно допустить только на кромках лопастей с применением жестких подушек.

Горелки, используемые для правки бронзовых гребных винтов, должны иметь мягкое сосредоточенное пламя. Обычно используют воздушно-керосиновые горелки либо горелки, работающие на соляровом масле. Из-за больших размеров факела горелку устанавливают на большом расстоянии от нагреваемого винта (до 1-1,5мм). Этим достигают одновременный нагрев всей части лопасти, подвергаемой правке.

Нагрев лопастей можно использовать также с помощью открытых коксовых печей. Важно только, чтобы перепады температуры в пределах нагреваемой части лопасти были незначительными.

Если правке подвергают бронзовый винт, состав которого отличается от помянутых выше бронз, необходимо из конца лопасти вырезать образцы и подвергнуть их испытанию на растяжение и дарную вязкость в интервале температур 400-700

После точнения температуры охрупчивания материала можно становить нижний предел температуры правки для данного гребного винта. Верхний предел температуры правки должен быть на 80-100

Правку в холодном состоянии допускается производить при незначительной деформации кромок (до 20

6. 3 Правк стальных гребных винтов.

Только незначительные повреждения стальных гребных винтов могут быть выправлены в холодном состоянии, например деформация кромок на тол до 20

Нагрев следует осуществлять равномерно, избегая получения замкнутых изотерм. Изотермы должны быть прямыми линиями либо слегка искривленными, если правка гребного винта производится в непосредственной близости от кромки.

Правку гребных винтов из нержавеющей стали марки Х1НДЛ и из других сталей, близких к ней по химическому составу, рекомендуется проводить в горячем состоянии при температуре 750-850

Температуру нагрева лопастей при правке контролируют контактными термопарами или радиационными пирометрами. Применение термокарандашей либо термокрасок для определения температуры нагрева винтов из нержавеющей стали в случае, если правка производится при температуре 600-700

Стали, типа Х1НДЛ, отличаются низкой теплопроводимостью, поэтому гребные винты из этих сталей надо нагревать равномернее и медленнее, чем из медных сплавов. Скорость нагрева винта для правки не должна превышать 8-10

6. 4 Правка гребных винтов без съема с вала.

Действующие нормативные материалы предусматривают правку гребных винтов, снятых с вала, в цехах. Поэтому для правки рекомендуется использовать процессы, имеющиеся на заводах, также различные источники нагрева, позволяющие получить рассредоточенное пламя и обеспечить равномерный нагрев лопасти на большой поверхности.

Если возникает необходимость выправить лопасть гребного винта, находящегося на плаву в горячем состоянии с помощью горелок, в которых в качестве окислителя используется воздух, эту работу на площадках ограниченных размеров выполнить практически невозможно. Потребуется такая сложная технология, что эффекта от ремонта гребного винта на плаву не будет.

При использовании горелок, работающих на воздухе, образуется очень большой факел и рабочие в процессе нагрева винта не могут там находиться, так как возникает опасность получения ожогов. Рабочие монгут приблизиться к винту только после прекращения нагрева. За это время лопасть на столько спевает остыть, что производить правку же нельзя. Кроме того, если одновременно нагреть всю часть лопасти, подвергаемую правке, то при отсутствии жестких подкладок (в словиях правки на плаву такие подкладки из-за большой массы и неудобства закрепления не могут быть использованы) восстановить первоначальную форму лопасти чрезвычайно сложно.

Совсем другая картина получается в случае нагрева лопасти зкими полосами, по которым происходит правка лопасти независимо от того, в какой точке прикладывается силие.

Нагрев лопасти зкими полосами (100-150мм) возможен при иснпользовании газокислородных горелок, характеризующихся высокой концентрацией теплового потока. Правда, после нагрева лопасти газокислородными горелками, в которых используются в качестве горючего ганза ацетилен либо его заменители (пропан-бутан, природный газ, пары керосина и др.), в лопасти возникают значительные остаточные напряжения.

Однако благодаря проведению последующей местной термической обранботки выправленной лопасти опасные остаточные напряжения снижаются до безопасного ровня. Снижаются таким же образом сварочные напряжения. С точки зрения образования остаточных напряжений, концентрированное пламя газокислородных горелок не опасно, трудности вознникают в другом; при использовании концентрированного пламени возрастает опасность неравномерного подогрева части лопасти и наведения искривленных изотерм, обусловленных большим перепадом температур в месте нагрева. Вследствие неравномерного нагрева лопасти могут возникнуть поверхностные и протяженные трещины.

