Статическая балансировка гребных винтов после ремонта

Ремонт гребных винтов

При разъедании лопастей винтов до 10—15% площади их исправляют наплавкой. Наплавку стальных гребных винтов производят электросваркой, а наплавку чугунных гребных винтов — электросваркой с предварительным подогревом лопасти до 650—700° С (923—973 К) или газовой сваркой, также с подогревом. Наплавку бронзовых или латунных гребных винтов обычно осуществляют газовой сваркой. Хорошие результаты дает электросварка в среде аргона. Выкрашивание кромок лопастей исправляют наплавкой. Трещины в лопастях гребных винтов заваривают с предварительной разделкой.

Правку изогнутых лопастей стальных гребных винтов осуществляют механическим или гидравлическим способом с подогревом лопасти до 850—900°С (1123—1173 К). Надежным способом считается правка лопастей в специальном жестком кондукторе. После правки лопасти подвергают отжигу при температуре 850—950°С (1123—1223 К). Бронзовые и латунные гребные винты правят в холодном состоянии с применением гидравлических домкратов.

Если разъедание лопастей значительно или если лопасти обломаны, винты ремонтируют приваркой наделки взамен негодной части лопасти. При смятии шпоночного паза разделывают его на больший размер по ширине и пригоняют новую шпонку или грани шпоночного паза наплавляют и обрабатывают на чертежный размер. При сборке винтов со съемными лопастями необходимо обратить внимание на пригонку основания лопасти к ступице, а также на правильность затяжки и шплинтовки болтов. Устранив дефекты, пригоняют ступицу гребного винта по конусу гребного вала или по специальному калибру.

После ремонта винты подвергают балансировке. Статическая балансировка гребных винтов может осуществляться различными способами: на цилиндрической оправке и призмах (ножах), подобно статической балансировке диска ротора турбины; на цилиндрической оправке в центрах токарного станка; в горизонтальном положении на специальных балансировочных станках.

На рис. 134 показана схема балансировочного станка. На каленом шарике 2 с помощью конусной оправки 1 установлен гребной винт 3. Шарик расположен на вертикальном шпинделей.

В станке для шарика имеется гнездо. При вращении рукоятки 4 при помощи нажимного винта 5 и рычага 6 шпиндель 8 поднимает гребной винт над корпусом 7 стенда. При этом винт наклоняется в сторону более тяжелой лопасти. Уравновешивание винта достигается снятием или добавлением металла. Этот способ балансировки обеспечивает большую точность, чем балансировка на ножах, а также требует меньше времени и места. Динамическая балансировка производится в тех случаях, когда гребные винты работают с большой частотой вращения.

У гребных винтов регулируемого шага (ВРШ) наблюдается износ различных деталей механизмов силового цилиндра, поршневых колец, подшипников, золотников и их втулок, кулисных
камней и резиновых уплотнителей. Может также иметь место загиб лопастей, обрыв центральных цапф и пальца дискового эксцентрика, износ корпуса масляного насоса и т. п.

Выработку цилиндра серводвигателя устраняют заливкой баббитом и расточкой на номинальный размер. Кольца поршня серводвигателя заменяют, золотниковые втулки развертывают на больший размер, золотники же изготовляют новые и притирают совместно с втулкой.

Лопастные шайбы винтов очищают от коррозии в местах соприкосновения с лопастями и с резиновыми уплотнениями и хромируют слоем 0,2 мм. Вновь изготовленные кулисные камни пришабривают по ползуну. Цапфы и дисковые эксцентрики в процессе ремонта пришабривают на краску к сопрягаемым деталям, а при большом износе заменяют. Лопасти правят в специальных постелях с нагревом до 400° С (673 К). При значительном повреждении кромок отрезают их и вместо них приваривают и обрабатывают новые. Ступицу с собранными лопастями балансируют статически.

Весьма трудоемкой операцией является окончательная доводка всей системы после ремонта и сборки. Обычно испытание ВРШ производится на стенде в такой последовательности: обкатка насосов, перекладка серводвигателя, проверка гидросистемы на герметичность, проверка продолжительности реверса.

