Практична робота № 2. Визначення технічного стану колінчастих валів суднових дизельних двигунів (1)

1.

ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ І РЕМОНТ СУДНОВИХ ТЕХНІЧНИХ
ЗАСОБІВ
ПРАКТИЧНА РОБОТА
№ 2. Визначення
технічного стану
колінчастих валів
суднових дизельних
двигунів

2.

знос шатунних і рамових
шийок
Характерні дефекти
колінчастих валів
дизеля
прогин вала внаслідок
нерівномірності зносу
рамових підшипників
подряпини і риски на
поверхні шийок в результаті
попадання в масло твердих
частинок
задири шийок через
підплавлення підшипників

3.

Характерні дефекти колінчастих валів
Дефекти
Характер прояву
дефектів
Ймовірна причина
Спосіб усунення
1. Зменшення діаметра
рамових і шатунних
шийок
Збільшення масляних Нормальний фізичний знос.
зазорів в підшипниках. Попадання в масло палива,
Зменшення тиску
води, твердих частинок
масла
Зменшити масляні
зазори. Замінити масло
2. Відхилення форми
поверхні шийок:
некруглість, овальність,
огранювання
Підвищений знос
підшипників
Перевантаження циліндра
двигуна. Неякісний монтаж
підшипників. Зменшення подачі
масла до шийок і брудне масло
Усунути дефект
механічною обробкою
шийок вала за
технологією заводувиробника
3. Відхилення профілю
поздовжнього перерізу
шийок вала: конусність,
бочкоподібність
Підвищений знос
підшипників
Неякісний монтаж підшипників.
Дефекти центрування деталей
механізму руху. Зменшення
подачі масла до шийок і брудне
масло
Усунути дефект
механічною обробкою
шийок вала за
технологією заводувиробника. Усунути
дефекти центрування
деталей механізму руху.

4.

Дефекти
Характер прояву
дефектів
Ймовірна причина
Спосіб усунення
4. Значення раскепів
колінчастого валу вище
гранично допустимих
Нерівномірний і
підвищений знос шийок
колінчастого вала і
вкладишів рамових
підшипників
Шорсткість шийок
колінчастого вала вище
гранично допустимої.
Нерівномірний розподіл
навантаження по
циліндрах
Усунути злами дійсної
осі колінчастого вала
шляхом заміни
зношених підшипників.
Відрегулювати
навантаження за
циліндрами.
5. Биття окремих рамових
шийок колінчастого вала
Збільшення масляних
зазорів в рамових
підшипниках і вихід їх з
ладу
Нерівномірне
навантаження за
циліндрами дизеля.
Деформація
фундаментної рами
дизеля
Усунути неспіввісність
шийок механічною
обробкою шийок вала за
технологією заводувиробника.
Відрегулювати
навантаження за
циліндрами дизеля
6. Биття всіх рамових
шийок через вигин валу
Руйнування бабіту в
товстостінних
підшипниках і збільшення
масляних зазорів в
рамових підшипниках
Гідравлічний удар в
циліндрі дизеля.
Деформація корпусу
судна в районі
фундаментної рами
Виявивши площину
найбільшого вигину,
усунути вигин валу

5.

Дефекти
Характер прояву
дефектів
Ймовірна причина
Спосіб усунення
7. Кільцеві риски, задири,
подряпини на поверхні
шийок валів
Підвищена температура
підшипників. Підвищений
знос підшипника
Попадання дрібних
абразивних частинок в
систему мащення
Повністю усунути риски і
задри шліфувальним
бруском (з подальшим
поліруванням
абразивними пастам
шийок, що не
піддавались зміцненню).
На шийках із зміцненим
шаром риски і задири
тільки загладити
шліфувальним бруском
з наступним
поліруванням.
8. Корозія шийок
Підвищений знос
підшипників і шийок
Попадання в масло
Очистити систему
палива або води. Тривала мащення. Відполірувати
відсутність провертання
шийки
колінчастого валу

6.

Дефекти
Характер прояву
дефектів
Ймовірна причина
Спосіб усунення
9. Наклеп на шийці валу
Стук в районі кривошипа
Ослаблення гайок
шатунних болтів.
Збільшення масляного
зазору вище гранично
допустимого. Відсутність
натягу
Усунути наклеп на шийці
вала шліфувальним
бруском. Затягнути гайки
шатунних болтів
заданим зусиллям.
Проконтролювати та
забезпечити масляний
зазор згідно з
технічними умовами
10. Ступінчастий знос
шатунної шийки МОД
Односторонні натири на
втулці циліндра по осі
дизеля
Неякісний монтаж
шатунного підшипника.
Усунути дефект шийки
механічною обробкою з
подальшим
поліруванням
11. Задири на шийці і
підплавлення
антифрикційного
матеріалу підшипника
Поява кольорів мінливості Попадання абразивних
на шийках валу
частинок з маслом
Відполірувати шийку
вала, замінити вкладиші,
перевірити масляний
зазор
12. Глибокі задири, дрібні
тріщини на шийці
Висока температура
підшипника
Заміна колінчастого
валу
Провертання вкладишів
підшипника

7.