Предотвратить образование трещин при нагреве винта концентрированным газокислородным пламенем можно, но для этого требуется точно соблюдать изложенные ниже требования: расстояние от ядра пламени до нагреваемой поверхности должно быть не менее 30-40мм; горелки надо постоянно перемещать, осуществляя ими одновременно вращательные движения по окружности, диаметр которой равен ширине полосы нагренва, с частотой 30-40 об/мин и возвратно-поступательное движение в пределах отведенной полосы нагрева со скоростью 1,0-1,5м/мин. Ширину полосы нагрева принимают равной 1,5-2,0 S (S <-максимальная толщина лопасти в пределах полосы нагрева), но не менее 80мм. Количество горенлок выбирают исходя из площади сечения лопасти вдоль полосы нагрева:

^

на каждые 120-15 Осм поперечного сечения лопасти - одна горелка. Нагрев целесообразно осуществлять с двух сторон, располагая большую часть горелок со стороны действия растягивающих силий. Если количество горелок четное и превышает три, можно делить горелки поровну. При количестве ф горелок три и меньше и максимальной толщине лопасти в месте нагрева, не превышающей 40мм, нагрев можно осуществлять только с той стороны, на поверхности которой в процессе правки приходят деформации растяжения.

Для правки лопастей без съема с вала имеются устройства, при использовании которых точкой опоры служит сама лопасть. Недостатком подобных стройств является их изначальная масса и необходимость применения грузоподъемных средств.

Черноморский ЦПКБ разработано устройство для правки гребных винтов на плаву, которое лишено перечисленных недостатков, так как каждый из элементов стройства двое рабочих легко крепят к лопасти.

Устройство для правки гребных винтов на плаву (рис. 1-5) состоит из поперечной! и продольной 3 балок (рис.1). Поперечную балку станнавливают на лопасть в положении, близком параллельному по отношению к предполагаемой полосе нагрева, и закрепляют болтами. Для возможности правки гребных винтов различных размеров поперечная балка на одном конце соединения с передвижной скобой-струбциной 2, понследняя (рис.3), передвигаясь по балке, позволяет закреплять ее на лопастях шириной от 1 до 2,5м. Поперечную балку (рис.2) прикрепляют к лопасти с зазором таким образом, чтобы между балкой и поверхностью лопасти проходила продольная балка.

Продольная балка может занимать различные положения и быть ориентированной как вдоль оси лопасти, так и под различными глами к ней. Хомут 4 (рис.1) держивает продольную балку от самостоятельного перемещения относительно поперечной балки и лопасти. Продольная балка снабжена винтом 4 (рис.4), становленным в ползуне 5, с которым он может перемещаться вдоль продольной балки, занимая нужное положение.

Если нажимной винт находится между поперечной балкой и вынправляемый концом лопасти, правка происходит в направлении к понверхности лопасти, на которой становлены балки. Если нажимной винт находится между поперечной балкой и ступицей, правка происходит в противоположном направлении.

Рис. 1. стройство для правки лопастей гребных винтов на плаву

1 - поперечная балка; 2 - струбцина; 3 - продольная балка: 4 - хомут.

74

Таким образом, описанное приспособление, отличается простотой конструкции, позволяет производить правку лопастей в различных нанправлениях без его перестановки, поскольку точками опоры для прондольной балки являются конец лопасти - нажимной винт - поперечная балка при правке лопасти в направлении к поверхности, на которой расположены балки, и конец лопасти -

поперечная балка - нажимной винт при правке лопасти в противоположном направлении.

В первом случае продольную балку Г-образной скобой 3, на свонбодном конце которой расположена опорная сферическая пята 1, через которую передается на лопасть силие, развиваемое нажимным винтом 4, во втором случае продольную балку снабжают упорным стержнем, либо Г-образная скоба пирается в лопасть нижней пятой 2. Для предотвращенния образования вмятин под опорными пятами станавливают подкладки либо опорные балки 11, рабочая поверхность которых имеет цилиндрическую форму (рис.5).

Подкладки следует применять во всех случаях, когда конец лопасти прогрелся до высокой температуры вследствие близкого расположения полосы нагрева.