После установки на место гребного вала с механизмом изменения шага (МИШ) и присоединения к нему трубопроводов окончательно проверяют систему на герметичность и регулировку времени разворота лопастей с переднего на задний ход.

Источник

Статическая балансировка винтов

Каждый изготовленный гребной винт должен пройти статическую балансировку. Статическая балансировка позволяет удалить (или существенно снизить) центробежную силу, возникающую при вращении винта, т.е. снизить изгибающий момент, возникающий на гребном валу, вследствие смещения центра тяжести массы винта с оси винта.

Степень сбалансированности масс винта определяется подвешиванием контрольного груза на конец горизонтально стоящей лопасти. После подвешивания груза на лопасть винт должен начать вращаться. Скорости вращения винта от подвешенного груза на каждую лопасть, должны быть одинаковыми. При этом ось винта должна лежать на горизонтальных ножах.

Масса подвешиваемого к лопастям контрольного груза должна удовлетворять неравенству:

где k – коэффициент, зависящий от расчетной максимальной скорости вращения винта в рабочих условиях;

k = 0,75 при n ≤ 200 об/мин.;

k = 0,50 при 200 об/мин ≤ n ≤ 500 об/мин.;

k = 0,25 при n > 500 об/мин.;

m_в – масса гребного вина, кг;

R_в – радиус гребного винта, м.;

m_гр – минимальная масса груза, страгивающая винт во вращение из положения стоянки.

Желательно, чтобы отношение m_гр/m_в было бы меньше 0,003 или в зоне

Под ножом понимается узкая горизонтально расположенная закаленная металлическая планка, стоящая на ребре. По верхней кромке этой планки должен катиться валик с насаженным на него винтом. Ширина кромки, по которой катится валик, составляет величину от 1,5 до 3,0 мм.

Гидравлические испытания сборки «гребной вал – гребной винт»

Уплотнения конуса гребного вала после установки на нем гребного винта должны быть испытаны давлением не менее 0,2 МПа. Если эти уплотнения должны находиться под давлением масла из дейдвудной трубы или ступицы винта, они должны быть испытаны вместе с дейдвудными уплотнениями или ступицей гребного винта.

Ступица ВРШ после сборки лопастей должна быть испытана внутренним давлением, равным высоте столба рабочего уровня масла в напорной цистерне или давлением, создаваемым насосом, действующим в системе смазки ступицы. Испытания должны проводиться при перекладке лопастей из положения лопастей ВРШ «полный ход вперед» в положение лопастей ВРШ «полный ход назад».

Измерения крутильных колебаний валов

Результаты расчетов крутильных колебаний должны быть подтверждены измерениями. Эти измерения должны производиться для всех вариантов и режимов работы, для которых выполнены расчеты.

Результаты измерений на головном пожарном судне серии распространяются на все суда этой серии, не имеющие отличий в системе двигатель – валопровод – двигатель от конструкции, выполненной на головном судне.

Полученные при измерениях резонансные частоты колебаний не должны отличаться от расчетных более, чем на 5 %. В случае отличия расчет должен быть откорректирован под практические измерения.

Определение напряжений по данным измерений должно производиться по наибольшим амплитудам колебаний или напряжений в соответствующих частях осциллограмм или торсиограмм.

При оценке суммарных напряжений от нескольких порядков колебаний необходимо производить гармонический анализ зарегистрированных параметров.

Испытания арматуры

Арматура, устанавливаемая на трубопроводах классов I и II, должна быть испытана пробным давлением, которое определяется зависимостью:

где Р_расч. – максимальное расчетное давление для проверяемого трубопровода, МПа;

k – повышающий коэффициент (перегрузочный температурный коэффициент), значения которого берутся из таблицы 6.1.

