Ремонт судовых двигателей внутреннего сгорания
Демонтаж, разборка и дефектация
В зависимости от производственных возможностей предприятия и конструктивных особенностей двигателя ремонт его может осуществляться на судне или в цехе. Как правило, при капитальном ремонте двигатель демонтируют (снимают с судового фундамента) и доставляют в цех для ремонта. Крупногабаритные дизели большой массы с фундамента не снимают, а демонтируют отдельными узлами.
Ремонт двигателя в цехе сокращает сроки ремонта, однако последующие работы на судне по монтажу и центровке двигателя могут быть весьма трудоемкими, поэтому необходимость демонтажа в каждом отдельном случае должна быть обоснована.
При капитальном ремонте двигателя в цехе основными этапами являются: разборка; дефектация (выявление износов и повреждений); восстановление деталей; изготовление новых деталей взамен забракованных; узловая сборка; общая сборка двигателя; испытание в цехе; монтаж на судовом фундаменте; испытание на судне.
Демонтажные работы начинают с отсоединения от двигателя всех трубопроводов, предварительно удалив из них и из двигателя воду, масло и топливо; затем снимают с двигателя контрольно-измерительные приборы, арматуру; все отверстия закрывают заглушками. Одновременно ведут работы по разборке площадок, приводов к арматуре и других частей, соединяющих двигатель с конструкциями корпуса судна. Затем разъединяют фланцы коленчатого и приводного валов, отсоединяют двигатель от судового фундамента, выгружают и транспортируют в цех, где устанавливают в горизонтальном положении на специальный фундамент или металлические балки.
Разборка двигателя — один из важнейших технологических процессов ремонта, во многом определяющий его продолжительность и стоимость. Небрежная разборка нередко приводит к повреждению, а иногда и к утере деталей.
Процесс разборки двигателя на судне и в цехе по существу одинаков, однако разборка в цехе удобнее и значительно производительнее, так как выполняется в более благоприятных условиях. Последовательность разборки двигателя зависит от его конструкции; в каждом отдельном случае разборка должна производиться в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Должное внимание при разборке дизелей необходимо уделять клеймению и маркировке деталей и мест их установки в соответствии с инструкцией, чтобы при последующей сборке установить детали правильно. На специализированных предприятиях, ремонтирующих быстроходные дизели одного типа, детали при разборке не маркируют.
Последовательность разборки двигателей, имеющих в качестве основной детали остова фундаментную раму, примерно такова: сначала снимают контрольно-измерительные приборы, затем электрооборудование, трубопроводы, тяги топливных насосов и регулятора частоты вращения, удаляют стойки с клапанными рычагами, толкатели и штанги клапанов, навесные агрегаты, кожух шестерен, распределительный вал, крышки цилиндров, производят разъем нижних головок шатунов и, поворачивая коленчатый вал, последовательно поднимают поршни с шатунами, извлекая их из цилиндров. Затем выпрессовывают втулки цилиндров, отделяют цилиндры (блок цилиндров), снимают маховик, вскрывают рамовые подшипники, поднимают коленчатый вал и укладывают его на козлы. До выпрессовки втулок цилиндров зарубашечное пространство очищают от накипи и подвергают гидравлическому испытанию, причем выпрессовку втулок удобнее производить после демонтажа блока цилиндров или отдельных цилиндров. Если разборке подвергают несколько одинаковых двигателей, то их детали, как правило, не обезличивают. Ремонт быстроходных двигателей, как уже указывалось, производят на специализированных предприятиях, где внедрен технологический опыт заводов массового или крупносерийного производства данных двигателей. Высокая точность механической обработки, стандартизация и взаимозаменяемость многих деталей позволяют вести ремонт по поточной схеме с обезличиванием значительного количества-деталей; избегают обезличивания лишь совместно обработанных деталей. На ряде предприятий разборке двигателей предшествует их наружная мойка в специальных моечных машинах.