Знос шатунних і рамових шийок супроводжується зміною їх форми поверхні і профілю поздовжнього
перерізу.
До зміни форми поверхні шийки відносять некруглість (відхилення від круглості). Елементарними
видами некруглості є овальність (еліптичність) і огранювання. До зміни профілю поздовжнього
перерізу циліндричної поверхні шийки відносять конусність, бочкоподібність, корсетність і вигин осі
шийки колінчастого валу.
Овальність – дефект шийок вала, який зустрічається найчастіше, утворюється від нерівномірного
навантаження на шийку. Як правило, до такого нерівномірного зносу шатунні шийки схильні більше,
ніж рамові. Відбувається це від того, що верхня частина шатунної шийки під час такту стиснення і
робочого ходу відчуває більше навантаження, ніж нижня частина шийки, тому в вертикальній площині
профіль шийки зношується інтенсивніше, ніж в горизонтальній.
Конусність шийки колінчастого вала утворюється внаслідок похибок монтажу підшипників, в
результаті чого більше зношується кінцева частина шийки.
Бочкоподібність шийки виникає в основному від перекосу вісі шатунно-поршневого вузла по
відношенню до вісі колінчастого валу.
Корсетність шийки є прямою протилежністю овальності. Корсетність, як і конусність, утворюється
від неякісного монтажу підшипників.

8.

У нового або відремонтованого колінчастого вала всі шийки повинні
бути строго циліндричної форми за всією довжиною.
Порядок визначення зносу шатунних (мотилевих) шийок:
- перед початком необхідно їх промити і обтерти насухо
- переконуються, що колінчастий вал не має серйозних дефектів –
тріщин
- приступають до вимірювання його шийок
Вимірювання проводять мікрометричною скобою з точністю до 0,01
мм чи мікрометром. Перед вимірюванням необхідно оглянути
вимірювальний інструмент. При необхідності встановити ноніус
мікрометричного гвинта скоби чи мікрометра на позначку «0» за
установчим калібром. Вимірювання здійснюють при температурі 20 ±10
℃. При зберіганні вимірювальних приладів в холодних умовах,
необхідно витримати їх, поки температура інструменту не зрівняється із
температурою навколишнього середовища.

9.

Для визначення величини зміни форми поверхні і профілю, поздовжнього перерізу шатунних шийок їх вимірюють в двох взаємно перпендикулярних площинах –
вертикальній (А-А) і горизонтальній (В-В) і в двох (для ВОД) чи трьох (для СОД) поперечних перетинах за довжиною шийки (як вказано на рис.).
Два крайніх пояси вимірювань (ніс, корма) розташовуються на відстані 0,25Lш від країв шийки для варіанту з ВОД та 0,4 Lш від середини шийки для варіанту із
СОД (Lш – довжина шийки).
Якщо колінчастий вал демонтований (піднятий), Рамові шийки вимірюють так само, як і шатунні шийки. Якщо колінчастий вал не демонтовано, шийки
вимірюють спеціальною мікрометричною скобою, яку «заводять» між рамовою шийкою і фундаментної рамою після демонтажу нижнього вкладиша рамового
підшипника. Після вимірювання вкладиш встановлюють на місце.
Вертикальною площиною вимірювання рамових і шатунних шийок вважають площину, що проходить через вісь рамових шийок і вісь шатунної шийки, коли
кривошип шатунної шийки розташований у верхній мертвій точці (ВМТ) або в нижній мертвій точці (НМТ), а горизонтальною площиною – коли кривошип шатунної
шийки розташований на лівому або правому бортах (ЛБ або ПБ).
При вимірюванні шатунної шийки у вертикальній площині кривошип шийки встановлюють в положення ВМТ або НМТ. При вимірюванні будь-якої рамової шийки
у вертикальній площині кривошип першого циліндра також встановлюють в ВМТ або НМТ. При такій схемі вимірювання це дозволяє правильно встановити форму
зносу шийок.
При збігу отворів для підведення масла з місцем установки мікрометричних приладів, їх необхідно зрушити вперед або назад від мастильного отвору.

10.

Приклади заповнення таблиць і визначення величини зносу шийок на овальність і конусність
двигуна ЧРН 32/48 наведені в табл. 1.2 і табл. 1.3.
Овальність визначають як різницю діаметрів в одному перерізі:
та конусність, як різниця діаметрів в одній площині:

11.