Величина пробного давления должна приниматься ниже давления, установившегося при полном открытии предохранительного клапана, но не ниже 0,5 МПа охлаждаемых полостей деталей и не ниже 0,2 МПа в других случаях. Если температура и давление превышают значения, указанные в таблице 6.1, то конкретное новое значение пробного давления назначается классификационным органом.

Таблица 6.1 –Значение коэффициента К

Материал	Параметры	Рабочая температура, 0 С
Сталь углеродистая	Р, МПа	—
k
Сталь молибденовая	Р, МПа	—	—	—	—
k	3,5
Чугун	Р, МПа	—	—	—
k	—	—	—
Цветной металл (бронза, латунь, медь)	Р, МПа	—	—	—	—
k	3,5	—	—	—	—

Арматура, которая работает на давлении 0,1 МПа и менее, а также в условиях разряжения, должна испытываться давлением не менее 0,2 МПа.

Арматура, устанавливающаяся на обшивке корпуса судна, должна испытываться давлением не менее 0,5 МПа.

Вся арматура должна испытываться на герметичность закрытия давлением равным максимальному расчетному.

Источник

Ремонт гребных винтов. Статическая и динамическая балансировки.

Для горячей правки лопасть стального винта подогревают до 850-9000 С. После этого винт конусным отверстием устанавливают на оправку и нижней поверхностью погнутую лопасть прижимают к сменной плите, имеющей уклон, соответствующий шаговой поверхности лопасти. В месте изгиба к лопасти подводят Шток гидродомкрата, который прижимая лопасть к плите, выпрямляет ее. При незначительном изгибе лопасть тем же при способлением выпрямляют без нагрева. После правки производят отжиг путем нагрева и охлаждения вместе с печью или в сухой яме. Для медленного охлаждения лопасть или лучше весь винт покрывают просушенным песком. Бронзовые винты правят после предвари:гельного нагрева изогнутых лопастей дО З500 С. Кавитационные разрушения у корня лопасти глубиной до 0,4. ее толщины заваривают, а при больших значениях винт заменяют. Трещины в тех же местах (не более двух) и мелкие трещины у кромок лопастей заваривают. Отломанную часть лопасти или целую стальную лопасть приваривают по составленному технологическому процессу. Внутреннюю конусную поверхность ступицы гребного винта пригоняют по конусу гребного вала на стенде. Для механизации этого процесса создано гидравлическое устройство. Гребной вал, конусная поверхность которого покрыта пригоночной краской, опускают в отверстие винта, установленного в горизонтальном положении. Окрашенные места ступицы винта снимают шабером до тех пор, пока конусная поверхность винта не покроется пятнами с точностью не менее одного пятна на 1 см2. Для получения одинаковой конусности гребного вала и гребного винта последний растачивают по универсальному раздвижному аблону и контршаблону, снятому с конуса гребного – вала переносным приспособлением с механическим приводом. После пригонки конусов пригоняют· шпоночные пазы. Если отсутствует универсальный раздвижной шаблон, то с конуса гребного вала снимают плоский калибр-шаблон. С данного шаблона снимают контршаблон такой же толщины (2-3 мм), по которому растачивают конус ступицы гребного винта, если остался необходимый запас на конус гребного вала. После расточки пригоняют шабрением конус ступицы по конусу гребного вала до появления равномерно распределенных пятен по поверхности конуса винта (3-4 пятна на 1 см 2 ). Боковые поверхности шпонки пригоняют по пазу вала – напряженная посадка и по пазу ступицы винта — скользящая поcaдкa. После пригонки конусов винта и гребного вала следует их законсервировать до сборки. Ремонт винтов со съемными лопастями состоит в их замене. После удаления цемента и колпачковых гаек снимают лопасть. Для пригонки на краску фланца новой лопасти и центрирующего пояска по ступице удаляют шпильки крепления лопасти. После пригонки вворачивают шпильки на место и насаживают новую лопасть. Эллиптичные отверстия на фланце позволяют лопасть развернуть так, чтобы ее шаг по сравнению с другими лопастями был в пределах нормы. После этого между шпилькой и стенкой отверстия во фланце лопасти загоняют сухари. Затем наворачивают и закрепляют кЬлпачковые гайки, армируют отожженной мягкой проволокой и заливают цементом пространство между гайками и фланцами, придав поверхности плавную обтекаемость. Во время ремонта винтов регулируемого шага (ВРШ) производят работы по проверке герметичности корпуса, замене резиновых прокладок, переборке механических передач, измерению зазоров и износов в зацеплении зубчатых пар. Проверяют правильность согласования управляющих и исполнительных органов, легкость в перекладке лопастей и время разворота с переднего на задний ход, и наоборот. При износе цилиндр сервомотора восстанавливают путем заливки баббитом центробежным методом с последующей расточкой. Изношенные кольца поршня заменяют, изношенные золотниковые втулки развертывают. При этом золотники заменяют новыми или старые восстанавливают пористым хромированием и притирают их по втулке. Новые кулисные камни пришабривают по ползуну. Цапфы и дисковые эксцентрики при износе более допустимого заменяют с последующей пригонкой к сопрягаемым деталям. Окончательная доводка всей системы после ремонта представляет трудоемкую операцию, поэтому целесообразно испытывать ВРШ на стенде. Окончательное испытаниеВРШ производят после установки его на место. При проверке качества ремонта подвешенный винт обстукивают молотком – чистый звук свидетельствует об отсутствии трещин. Проверяют геометрию винта: шаг, диаметр, форму и уклон лопастеЙ. Шаг винта проверяют шагомером по 5-6 радиусам, разница в шаге лопастей не должна быть более 0,5%. Разномассовость между штатными и запасными лопастями не должна превышать 1,5%. Для увеличения поверхностной прочности лопастей пластическим деформированием применяют дробеструйную обработку гребных винтов. Эту операцию необходимо выполнять после любой ремонтной, связанной с термообработкой, нaгpeBOM и механической обработкой поверхностного слоя. После упрочнения поверхности винт шлифуют. На судоремонтных заводах шлифование и полирование лопастей производят разными марками электрических и пневматических машинок с частотой вращения от 2000 до 9000 об/мин. При процессе шлифования возникает вибрация и шум выше допустимых

