Износы и повреждения моноблоков ВОД и методы их устранения.

Моноблоки высокооборотных дизелей типа М400, М401 и тому по­добных, выполнены в виде монолитной неразъемной конструк­ции собственно блока цилиндров и крышек цилиндров из алюминиевых сплавов. Такая конструкция улучшила эксплуатационную надежность моноблоков (уменьшила вибрации и кавитационные разрушения). В то же время заметно ухудшилась технологичность и ремонтопригодность этих деталей. Сложнее стали выявления и устранения трещин в клапанной дос­ке камеры сжатия, замены гильз цилиндров. Обычно гильзы заменяют в случае загрязнений каналов для охлаждающей жидкости или достижения предельных износов гильз по наружной и внутренней поверхностям.

Для выявления трещин моноблоки в сборе с гильзами цилиндров оп-рессовывают водой под давлением 0,4 МПа при температуре около 365 К в течение не менее 5 мин.

Трещины и другие дефекты, требующие ремонта, устраняют сваркой и наплавкой присадочными материалами из того же сплава, что и сами моноблоки. Присадочные материалы в виде прутков перед использовани­ем очищают от грязи, жира и окисной пленки травлением, которое произ­водят не ранее чем за сутки до их применения. Присадочные прутки за 2-2,5 ч перед сваркой или наплавкой покрывают порошко- или пастооб­разным флюсом. В качестве электродов при электродуговой сварке ис­пользуют графитовые стержни диаметром 15-20 мм.

Дефектные места под сварку и наплавку подготавливают вырубкой дефектов и повреждений с последующей зачисткой. Сварку и наплавку дефектных мест графитовыми электродами на постоянном токе прямой полярности и силе тока до 500 А ведут с предварительным расплавлением основного металла и последующим вводом в сварочную ванну присадоч­ного материала. Сквозные дефекты устраняют сваркой с обязательной подформовкой графитовыми прокладками, сухим асбестом и т.п

Качество заварки дефектов в моноблоках контролируют гидравлическими испытаниями. По требованию органов надзора могут проводить рентгеновское просвечивание. Замена гильз цилиндров предполагает предварительную выпрессовку старых и последующую установку новых деталей. Гильзы цилиндров из моноблоков выпрессовывают с нагревом моноблоков до температур 375 – 380 К специальными приспособлениями. Новые гильзы подбирают селективно по фактическим размерам гнезд моноблоков и наружных диаметров посадочных поясков гильз. В этой сборочной единице «моноблок – гильза» обеспечивают натяг до 0,30 мм. Сборка поперечно прессовых соединений с таким большим натягом требует обязательного нагрева моноблока до 375–380 К и охлаждения гильзы в жидком азоте.

Сборку и затяжку резьбового соединения дополнительного креплениягильзы в моноблоке выполняют в два приема: сначала с подогревом сборочной единицы до температуры 323 К, а затем (окончательную затяжку)при температуре деталей на 30–40 градусов выше первоначальной.Качество отремонтированных моноблоков контролируют микрометрическими измерениями геометрических параметров гильз и гидравлическими испытаниями водой при температуре 365 К, давлении 0,4 МПа втечение не менее 5 минут. Как и при любых гидравлических испытанияхответственных сборочных единиц, отпотевание, течь и просачивание воды через уплотнения и основной металл не допускаются.

Крышки цилиндров при ремонте опрессовывают для выявления трещин. При этом любые трещины на нижнем донышке не допускаются и такие крышки цилиндров выбраковывают. Трещины на вертикальных стенках крышек в зависимости от расположения и размеров могут быть отремонтированы по специальному разрешению органов надзора за ремонтом судов.

Выгорание и наклеп уплотнительных фасок седел выпускных клапанов устраняют при ремонте зенкерованием на вертикально-сверлильныхстанках. Для обработки используют специальные зенкеры с передней направляющей, обеспечивающей строгую ориентацию инструмента относительно оси направляющей втулки клапана. Завершают ремонт седел клапанов их совместной притиркой с клапанами. Притирку клапанов выполняют после запрессовки направляющих втулок в крышку цилиндров наспециальных многоместных станках. Кинематически эти станки сконструированы так, что сочетают в себе одновременно два вида движения:возвратно-поступательное (ударное) и возвратно-вращательное. Благодаря такому сочетанию движений клапана в седле получают высокое качество притирки. В качестве абразивных материалов используют специальные мелкодисперсные абразивные пасты.

Качество притирки клапана к седлу оценивают визуально по однотонному цвету контактного пояска или наливом керосина на клапан изнутрикрышки цилиндра: при удовлетворительной притирке керосин не долженпроникать между клапаном и седлом.

Незначительные износы рабочих поверхностей направляющих втулокклапанов устраняют развертыванием с последующей перекомплектациейсборочной единицы.

 

 

Ремонт шатунов.