Правку кромок целесообразно производить с помощью скобы С-образной формы, для чего зев скобы должен быть длиной до 100-3 00мм. К опорным поверхностям С-образной скобы во избежание вмятин на лонпасти необходимо править поперечные планки, рабочая поверхность которых имеет цилиндрическую форму, либо приварить опорные пяты со сферической формой рабочей поверхности.

Для скорения процесса могут быть становлены две и более продольные бланки, причем одни могут быть настроены на прижим конца лопасти, другие - на отжим. Необходимость в одновременном использовании нескольких продольных балок может быть обусловлена сложной деформацией лопасти, которая захватила большую площадь. Наличие нескольких опорных точек, расположенных с противоположных сторон лопасти, позволяет перемещать в нужном направлении отдельные частки либо зафиксировать положение одних частков и переместить другие. Слишком большое количество продольных балок затрудняет процесс контроля геометрии винта. Поэтому число продольных балок должно бать таким, чтобы можно было достаточно быстро осуществлять правку, и при этом, была возможность постоянного контроля геометрии винта с помощью реек, свободно перемещающихся между продольными балками.

Если лопасть деформирована на большой гол (90-180

Правку выполняют в такой последовательности:

1)На нагнетательной поверхности деформированной части лопасти наносят термостойкой краской или мелом линии в радиальном направлении, по которым с помощью реек можно определить положение выправляемой части лопасти относительно недеформированной корневой части (в случае, если ступица находится под водой).

Если нагнетательная часть имеет сложную форму и имеется чертеж гребного винта, после предварительной правки гребного винта целесообразно проверить геометрию лопасти по изготовленному шаблону, состоящему из ряда продольных и поперечных реек, скрепленных между собой и ох

Х на открытом воздухе под воздействием температуры окружающего воздуха, повышенной влажности, осадков, что вызывает переохлаждение или перегрев тела и, как следствие возможность простудных, легочных и т.п. заболеваний;

Х в замкнутых и труднодоступных судовых отсеках и помещениях, что приводит к значительным неудобствам, трудным положениям тела при работе, вызывает дополнительные физические нагрузки и преждевременную сталость;

ослабляет внимание и повышает опасность для работающих; ватывающих всю часть лопасти. По рейкам наносят на лопасть точки, несоответствующие чертежу, с казанием величины отклонений и направления правки. Эти данные учитывают при окончательной правке. Если неповрежденная и недеформированная лопасть, шаблон можно изготонвить по этой лопасти. При отсутствии чертежа и необходимости правки всех лопастей последние проверяют по радиально расположенным линейкам.

2) На недеформированную часть лопасти на расстоянии 200-3 00мм от границы деформированного частка станавливают и закрепляют поперечную балку. Поперечную балку можно станавливать с той стороны лопасти, с которой обеспечиваются наиболее благоприятные словия вынполнения работ, нахождения рабочих-ремонтников и контроля за геометрией винта.

3)На нагнетательную поверхность наносят линии вдоль границы деформированной части лопасти. Если эта линия прямая, то затем размечают первую полосу нагрева, одной из границ которой является же нанесенная линия, вторую границу наносят параллельно первой на расстоянии, определяемом способом, описанным ранее. Затем эту полосу наносят на засасывающую поверхность.

4) станавливают и прижимают к лопасти прижимными болтами продольные балки. Если деформация произошла в одной плоскости, можно ограничиться одной продольной балкой. Опору в этом случае прижимают к наиболее даленной части лопасти и не передвигают ее до тех пор, пока

вся лопасть на будет выправлена, за исключением периферийных частков, которые выправляют с помощью С-образных скоб.

5) Нагревают лопасть в пределах размеченной полосы и при достижении температуры правки посредством нажимного винта создают силие на конце лопасти. Когда лопасть в пределах полосы выправится, правку прекращают, нагретое место крывают асбестовым полотном и лопасть остывает до температуры 150-200

6) Параллельно выправленной полосе размечают новую полосу и нагрев лопасти повторяют. По достижении температуры правки вновь создают силие на конце лопасти. Когда лопасть в пределах второй лопасти выправиться, правку прекращают, нагретое место крывают асбестовым полотном и лопасть снова остывает до температуры 150-200

В процессе правки вблизи кромок лопасти могут образоваться бухтины. Последние выправляются с помощью С-образных скоб. Сами кромки можно выправить даром молотка. дары следует наносить по подкладке.