У двигателей крейцкопфного типа сначала отсоединяют шток поршня от поперечины крейцкопфа и только после этого, подняв поршень вместе со штоком, вынимают из цилиндра. Затем временно закрепляют крейцкопф на параллели, разбирают головные соединения и мотылевый подшипник шатуна (кривошип коленчатого вала находится в ВМТ). Медленно вращая коленчатый вал, выводят шатун из станины и вынимают его, снимают крейцкопфы и параллели.
Во время разборки любого двигателя рекомендуется соблюдать следующие общие правила:
— детали и трубы систем и приборы укладывать на заранее подготовленные места;
— разборку производить только специально предназначенными для этой цели инструментами и приспособлениями;
— при разборке не применять чрезмерных усилий, а если узел не поддается разборке, выяснить причины;
— все открытые полости закрывать специальными крышками (использование в качестве заглушек пакли и ветоши воспрещается) ;
— концы трубок глушить деревянными пробками или специальными заглушками;
— если деталь крепится несколькими гайками, то сначала последовательно ослабить их, а уже потом отвертывать; гайки после разборки навертывать обратно на болты или шпильки, а если этого сделать нельзя, то гайки с каждого узла собирать на отдельную проволоку с биркой.
Следующий этап — подетальная разборка, т. е. разборка узлов на отдельные детали.
Иногда при ремонте двигателя в цехе в целях уменьшения массы двигателя и предотвращения возможных повреждений его узлов и деталей при выгрузке с судна и транспортировке в цех производят демонтаж отдельных узлов на судне и отправляют их в цех. Облегченный двигатель отсоединяют от судового фундамента и также направляют в цех.
Рассмотрим технологию разборки некоторых наиболее ответственных узлов двигателя. Выпрессовку втулок цилиндров производят для их замены, а иногда для очистки водяного пространства. Втулки выпрессовывают с помощью приспособления, показанного на рис. 104. Снизу к торцу втулки подводится диск 8, имеющий по окружности четыре отверстия, в которые заводят стержни 7. Сверху на шпильки цилиндра устанавливают четыре подставки 6 и два гидравлических домкрата 5. На головки плунжеров домкратов помещают жесткие прокладки 4, которые упираются в скобу 3, насаженную на стержень 7 и закрепленную гайками. На две другие подставки 6 устанавливают скобу 2, соединенную с двумя другими стержнями 7; под эту скобу заводят клинья 1. Установив приспособление, в за-рубашечное пространство впускают пар низкого давления для подогрева цилиндра и облегчения выпрессовки втулки, слегка подбивают клинья и вводят в действие домкраты, с помощью которых и выпрессовывают втулку.
Последовательность разборки поршней зависит от их конструкции. Разборка большинства поршней двигателей крейцкопфного типа сводится к отсоединению штока поршня от его головки и снятию поршневых колец с поршня. Отсоединение поршня тронкового двигателя производится путем выпрессовки поршневого пальца с помощью специального приспособления, позволяющего избежать ударов по пальцу. На рис. 105 показано простейшее приспособление для выпрессовки пальца 1 поршня 2. Через пустотелый палец поршня пропущен болт 4, под головку которого подложена шайба 5. Вторым концом болт проходит через отверстие П-образной скобы 3, опирающейся на поверхность поршня. Навертывая гайку на болт 4, выпрессовывают палец и отсоединяют шатун от поршня. Если палец плавающий, а поршень силуминовый, то снимают заглушки, фиксирующие палец, нагревают поршень в масле до 250° С (523 К) и вынимают палец из поршня. Поршневые кольца снимают при помощи несложных приспособлений, предохраняющих их от поломки.
Разборка шатуна тронкового типа сводится к выпрессовке втулки головного подшипника с предварительным высверливанием стопоров, а также удалению вкладышей мотылевого подшипника.
Разбирая коленчатый вал, спрессовывают шестерню привода распределительного вала и маховик, снимают заглушки, обеспечивающие герметичность масляных полостей шеек вала; при необходимости снимают противовесы.
При разборке распределительного вала спрессовывают передаточную шестерню, а в случае необходимости и кулачковые шайбы. Если вал состоит из нескольких частей, их разъединяют.