норм. Ленморни:ипроектом совместно с ЛВИМУ разработано устройство, полностью механизирующее процессы шлифовки И полировки лопастей винтов после ремонта или вновь изготовленных. Сущность приспособления состоит в том, что лопасти винта погружаются в ванну, наполненную шлифовочной (полировочной) массой. Ванна, вращаясь, шлифует (полирует) лопасти. Этим приспособлением достигается необходимая шероховатость поверхности. В процессе изготовления и ремонта гребные винты подвергают балансировке, используя для этого специальные станки.

Статическая балансировка. Статическая балансировка прово­дится на стендах с ножевыми нлн роликовыми опорами. Баланси­ровка может состоять только на одной операции или двух.

До балансировки ротор очищают. Проверяют радиальное биение шеек ротора. Допустимое значение — не более 0,02 им. При различ­ных диаметрах шеек нала наменьшую из и ил надевается втулка. Стенд устанавливают так. чтобы ось вала располагалась горизон­тально, что проверяется по уровню.

Первая операция балансировки заключается в уравновешивании ротора до состояния, в котором при легком прокручивании ротор будет останавливаться в любом произвольном положении.

Балансировка по первой операции выполняется в следующем по­рядке.

Легкими толчками прокручивают ротор после его остановки отмечается «тяжелый» радиус (внизу). Положение «тяжелого» радиуса уточняется несколькими пробами; далее на противополож­ный «легкий» радиус подбирается груз, уравновешивающий «тяже­лую» сторону. Для проверки качества балансировки «тяжелый» ради­ус устанавливают в горизонтальное положение. Ротор при этом не должен прокручиваться. Если затем при легких толчках ротор оста­навливается в произвольном положении, то балансировка считает­ся законченной. Определяется место удаления металла или по­становки постоянного груза.

Источник