7) Если деформация лопасти произошла не в одной плоскости, станавливают несколько продольных балок. Нагрев также осуществляют полонсами, причем полосы могут быть несколько искривленными, огибающими границу деформированной части лопасти. Правку выполняют в очередности, казанной выше.

Описанная технология правки приемлема для правки на плаву гребных винтов из различных сплавов. Отличными являются температура нагрева, скорость нагрева и скорость правки. Материалы, характеризующиеся провалом пластичности при повышенных температурах (бронзы АЖН9-4-4, Никалиум и др.), должны подвергаться правке при строгом соблюдении приведенных выше режимов нагрева.

7. Мероприятия по охране труда при ремонте гребных валов.

7. Мероприятия по охране труда при ремонте

гребных валов.

7.1 словия труда при выполнении слесарно-ремонтных работ в судоремонте.

Условия труда для большинства профессий в судоремонте, в том числе и для профессии слесаря - судоремонтника таковы, что работающие подвергаются одновременному воздействию различных опасных и вредных производственных воздействий: физических, химических, биологических и психо- физиологических. Это величивает опасность производственного травматизма и профессиональных заболеваний:

Х на открытом воздухе под воздействием температуры окружающего воздуха, повышенной влажности, осадков, что вызывает переохлаждение или перегрев тела и как следствие, возможность простудных, легочных и т.п. заболеваний;

Х в замкнутых и труднодоступных судовых отсеках и помещениях, что приводит к значительным неудобствам, трудным положениям тела при работе, вызывает дополнительные физические нагрузки и преждевременную сталость, ослабляет внимание и повышает опасность для работающих;

Х при повышенной загрязненности окружающей среды промышленной пылью, газами, парами;

Х при значительных ровнях шума и вибрации, создаваемых пневмоинструментом и другими средствами механизации.

7.2 Организация безопасныха условий труд при выполнении ремонтных работ.

При организации и проведении ремонтных работ должны строго соблюдаться требования изложенные в инструкциях, стандартах, конструкторской и технической документации. В целях обеспечения безонпасных и безвредных словий труда необходимо в каждом конкретном случае тщательно продумать план безопасной организации и проведения работ. Это касается стройства рабочих мест, рационального размещения оборудования, приспособлений и инструмента, выбора места и способа становки вала и т.п. Перед началом работ мастер обязан ознакомить рабочих с планом проведения работ, развести их на рабочие места, проинструктировать по технике безопасности, обеспечить защиту от травм (защитить органы зрения, слуха с помощью специальных средств).

Ремонт валопровода связан с подъемом, опусканием перемещением и транспортировкой тяжелых деталей. Поэтому для выполнения казанных операций широко применяют стройства и оснастку: тали, лебедку, тельферы, стропы, скобы и пр. Все эти средства должны иметь не просроченные клейма или достоверения, свидетельствующие об их пригодности к работе. Перед началом работ осматривают подъемные стройства и оснастку. При подъеме грузов не допускается применение стропов имеющих 10% обрывов проволок на шаге овивки для крестовой овивки и 5% для канатов односторонней овивки, 40% износа проволок стропов, стропов с изломами, ржавых и деформированных. Стропить гребной вал следует только в соответствии со схемой строповки.

Запрещается находиться в отсеке под опускаемым грузом до его становки.

Запрещается перегружать стропы, тали, гидравлические и винтовые домкраты ориентируясь при этом на бирки, таблички, манометры, говорящие об их грузоподъемности.

Для местного освещения использовать только специальные светильники (напряжением 1В), с защитной лампой, изолированным корпусом, прочным (без обрывов и оголенных участков) кабелем. Для общего освещения помещений применяется временное освещение (стационар-ное-12В) в соответствии с нормами.

7.3 Требования техники безопасности при ремонте

гребного вала.

К выполнению работ по демонтажу и монтажу вала должен донпускаться только производственный персонал, прошедший соответствующую профилю работ аттестацию, также инструктаж по технике безопасности с регистрацией в соответствующем журнале под роспись. Все работники занятые на монтаже валопровода должны быть обеспечены необходимыми индивидуальными средствами защиты, спецодежды и т.д.