Шатуны судовых дизелей представляют собой конструкции, состоящие из стержня шатуна и крышки нижней половины вкладыша шатунного подшипника. В ряде случаев, особенно у МОД большой мощности, стерж-

ни шатунов выполняют разъемной конструкции в виде кривошипной головки и собственно стержня шатуна. Этим разнообразием конструктивного исполнения и количества контактных поверхностей, подвижных и неподвижных соединений подшипников шатунов, нижней головки и крышки шатунных вкладышей определяются разновидности износов шатунов.

Шатуны в эксплуатации находятся под действием динамических нагрузок, что способствует развитию усталостного разрушения.

К ведущим износам шатунов относят:

искажения геометрической формы и размеров подшипников кривошипной и поршневой головок шатуна, плоскостей поверхности разъемалапы шатуна с кривошипной головкой;ослабление и искажение формы баз головки шатуна; нарушение взаимного расположения осей подшипников шатунов и баз поршневой икривошипной головок в результате неравномерного изнашивания и ис-

кривления стержня шатуна;усталостные трещины на стержне шатуна.

Искривления стержня шатуна оценивают по непараллельности и перекосу осей подшипников.

Конусные контрольныевтулки применяют для компенсации износов шатунных подшипников,которые для каждого шатуна могут заметно отличаться друг от друга.

Измерения в специальных приспособлениях позволяют за одну установку определять непараллельность, перекос. Настраивают приспособления для измерений с помощью специального калибра. Усталостные трещины на стержнях шатунов ВОД выявляют магнитопорошковым методом. Хорошие результаты при такой дефектоскопииполучают благодаря тому, что все поверхности стержней шатунов ВОДпри изготовлении полируют для предотвращения концентраторов напряжений при эксплуатации. Контролируют стержни шатунов дефектоскопами. На дефектоскопию шатуны направляют в сборе с крышкой, но безвкладышей подшипников. Перед магнитопорошковым контролем деталиочищают от смазочного материала, нагара и цветов побежалости.

Трещины на шатунах являются недопустимыми дефектами, поэтомушатуны в случае обнаружения трещин выбраковывают.

В заключении магнитопорошкового контроля шатуны, как и обычно,размагничивают в камере для размагничивания или на дефектоскопе.Ремонт шатунов предполагает восстановление точности баз по форме,размерам и взаимному расположению осей подшипников шатунов механической обработкой.Рабочие поверхности головного и шатунного подшипников после ремонта (замены) растачивают одновременно на алмазно-расточных станках, станках повышенной точности. Подшипники шатунов на универсальных горизонтально-расточныхстанках обрабатывают раздельно, а затем окончательно растачивают подшипники на номинальный илиремонтный размеры.

 

 

Ремонт втулок цилиндров.

 

Цилиндровые втулки малооборотных (МОД) и высокооборотных(ВОД) отличаются друг от друга не только материалами, из которых ихизготавливают, но в ряде случаев и конструктивным исполнением. Этиразличия обусловливают особенности изнашивания цилиндровых втулокуказанных дизелей и развития ведущих износов.Наиболее характерными износами цилиндровых втулок являются искажения геометрической формы и размеров баз, коррозионно-эрозионные разрушения наружных поверхностей, омываемых охлаждающей водой. Коррозионные разрушения помимо снижения механической прочности могут привести к нарушению сплошности металла и герметичности рабочего пространства цилиндров.Образование коррозионно-эрозионных разрушений наружных поверхностей втулок цилиндров объясняется кавитационными явлениями, происходящими на этих поверхностях под действием вибрации стенки цилиндровой втулки. Втулки ВОД изготавливают из легированных сталей. Они намного чувствительнее к вибрациям и, следовательно, к интенсивному кавитационному изнашиванию преимущественно наружной поверхности.

Внутренняя рабочая поверхность втулок ВОД имеет высокую поверхностную твердость.Искажения геометрической формы и размеров внутренней поверхности определяют микрометрическими измерениями. По существующейметодике оценки технического состояния ЦПГ дизелей в эксплуатации ипри ремонте эти измерения производят в двух поясах. Ремонт цилиндровых втулок МОДнаиболее часто сводят к замене ихновыми. Ремонт втулок механической обработкой по системе ремонтных размеров является пригодным для восстановления как внутренней, так и наружной поверхностей, потому что для большинства марок серийных дизелей, устанавливаемых на судах речного транспорта, разработана и действует система ремонтных размеров.Технологический процесс восстановления внутренней поверхностивключает в себя растачивание и обязательное хонингование для обеспечения заданной точности по размерам, их предельным отклонениям, а такжепо форме этой поверхности в продольном и поперечном сечениях.

Восстановление работоспособности втулок гальваническим наращиванием электролитическим железом (железнением) широко применяютдля ремонта цилиндровых втулок небольших габаритов.Цилиндровые втулки ВОД при достижении предельных износов не

ремонтируют и всегда заменяют новыми.

Ремонт поршней.