Перед дефектацией разобранные детали двигателя чистят и моют для удаления нагара, коррозии, жирового слоя и накипи. Очистку производят химическим, механическим и ультразвуковым способами.
Дефектация деталей — ответственный этап технологического процесса ремонта ДВС. Задачей дефектации является проверка цельности деталей (обнаружение наружных и внутренних трещин, обломков и т. п.) и определение степени износа, деформации, нарушений взаимного расположения поверхностей и их чистоты.
От того, как организована дефектация, зависят качество и стоимость ремонта. При недостаточно внимательном контроле может снизиться его качество, а чрезмерно жесткий контроль может вызвать перерасход запасных деталей. Дефектация позволяет разделить все детали на три группы. К 1-й группе относят детали, имеющие допустимый износ, а также прошедшие необходимые виды проверки; ко 2-й группе — детали, которые имеют предельный износ и изменение геометрической формы поверхности, но восстановление которых возможно; к 3-й группе относят детали, имеющие признаки окончательного брака и непригодные к восстановлению.
При дефектации деталей производят внешний осмотр, проверку на специальных приборах для выявления невидимых глазом дефектов, проверку герметичности, измерение размеров и проверку для выявления отклонений от первоначальной геометрической формы.
Внешний осмотр предшествует всем остальным проверкам и производится с помощью лупы. Он позволяет обнаружить трещины, раковины и другие дефекты, а также изменения поверхностного слоя металла (например, перегрев — по наличию цветов побежалости). До применения лупы производят визуальную проверку, а места, недоступные осмотру, проверяют обстукиванием для выявления трещин. Для обнаружения в деталях пороков, невидимых простым глазом, на предприятиях применяют магнитную дефектоскопию, просвечивание рентгеновскими лучами, гамма-дефектоскопию, ультразвуковой и люминесцентный контроль.
При дефектации деталей ДВС (исключая детали топливной аппаратуры) необходимы следующие контрольно-измерительные инструменты, приборы и приспособления: микрометрические скобы с пределами измерений 0—75 мм, 25—50 мм и более в зависимости от размеров поршневых пальцев, шеек коленчатого вала и поршней; индикаторный нутрометр со вставками различной длины; микрометрический нутрометр; индикатор линейный со штативом; щупы; штангенциркули; уровень слесарный с ценой делений 0,05—0,20 мм на 1 м длины; резьбомеры; проверочная линейка стальная; приспособление для измерения расхождения щек кривошипа; грузы и тонкая стальная проволока для отвесов; металлические рулетки и метр.
На специализированных предприятиях наряду с обычным инструментом широко применяют браковочные калибры и специальные измерительные приборы. Контроль с помощью калибров высокопроизводителен. Калибры бывают необходимы при проверке размеров труднодоступных поверхностей. Для определения размеров деталей прецизионных пар топливной аппаратуры внедряется пневматический метод измерений. Пневматические приборы отличаются высокой производительностью и большей точностью, чем индикаторные.
Измеряя детали, пользуются определенной методикой, учитывающей конструктивные особенности и условия работы каждой детали. Диаметр цилиндрических поверхностей трения проверяют в нескольких поясах, определяя отклонения от цилиндрической формы по длине (конусность, бочкообразность, корсетность). Диаметр проверяют в нескольких взаимно-перпендикулярных плоскостях, определяя отклонения от цилиндрической формы по поперечному сечению (овальность). Записав данные измерений в карту замеров и обработав их, делают заключение о том, к какой группе по степени дефектности следует отнести данную деталь двигателя.
Источник
Маневровые локомотивы
Ремонт цилиндро-поршневой группы дизеля
Характерные повреждения цилиндровых втулок, методы их определения и замена. В эксплуатации встречаются следующие неисправности цилиндровых втулок: течь воды по уплотнениям водяной рубашки, отложение накипи и шлама на охлаждающих поверхностях, износ и задир рабочей поверхности втулки, трещины возле адаптерных отверстий, нарушение плотности стыка втулки с крышкой. Особую опасность представляет нарушение нижнего уплотнения цилиндровой втулки в блоке, так как попадание воды в масляный картер может ухудшить смазочные свойства масла и привести к потере работоспособности подшипников дизеля.