При сверлении и развертывании отверстий, центровке валов необходимо соблюдать следующие требования Техники Безопасности:

Х обеспечить чистоту рабочего места;

Х все действующее оборудование должно находиться в полной исправности, а заграждения и защитные стройства должны быть становлены на место и надежно закреплены;

Х во время отлучки действующее оборудование должно быть отключено;

Х кнопки электрических пусковых устройств должны быть защищены от попадания металлической пыли и масла на контакты;

Х металлические кожухи пусковых стройств должны быть заземлены;

Х кнопки останова должны быть красного цвета, иметь надпись Стоп и выступать над панелью на 3 мм;

Х запрещается работать в рукавицах на переносных станках;

Х наружная электропроводка переносного оборудования должна быть надежно защищена от механического и химического воздействия;

Х пользоваться только переносными электролампами не выше 1В и защищенными предохранительной сеткой и снабженные исправным шланговым проводом.

При выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать следующие правила:

Х запрещается эксплуатация неисправного сварочного оборудования, стройств и приспособлений;

Х перемещение сварочных генераторов разрешается только при отключении их от питающей сети;

Х токоведущие части электродержателя должны быть надежно огорожены для предотвращения случайного прикосновения к ним;

Х запрещается применение аппаратуры с открытыми токоведущими частями;

Х кабели и провода к сварочному аппарату и от него должны быть без сростков и защищены от проникновения влаги и от механических повреждений;

Х запрещается хранение огнеопасных материалов в помещении, где проводятся электросварочные работы;

Х запрещается прокладка сварочных кабелей рядом со шлангами ацетилена и кислорода;

Х при выполнении работ с электросваркой необходимо соблюдать требования ОСТ5.9823-80.

При сверлении, развертывании отверстий необходимо руководствоваться Правилами техники безопасности и производственной санитарии при холодной обработке металлов.

При работе с инструментом и механизмами с электроприводом должны соблюдаться требования Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей и Правил технической эксплуатации электроустановок.

К работе с оборудованием, оснасткой, инструментом должны допускаться только лица, изучившие устройство и правила безопасной эксплуатации.

К работе с подъемно-транспортными механизмами и приспособлениями должны допускаться лица, аттестованные квалификационной комиссией и имеющие при себе специальные продленные на текущий год достоверения.

Для осуществления руководства погрузкой гребного вала назначается ответственное лицо из числа ИТР, ответственное за безопасное перемещение груза кранами. Все работы по погрузке должны производиться по его казанию. При этом необходимо соблюдать требования инструкций по Т.Б. На месте производства погрузочно-разгрузочных, стропальных работ, также вблизи от них, не допускается присутствие лиц, не имеющих прямого отношения к выполнению этих работ. Стропы из цепей и канатов должны быть в соответствии с массой поднимаемого груза и подбираться такой длины, чтобы гол развода между ветвями не превышать 90

Обработку отверстия с помощью сверлильных машин производится в очках. Применять ручной электрифицированный инструмент напряжением свыше 3В запрещается.

Весь пневмоинструмент должен быть исправным. Арматура инструмента должна обеспечивать плотное и прочное присоединение к инстнрументу и к воздушной магистрали.

При выполнении работ должны применяться только оснастка, оборудование и инструмент, предусмотренные конструкторской и технологической документацией.

Помещения, где проводят изолировочные работы, также окрасочные работы, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией и иметь первичные средства пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, пожарные рукава, подсоединенные к временной пожарной магистрали).

Ящики для ветоши должны быть закрывающимися и металлическими. часток работ должен быть оборудован искусственным освещением. При работе с абразивным инструментом должны применяться средства индивидуальной защиты; а) от пыли - респираторы ШБ-1, б) от искр - очки с прочненными силикатными стеклами.

Инструктаж рабочих по Т.Б. и пожарной безопасности проводит производственный мастер. Факт и дата проведения инструктажа заносится в журнал чета инструктажа с обязательной росписью получившего инструктаж.

При гидропрессовом способе насадки гребного винта и муфты на вал применяют оснастку, в которой используют масло под высоким давлением. Рабочие должны знать правила обращения с оборудованием и оснасткой при гидропрессовом способе насадки или съеме гребного винта. Работу должны производить под руководством мастера или высоконквалифицированного бригадира. Оснастка для гидропрессового способа насадки полумуфты должна быть исправной и содержаться в чистоте. В процессе работы категорически запрещается ремонтировать оснастку или проводить работы, связанные с ликвидацией неисправностей в соединениях, находящихся под давлением.