Визначення овальності та ексцентричності рамових шийок. Биття рамових шийок визначають за допомогою індикатора
годинникового типу. Для цього ніжку індикатора встановлюють на поверхню шийки. Відхилення стрілки індикатора при обертанні
колінчастого вала вкаже на її биття. За величиною биття рамових шийок можна визначити їх овальність і ексцентричність в суднових
умовах.
Биття вісі рамових шийок зазвичай перевіряють в тому випадку, коли одні і ті ж рамові підшипники систематично виходять з ладу
(розтріскується і викришується антифрикційний шар підшипника).
Для перевірки биття рамової шийки знімають кришку рамового підшипника разом з верхнім вкладишем. Потім на поверхню шийки, що
перевіряється, встановлюють ніжку індикатора (рис. 1.3). Обертають вал і фіксують максимальне відхилення стрілки індикатора,
відзначаючи маркером на щоці місця граничних відхилень стрілки. Якщо биття рамової шийки не перевищує величини, наведеної в
(Додаток А, табл. А2), то колінчастий вал знаходиться за цим показником в задовільному стані.
Якщо биття рамової шийки перевищує гранично допустиме значення,
необхідно встановити, чим обумовлено це биття – овальністю або
ексцентричністю рамової шийки.Щоб виявити, який з цих ефектів є
визначальним, виконують повторне зняття биття без нижнього вкладиша
рамового підшипника. За початкову точку відліку приймають максимальне
або мінімальне відхилення стрілки індикатора, що зазначене на щоці
кривошипа маркером. Фланець або маховик колінчастого вала слід
розмітити на чотири частини: 0°, 90°, 180°, 270°, при цьому 0° на маховику
повинен відповідати точці відліку на щоці кривошипа.
Покази індикатора знімають через кожні 90° повороту колінчастого
валу за відмітками на фланці маховика. Результати показів індикатора
заносять в таблицю. Різниця показів індикатора, отриманих через кожні 90
° повороту колінчастого вала, є овальністю рамової шийки. Овальність
визначають як суму різниць показів індикатора в точках (0°...90°) плюс
(180°...270°). Різниця показів індикатора, отриманих через 180° повороту
колінчастого валу є ексцентричністю шийки. Для визначення
ексцентричності рамової шийки знаходять різницю показів індикатора в

12.

Визначення вигину колінчастого валу за величиною биття рамових шийок. При експлуатації дизеля в
результаті гідравлічного удару в циліндрі, деформації фундаментної рами, деформації корпусу судна, виплавлення
рамових або шатунних підшипників, заклинювання поршня у втулці циліндра, колінчастий вал може деформуватися.
Першою ознакою такого дефекту є частий вихід з ладу рамових підшипників (розтріскування і викришування
антифрикційного металу), але при цьому величина раскепів колінчастого валу може не перевищувати гранично допустимі
значення.
Визначити залишкову деформацію колінчастого валу, тобто величину його вигину, можна за величиною биття
рамових шийок. В цьому випадку розкривають рамові підшипники і, по черзі викочуючи вкладиші, вимірюють биття
рамових шийок. При вигині колінчастого валу, величина биття рамових шийок буде перевищувати граничне значення і
збільшуватися до середньої рамової шийки, вказуючи на погнутість колінчастого вала.
Щоб визначити величину і площину вигину колінчастого вала дизеля, необхідно демонтувати деталі механізму руху,
від'єднати його фланець від фланця споживача потужності, «викотити» нижні вкладиші підшипників, за винятком двох
крайніх. Колінчастий вал, що лежить на двох крайніх підшипниках матиме пружний прогин, величина якого залежить від
його маси і довжини. Цей прогин індикатор не фіксує при обертанні колінчастого вала, якщо немає погнутості його дійсної
вісі. При ідеальних рамових шийках показання індикатора буде «0», так як пружний вигин під власною масою
залишається постійним в будь-якому положенніколінчастого валу, як в НМТ, так ів ВМТ. Якщо колінчастий вал погнутий,
то при його обертаннівеличина вигину буде зберігати своєзначення, як в НМТ, так і в ВМТ.
Щоб визначити величину і площину вигину колінчастого валу необхідно кривошип першого циліндра встановити в
ВМТ і маркером розмітити маховик або фланець колінчастого валу на 8 рівних частин згідно зі схемою, наведеною в
табл. 1.4.

13.

Ставлять індикатор на першу рамову шийку. Стрілку
індикатора суміщають з нулем. Провертають колінчастий
вал і знімають показання індикатора через кожні 45 °, і
так до повного оберту колінчастого валу. Вимірявши
биття першої рамової шийки, знову встановлюють
кривошип першого циліндра у положення ВМТ.
Переставляють індикатор на другу шийку, стрілку
індикатора суміщають з нулем і знову знімають
показання індикатора так само, як і на першій рамовій
шийці.
Після вимірювання биття рамових шийок визначають
величину вигину колінчастого вала і площину вигину
його дійсної осі. Гранично допустиме значення вигину
дійсної осі не повинно перевищувати 0,05 мм.
За даними табл. 1.4 найбільшу величину биття всі
рамові шийки мають в п'ятому положенні кривошипа
першого циліндра. Максимальне биття має в цьому
положенні четверта рамов шийка (2,0 мм). Величину
вигину колінчастого вала визначають як 1/2 величини
биття рамової шийки і дорівнює 1,0 мм.
Погнутість колінчастого вала розташована в площині
кривошипа першого циліндра опуклістю донизу.
Площину вигину колінчастого вала визначають за
схемою розмітки маховика (фланця) і положенням
кривошипа, якому відповідає найбільша величина биття
рамових шийок.