Нарушение уплотнений определяют по течи воды через контрольные отверстия блока или по пробою газов. Чтобы не допустить неплановой постановки тепловоза в ремонт по течи втулок, их опрессовывают на каждом ТР-2. При обнаружении течи водяных уплотнений дефектный комплект цилиндра демонтируют и заменяют резиновые уплотнительные кольца на втулке и на рубашке. Если течь обнаружена между втулкой и крышкой, отсоединяют крышку от втулки и заменяют резиновые уплотнительные кольца водяных переходов из втулки в крышку. Ослабшие втулки водяных переходов покрывают клеем ГЭН-150, обеспечивая натяг 0,04-0,07 мм. Па-ронитовую прокладку под буртом втулки также заменяют. При замене уплотнений между втулкой и рубашкой водяную полость очищают от накипи и шлама.
Состояние рабочей поверхности цилиндровой втулки проверяют на каждом ТР-1 через открытые смотровые люки, а детальное обследование проводится при каждой переборке дизеля. При разборке определяют точные размеры диаметров втулки, регистрируя результаты обмеров в специальном журнале. Наибольший износ наблюдается в верхней части — в месте постановки компрессорных колец. Втулки, имеющие предельный износ (более 0,5 мм) или большие ка-витационные разрушения, заменяют новыми. Втулки дизелей Д100, имеющие трещины по адаптерным отверстиям, также заменяют новыми. При повреждении резьбы адаптерных отверстий или резьбы в отверстиях рубашки для ввертывания шпилек крепления фланцев водяных переходников ее перенарезают на следующий ремонтный размер.
Ремонт коленчатых валов и их подшипников. Исправная работа коленчатого вала с подшипниками зависит от правильности его укладки (равномерности прилегания коренных шеек к нижним вкладышам), состояния поверхности шеек и вкладышей, подачи масла в нужном количестве и необходимого качества. Нарушение этих условий приводит к изломам, трещинам, задирам шеек вала, изнашиванию и задиру его подшипников, ослаблению натяга вкладышей, выкрашиванию баббита (дизеля Д100, ПД1М) или свинцовистой бронзы (дизели Д49). Наиболее частая неисправность — задир шеек вала-происходит вследствие перекрытия ослабшим вкладышем отверстий для подачи масла, выхода из строя масляного насоса, попадания абразивных частиц между вкладышем и шейкой вала, пуска дизеля без предварительной прокачки масла и т. д.
Для обеспечения надежной работы подшипниковых узлов вала необходим своевременный и качественный уходи ремонт. При каждом виде ремонта тщательно проверяют состояние и крепление коренных подшипников, шплинтовку гаек болтов подвесок, поступление масла к подшипникам, отсутствие частиц баббита вблизи подшипников. До и после ремонта коренных подшипников проверяют правильность укладки коленчатого вала щупом толщиной 0,03 мм, проверяют зазоры между шейками коленчатого вала и нижними вкладышами. Допускается прохождение щупа толщиной 0,03 мм на глубину до 10 мм под несмежными коренными шейками. Проверяют также зазор «на масло» — суммарный зазор между шейкой вала и вкладышами (при отсутствии провисания вала это зазор между верхним вкладышем и шейкой вала).
Снятые при переборке вкладыши подшипников тщательно осматривают. При наличии на рабочей поверхности глубоких рисок, больших очагов разрушения бронзы (у дизелей Д49) или баббитовой заливки (дизели Д100, ПД1М) подшипники заменяют. По износу вкладыши заменяются в основном только рабочие. Бескана-вочные вкладыши изнашиваются меньше, чеМ» канавочные. Износ определяют по уменьшению толщины вкладыша, измеренной микрометром.
Браковочным признаком является и ослабление посадки вкладышей (потеря натяга), чаще всего наблюдаемая у тонкостенных вкладышей. Натяг вкладышей восстанавливают приклеиванием к поверхности каждого стыка одной металлической пластины необходимой толщины или наращиванием тыльной части нерабочего вкладыша клеем ГЭН-150В.