Все трубопроводы, насосы, гидродомкраты должны быть испытаны в соответствии с требованиями чертежей. Манометры должны быть проверены, запломбированы и становлены так, чтобы обслуживающему персоналу было добно наблюдать за их показаниями. Напрессовку полумуфты следует производить после подачи масла на конические поверхности.

Перед началом работ в тоннеле гребного вала его следует провентилировать для даления паров масел, способных с воздухом создавать взрывоопасную смесь. Поэтому в тоннеле курить и проводить работы, связанные с огнем, без соответствующего разрешения запрещается.

7.4 Требования техники безопасности при ремонте гребных валов с применением полимерных материалов.

При выполнении работ с применением полимерных материалов необходимо выполнение следующих требований:

Х при выполнении работ по обезжириванию и очистке необходимо вынполнять требования ГОСТ 9028-74 и ОСТ 5.9829-81. Легковоспламеняющиеся жидкости должны выдаваться на рабочем месте в герметичных металлических емкостях объемом не более 2-х литров;

Х для приготовления полимерных материалов следует брать минимальное количество исходных компонентов, необходимых на рабочий день и приготавливать их в количестве исключающих отходы, хранение компонентов на рабочих местах не допускается;

Х работать с полимерными материалами в производственных помещениях разрешается только при работающей приточно-вытяжной вентиляции. При выполнении работ с нагревом полимерного материала ненобходимо применять респираторы РУ-6М с патроном марки А или респиратором РПГ-7А по ГОСТ 12.4004-74;

Х помещения, в которых выполняются работы по приготовлению полимерных материалов должны соответствовать категории пожарной безопасности В (пожароопасные) по СН и ПН-90-81;

Х для защиты рук необходимо применять резиновые перчатки по ГОСТ 3-75 или резиновые по ГОСТ 2.0010-74, взамен перчаток могут применяться защитные пасты биологические перчатки;

Х в рабочих помещениях должны быть мывальники с горячей водой;

Х запрещается мытье рук растворителями; удаление пролитой на кожу смолы или ее компонентов необходимо производить бумажными салфетками или марлевым тампоном с последующей обработкой кожи этиловым спиртом по ГОСТ 18.300-72 и горячей водой с мылом. После мытья руки следует высушить бумажным полотенцем разового пользования и смазать вазелином по ГОСТ 3582-84;

Х вынос спецодежды запачканной смолой с предприятия, так же выдачи ее на дом для стирки запрещается;

Х хранение и прием пищи в помещениях, отсеках судна где проводят работы с эпоксидными смолами, также совместное хранение спецодежды и продуктов питания запрещается;

Х применение для прогрева опорных стройств, нагревательных элеменнтов с открытыми спиралями не допускаются;

Х остатки полимерного материала, загрязненную ветошь и другой обтинрочный материал следует собирать в металлические емкости и утилизировать на городской свалке.

7.5 Выбор грузовых канатов.

При монтаже гребного вала необходимо использование стропов различных конструкций. Расчет грузовых канатов для изготовления строп осуществим исходя из массы самой тяжелой детали валопровода - гребного вала.

Масса вала Q

4-

Рис. 7.1 Схема строповки гребного вала.

Подбор каната для стропа осуществляем исходя из след. словия: R<>K<-S, где R <-разрывное силие каната; К - коэффициент запаса (принимаем 6,0) R<>=6-96776=580660H. По ГОСТ 3071-74 из таблицы выбираем диаметр каната для стропа равный 36,5мм.

8. Технико-экономическая часть.

8. Технико-экономическая часть.

Экономическая эффективность наплавки судовых

гребных валов.

Восстановление поврежденных гребных валов наплавкой позволяет в значительной мере сократить расходы на изготовление новых валов и меньшить вынужденные простои судов, т.к. замена вала не всегда может быть выполнена своевременно из-за трудности получения нового ванла. Применение наплавки при ремонте или изготовлении новых валов позволяет обеспечить значительную экономию дорогостоящего бронзового сплава, из которого в настоящее время изготавливаются бронзовые облицовки для защиты валов от коррозии и износа, и в результате высокой долговечности валов сократит их общую потребность.

Для обоснования целесообразности применения нового технолонгического процесса наплавки проведем расчет сравнительной экономической эффективности.

Для расчета экономической эффективности применения наплавки при ремонте гребных валов в качестве базового варианта принимается существующий способ защиты валов -насадка на валы бронзовых облицовок.