 

Наиболее характерными износами поршней судовых дизелей являются искажения геометрических форм и размеров тронка, отверстия под поршневой палец, канавок под верхние компрессионные кольца, а также прогорания донышка поршня. Скорости изнашивания в пределах одной и той же детали существенно отличаются и тем самым превращают поршень в деталь с низкой вероятностьюбезотказной работы.Для поршней ВОД, изготавливаемых из деформируемыхалюминиевых сплавов, ведущими износами оказываются прогорание донышка поршня, закоксовывание двух верхнихканавок под поршневые кольцаи износ этих канавок с увеличением торцевого зазора междуканавкой и кольцом. Практически срок службы канавок подпоршневые кольца для этихпоршней составляет одну – двенавигации, в то время как подругим изнашиваемым элементам сроки службы до ремонтазначительно выше. Прогораниедонышка поршня является бра-

ковочным признаком.

Износ канавок и других конструктивных элементов при дефектацииобнаруживают микрометрическими измерениями и при износах, большедопускаемых по техническим условиям, поршень ремонтируют. Обычно, иособенно для поршней МОД с наддувом или без наддува, этот ремонт сводят к обработке канавок, тронка поршня и отверстия под поршневой палецпо системе ремонтных размеров на ближайший ремонтный размер. Причемтак же, как и при изготовлении новых поршней, основная характерная особенность технологического процесса состоит в использовании искусственнойустановочной базы для установки на станке детали, обеспечивающейсоблюдение принципа постоянства баз при механической обработке.

Поскольку после ремонта поршни должны удовлетворять условиювзаимозаменяемости, то к качеству восстановления геометрических характеристик всех конструктивных элементов предъявляются высокие технические требования. Особенно жестко эти требования регламентируютсядля отверстия под поршневой палец. Для удовлетворения этих требованийпоршни растачивают на алмазно-расточных станках.Из методов восстановления поршней наращиванием металла на практике находят применение наплавка и анодное оксидирование канавок подкольца поршней из алюминиевых деформируемых и литейных сплавов.

Восстановление наплавкой предусматривает полное заполнение металлом двух верхних (а иногда и всех) канавок под поршневые кольца и последующую механическую обработку относительно искусственной установочной базы. Наиболее эффективна в этих случаях плазменная наплавка порошковой проволокой, легированной хромом и другими износостойкимиматериалами. Такой процесс используют для повышения долговечности

канавок поршней не только при восстановлении, но и в машиностроительномпроизводстве при изготовлении новых деталей путем наплавки болееизносостойкого металла на предварительных этапах технологического процесса с последующей чистовой механической обработкой.

Анодное оксидирование (анодирование) как при изготовлении новых,так и при восстановлении изношенных поршней из алюминиевых сплавовв первую очередь преследует цель повышения износостойкости канавокдля поршневых колец. Прианодировании на поверхностидетали образуются пленки, этот процесс может обеспечивать и восстановление размеров торцовых поверхностей перемычекмежду канавками под поршневые коль

 

11. Классификация и причины образования дефектов.

 

В процессе эксплуатации судна и его элементов возникают дефекты,количество, размер, характер и место расположения которых определяюттехническое состояние элементов и судна в целом.Под дефектом понимается каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.Дефекты классифицируются по расположению, конфигурации и причинам возникновения.

По расположению дефекты подразделяются на поверхностные, подповерхностные и внутренние. Поверхностными являются такие дефекты,которые располагаются или имеют раскрытие на поверхности детали. Дефекты, залегающие на глубине не более 2 мм, называются подповерхностными, а залегающие на большей глубине – внутренними.

По конфигурации дефекты бывают объемные и плоские. К объемным относятся дефекты, размеры которых по трем взаимно перпендикулярным осям соразмеримы. Это газовые или шлаковые включения, некоторые виды непроваров. У плоских дефектов один из размеров значительно меньше, чем два других. Такими дефектами являются трещины, тонкие непровары, отслоения, риски, задиры, наработки на рабочих поверхностях деталей механизмов и т.д.

По причинам возникновения дефекты подразделяются на конструктивные, производственные и эксплуатационные. В свою очередь, эксплуатационные дефекты можно подразделить на дефекты, возникающие отнарушения правил эксплуатации, эксплуатационные отложения и дефектыот физического изнашивания и разрушений.Детали технических средств и элементов корпуса судна подвержены

действию различного вида механического, абразивного и коррозионномеханического изнашиваний, а также коррозионному и усталостному разрушениям. Материал деталей, работающих в условиях высоких температур, под действием внешних нагрузок

подвергается ползучести (медленному нарастанию пластической деформации).

Изнашивание – это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформациипри трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и (или)формы тела. Результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (длины, объема, массы), называется износом. Различают два вида износов – материальный (физический), приводящий к изменению формы, свойств, характеристик деталей, узлов и элементов судов, и моральный, обусловленный научно-техническим прогрессом на речном транспорте и в отраслях, строящих флот.Интенсивность материального (физического) изнашивания зависит отвнешних и внутренних факторов. К первым относятся значение и характер нагрузки, наличие и качество смазочного материала, температурныеусловия, режим трения, характер образующихся на поверхности защитных окисных пленок; ко вторым – твердость, предел упругости, теплофизические характеристики, химическая стойкость, характеристики структу-

ры материала, способность адсорбировать смазочный материал и т.д.