В процессе сборки должна быть обеспечена высокая технологическая культура ремонта. Детали перед сборкой протирают чистой безворсовой салфеткой, смазывают тонким слоем дизельного масла. Основные браковочные размеры шеек коленчатого вала и его подшипников приведены в табл. 10.
Поршни. Сложные условия, в которых работают поршни, вызывают необходимость проведения регулярных профилактических мероприятий по поддержанию их в работоспособном состоянии. Работа на хорошем дизельном масле, своевременная очистка от нагара и смена колец продлевают жизнь поршней. Характерными неисправностями поршней являются термические трещины, прогары головок, трещины в тронках и по ручьям головок, изнашивание полуды на юбке поршня, трещины во вставках, ос-
лабление или обрыв шпилек крепления вставки или шпилек крепления головки поршня к тронковой части (юбке) у дизелей типа Д49, изнашивание ручьев под компрессионные кольца, ослабление посадки втулок поршневого пальца, выработка отверстия под поршневой палец, износ, загорание и излом поршневых колец
Для выявления трещин в головке поршней, в частности в месте наиболее вероятном их появления-во втором ручье, используют ультразвуковой дефектоскоп типа УЗД-64 с применением специального щупа П-образ-ной формы. При отсутствии дефектоскопа проверку поршня ведут при помощи мелового раствора Внутрь поршня наливают керосин, спустя 3 ч керосин сливают. Проверяемые места тщательно выбирают и наносят тонкий слой мелового раствора. При трещинах керосин выступит на меловой обмазке.
При освидетельствовании поршней определяют износ ручьев для колец, а также износ юбки поршня. Зазор между юбкой поршня и цилиндровой втулкой играет заметную роль в расходе масла двигателем. В начальный период работы дизеля, когда зазор между поршнем и втулкой невелик, сокращение расхода масла достигается заменой изношенных поршневых колец новыми. При увеличении же зазора более определенного значения эффект от смены колец уменьшается. Допускаемый диаметральный зазор (в эксплуатации) между поршнем и втулкой при измерении у верхней кромки поршня в в. м.т. для дизелей Д100, Д49, ПД1 составляет соответственно: 0,55; 0,8 и 3,4 мм
Упругость поршневых колец и их установочные размеры во многом определяют качество работы дизеля. Одним из основных браковочных параметров для колец является зазор в замке. Для дизелей Д100, Д49 и ПД1 минимальные значения этого зазора в свободном состоянии равны соответственно 18, 20 и 25 мм, а в рабочем состоянии при установке во втулку — 3,5; 4 и 5 мм. Кольца, установленные в канавки поршня, должны свободно без заеданий перемещаться.
Ремонт поршней сводится к восстановлению хрома на головках и полуды, проточке ручьев под градационный размер колец, заварке газовой сваркой трещин в днище ручьев и перемычках у дизеля ПД1М, а также трещин во вставке поршня дизеля 1 ОД 100, восстановлению фасок у компрессионных колец и кромок у масло-срезывающих колец.
Цилиндрическая часть поршня (тронк) у дизелей Д49 имеет антифрикционное покрытие, улучшающее прирабатываемость тронка к втулке цилиндра и уменьшающее трение и износ. При износе покрытия рекомендуется при ТР-3 и заводских ремонтах его восстанавливать
Шатуны. После очистки шатуны дефектоскопируют и измеряют, при наличии трещин заменяют. Овальность отверстия верхней головки более 0,15 мм устраняют разверткой и постановкой втулки большего диаметра. При неразработанном отверстии ослабшую в посадке втулку разрешается осталивать, обжимать или покрывать клеем-эластомером ГЭН-150 (В). Овальность и конусность отверстия нижней головки шатуна проверяют при затянутых шатунных болтах. Овальность более 0,05 мм устраняют шабровкой. Пальцы верхних головок шатунов, а также пальцы прицепных шатунов при износе восстанавливают осталиванием или твердым хромированием
Комплектование шатунно-поршне-вой группы. Комплектованию этой группы уделяют серьезное внимание, добиваясь уравновешенности вращающихся масс С этой целью детали группы подбираются так, чтобы разница в массе комплекта по цилиндрам одного дизеля не превышала 400-500 г. Достигают этого подбором шатунов и поршней по массам, а также путем снятия части металла с торца юбки поршня или стержня шатуна. Масса шатуна выбивается на нижней головке, а масса поршня — на его холодильнике в правом углу Кроме этого, при комплектовании по возможности подбирают в комплект детали, ранее работавшие совместно.