Процессы изготовления и насадки бронзовых облицовок на валы являются достаточно сложными и трудоемкими. Стоимость отливок бронзовых облицовок составляет до 30% стоимости гребных валов. При изготовлении бронзовых облицовок в стружку ходит до 70% от общего расхода бронзы. Применение наплавки значительно снижает стоимость ремонта, валов за счет экономии бронзового сплава. Применение наплавки на судовых гребных валах вызывает изменение капитальных вложений в сфере эксплуатации судов.

Изменение капитальных вложений при использовании на судне наплавленного вала определяется по формуле:

dКобщ = dКизг.+dКэ+Книр , руб.

где: dКизг. - дополнительные капитальные вложения в сфере изготовления гребных валов на одно судно, руб., dКэ - изменение капитальных вложений в сфере эксплуатации на

одно судно, руб.,

Книр - затраты на НИР по разработке технологического процесса наплавки на одно судно, руб.

Изменение капитальных вложений в сфере эксплуатации (Кэ) обусловлено изменением себестоимости изготовления гребного вала для судна и равна

dКэ-Сб-Сн, руб.,

где: Сб - себестоимость изготовления гребного вала с бронзовой облицовкой, руб., Сн - себестоимость изготовления наплавки гребного вала, руб.,

dКизг=К_н-П_н, руб.,

где: К_н<- дополнительные капитальные вложения в сфере изготовления

валов на один вал, руб., П_н - количество наплавленных валов, потребное в течении срока

службы судна.

Затраты на изготовление гребного вала с бронзовой облицовкой определяются по данным завода-изготовителя, по наплавленным валам -исходя из сметной калькуляции себестоимости валов с бронзовыми облицовками и изменений по статьям расходов, обусловленных применением нового технологического процесса.

Расчет себестоимости наплавленного вала производится по статьям расходов: материалы, заработная плата, цеховые расходы и общезаводские расходы.

Для определения стоимости материалов рассчитывается расход наплавляемого металла и флюса. Вес наплавляемого металла определяется исходя из объема наплавки и дельного веса наплавляемого металла по формуле:

Gтн = U_H Х у, кг

где: U_H <- объем наплавки, м

Y <- удельный вес металла, кг/м³

Х2

Объем наплавки

т- 3

где: F - площадь кольца наплавленного слоя, м3 L <- длина наплавленного слоя, м

Расход флюса, используемого при наплавке, принимается равным весу наплавленного металла. Расходы по заработной плате рассчитываются на основании трудоемкости работ и средней стоимости одного человеко-часа. Трудоемкость операций наплавки определяется исходя из штучно-калькуляционного времени операций наплавки и числа рабочих,

выполняющих эти операции.

Изменение величины амортизационных отчислений и затрат на текущий

ремонт:

dЕн)-(Н + Р).руб.

100 где: Н - норма аммортизационных отчислений по судну, %

Р - затраты на текущий ремонт в % от строительной стоимости судна.

Применение наплавленных валов взамен изготовления новых валов с облицовками обеспечивает, кроме экономии эксплуатационных расходов по судну, снижение затрат на средние и капитальные ремонты судов. За счет повышения износостойкости и долговечности наплавленных валов межремонтный цикл увеличивается в 1,5-2 раза и значительно меньшается количество валов, потребное на весь срок службы судна.

Экономия затрат на судне и капитальные ремонты судна на год:

Е_Р = 3¹РП¹р - 3²рп²р + Зз_(Пз¹ - гъ¹)

Т

где: 3 р и 3 р - средние величины затрат по одному ремонту гребного вала по первому и второму вариантам, руб.; Зз - затраты по замене вала; П р и П р - количество ремонтов (средние и капитальные) за весьсрок службы судна; П з и П з - количество заменяемых валов соответственно по первому и второму вариантам; Т - срок службы судна, годы.

Первый вариант (базовый) - эксплуатация в течении года судна, оснащенного гребным валом с бронзовой облицовкой.

Второй вариант (новый) - эксплуатация в течении года того же судна, оснащенного наплавленным валом.

Годовой экономический эффект при эксплуатации судна, оснащенного наплавленным гребным валом рассчитывается по формуле:

Эг = ДЕ + £н Х АК, руб/год,

где: 8н - нормативный коэффициент эффективности капитальных

вложений руб./год <руб.

Приведенные расчеты показывают, что внедрение технологического процесса наплавки гребных валов позволяет получить значительный экономический эффект по валам различных габаритов. Этот эффект обуславливается сокращением материальных затрат при ремонте и изготовлении валов и увеличением их срока эксплуатации без замены на новый.

9. Литература.

1. Балакин O.K. л Технология судоремонта. М. Транспорт, 1983.

2. Шестеренке М.А., Шефер И.Б. Технология монтажа и ремонта машин и механизмов промысловых судов. М. Легкая и пищевая промышнленность, 1982.

3. Кохан Н.М., Друг В.И. л Ремонт валопроводов морских судов., М. Транспорт, 1980.

4. Голубев Н.В. л Основы проектирования судовых энергетических становок. Л., Судостроение., 1973.

5. Держилов Ф.С., Харитонов В.Д., Ботпггейн Б.Х. Технология судоремонта., М., Транспорт., 1981.

6. ОСТ5.9670-92 Соединения конические судовых валопроводов. Типонвые технологические процессы сборки и разборки.

7. Лопырев Н.К., Немков П.П., Сумеркин Ю.В. л Технология судоремонта^. Транспорт, 1981.

8. Использование вычислительной техники для технологических расчетов при сборке и разборке прессовых соединений судовых валопроводов. Методические казания к лабораторной работе. Л., 1990.

9. ОСТ5.0241-7 8 л Безопасность труда при строительстве и ремонте судов.

10. Плехов Е.В. л Вопросы охраны труда в судовом энергомашиностроении. Пб., 1997.

Перечень графического материала (точное указание обязательных чертежей)

1. Чертеж водопровода - 1 лист

2. Чертеж гребного вала - 1 лист

3. Схемы - 6 листов

4. Чертежи приспособления - 1 лист<

Задание по разделу Технологическая часть проекта

Консультант

Задание по разделу Технико-экономическое обоснование проекта:

Расчет экономической эффективности восстановления гребных валов

методом наплавки<

Консультант

Задание по разделу Охрана труда: Разработка мероприятий по охране труда при ремонте гребных валов

Консультант

Консультанты по другим разделам проекта

Дата выдачи:

Дата представления проекта на кафедру

20

20

Г.

Г.

Руководитель

Принял задание к исполнению

(подпись)

Примечание: Кроме задания руководитель составляет календарный график работы над проектом на весь период проектирования (с казанием сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов).

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЗФ

КАФЕДР <ТСМ

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

ЗАВКАФЕДРОЙ

(проф. В. П. Булатов )

(Ф.И.О)

дипломный

ПРОЕКТ

Ремонт гребных валов

дипломник

РУКОВОДИТЕЛЬ

(Фасолько О. Ю.)

(Ф.И.О)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ НИВЕРСИТЕТ

Факультет Вечерне-заочный
Кафедр Т С М

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

Доктор технических наук [рофессор В. П. Булатов

ЗАДАНИЕ

н дипломный проект

Студент (ка) Группа

Тем проекта:

Ремонт гребных валов

Исходные данные. Чертеж гребного вала._Основные параметры СЭУ судна-прототипа.<

Перечень вопросов, подлежащих разработке:

1. Общие сведения о судне-прототипа. Выбор главного двигателя. Конструкция гребного вала.

2. Вопросы технической эксплуатации СЭУ.<

3. Классификация неисправностей гребных валов.<

4. Типовые технологические процессы ремонта гребных валов.<

5. Расчет гидропрессового способа насадки полумуфты гребного вала.

6. Правка вала.

7. Мероприятия по охране труда при ремонте гребных валов.

8. Технико-экономическая часть.

9. Литература.

Содержание

Введение............................................................................стр. 1

1. Общие сведения о судне-прототипе. Выбор главного двигателя.

Конструкция гребного вала....................................................стр. 2

2. Вопросы технической эксплуатации СЭУ..................................стр. 15

3. Классификация неисправностей гребных валов........................... стр. 26

4. Типовые технологические процессы ремонта гребных валов...........стр. 33

5. Расчет гидропрессового способа насадки полумуфты гребного вала ...стр. 60

6. Правка гребных валов............................................................стр. 65

7. Мероприятия по охране труда при ремонте гребных валов..............стр. 78

8. Технико-экономическая часть..................................................стр. 85

9. Литература..........................................................................стр. 89