При сборке длину поршня с шатуном регулируют прокладками между поршнем и вставкой, обеспечивая необходимый размер камеры сжатия 4,4-4,8 мм (дизель Д100). Линейный размер камеры сжатия у дизеля ПД1М устанавливается в пределах 4,0-5,83 мм. Регулировку этой величины производят за счет съема металла с торца крышки цилиндра.
Ремонт цилиндровых крышек и механизма газораспределителя. Крышка цилиндра подвержена динамическим и температурным напряжениям. От правильной работы клапанного механизма зависит надежность дизеля. Поэтому при каждом виде ремонта тщательно осматривают клапанный
Механизм, проверяют поступление масла к рычагам привода клапанов и к гидроголкателям. Так как наблюдаются частые случаи ослабления и выпадания штанг толкателей, необходимо проверять качество затяжки контргаек. Проверяют и регулируют зазоры «на масло» в гидротолкателях, увеличивая или укорачивая длину штанг. Для впускных клапанов этот зазор у дизелей типа Д49 должен быть в пределах 0,4-0,6 мм, а для выпускных — 0,6-0,8 мм. Для достижения одновременности открытия клапанов допускается подборка или шлифовка колпачков клапанов. У дизелей типа ПД1М необходимо также проверять утечку масла через самоподжимные сальники, жиклеры и в местах установки штанг. Чрезмерная утечка масла в этих местах указывает на изгиб штанги или на плохое прилегание головки штанги к пяте рычага Изогнутую штангу можно определить по заеданию при вращении ее от руки, когда ролик рычага толкателя находится на цилиндрической части кулачка.
При текущем ремонте ТР-3 крышки цилиндров полностью разбирают и освидетельствуют. Для выявления трещин после очистки от нагара полостей крышки опрессовывают водой давлением 1,5 МПа в течение 5 мин (Д49) и 1 МПа в течение 3 мин (ПД1М).
Клапаны притирают по гнезду в крышке. После сборки крышки проверяют шаблоном выход носка распылителя форсунки над поверхностью крышки (не менее 3,9 мм и не более 5,9 мм для дизеля ПД1М). Углубление тарелок клапанов относительно плоскости крышки допускается до 7 мм (ПД1М), а превышение-не более 0,5 мм у всех дизелей. При сборке крышки проверяют также ход и легкость хода каждого клапана, одновременность открытия клапанов крышек дизеля.
Перед установкой крышек на место ставят комплект резиновых уплот-нительных колец (на дизелях Д49 комплект крышки с втулкой) и осторожно опускают крышку, укрепляют патрубки выпускного, продувочного и водяного коллекторов, затем равномерно по диагонали затягивают гайки цилиндровых шпилек, обеспечивая плотное прилегание крышки. Порядок затяжки гаек регламентируют соответствующей инструкцией.
Распределительный вал и его привод. Основные неисправности: трещины, выбоины и выработка кулачка и шеек распределительного вала; ослабление, износ и повреждения его подшипников; износ и излом зубьев зубчатых колес привода; увеличение осевого разбега ролика толкателя и работа его по кулачку с перекосом. Все эти неисправности являются, как правило, следствием либо некачественной сборки, либо недостаточной или недоброкачественной смазки. Кулачковые валы с трещинами и выкрашиваниями более 10 % поверхности на кулачках заменяют. Негодные подшипники вала и шестерни привода заменяют. Боковой зазор между зубьями шестерен устанавливают в пределах 0,1-0,6 мм.
Источник