Технология ремонта гребных валов

Износ гребных валов и технологии их ремонта

Рассмотрение причин износа гребных валов речных судов и последствий, к которым он может привести. Описание основных технологий ремонта изношенных гребных валов. Выделение достоинств и недостатков этих технологий. Анализ сравнений технологий между собой.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	28.01.2019
Размер файла	159,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Износ гребных валов и технологии их ремонта

Хегай Виктор Игоревич, магистрант кафедры машиностроительных технологий и материалов, e-mail: zol24@rambler.ru

Токарев Александр Михайлович, доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов, e-mail: tokarev@istu.edu

664074, Россия, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Рассмотрены основные причины износа гребных валов речных судов и последствия, к которым он может привести. Описаны основные технологии ремонта изношенных гребных валов, выделены достоинства и недостатки этих технологий, проведено сравнение технологий между собой.

Ключевые слова: гребной вал, износ, диагностика гребного вала, восстановление изношенных поверхностей.

TAIL-SHAFTS WEAR AND THEIR REPAIR TECHNOLOGIES

Khegai Victor, a postgraduate student of Engineering Technology and Materials Department, e-mail: zol24@rambler.ru

Tokarev Alexander, Associate Professor of Engineering Technology and Materials Department, e-mail: tokarev@istu.edu

Irkutsk National Research Technical University,

83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia

The paper considers the main causes of tail-shafts wear of river vessels and the consequences to which it may lead. The authors describe the basic repair technologies of worn out tail-shafts; underline the advantages and disadvantages of these technologies; compare the technologies.

Keywords: tail-shaft; deterioration; tail- shaft diagnosis; worn out surfaces restoration.

Речные суда играют важную роль в жизнедеятельности Восточной Сибири. Ежегодно пассажирскими судами Восточно-Сибирского речного пароходства перевозится около 200 тысяч человек по 12 рейсовым маршрутам и грузовыми судами — около 2 миллионов тонн грузов. Речной транспорт, как и любой другой, нуждается в обслуживании и ремонте. В Иркутске этим занимается Иркутская ремонтно-эксплуатационная база флота, которая проводит мелкий и средний ремонт судна.

Механизм ДРК — движительно-рулевой комплекс это неотъемлемая часть судна. Состоит из гребного вала, промежуточного вала, резинометаллического подшипника, баллера, гельмпортовой втулки (верхней, нижней), насадки винта и др (рис. 1). Выход из строя механизма ДРК приводит к финансовым потерям, во много раз превышающим стоимость разрушенного вала. Возникают ремонтные расходы, потери эксплуатационной прибыли за время вынужденного простоя, а так же затраты на буксировку судна. Слабое место в механизме ДРК гребной вал. Поломка гребного вала одновинтового судна при штормовой погоде делает его неуправляемым и может привести к гибели судна. Поэтому изучение вопросов, связанных с повышением надежности работы гребного вала способствует снижению аварийности на флоте.

Гребной вал передает крутящий момент от двигателя через промежуточный вал на винт судна, а винт в свою очередь приводит в движение судно при передаче толкающей силы. Гребные валы бывают разных размеров на предприятии в основном суда, у которых длинна вала от 1500 мм до 8500 мм диаметром от 60 до 185 мм, изготавливаются из стали 35, 40Х, 20Х13, 38ХМ и др. Основная масса используемых гребных валов изготавливается и стали 35. Сталь поставляется в виде поковок круглой, квадратной или прямоугольной формы. Гребной вал имеет 2 или 3 рабочие шейки, конус со шпоночным пазом (кормовой носовой). Вес гребного вала проекта 758АМ (?185 мм при L=8000 мм достигает приблизительно 1200 кг.

Рис. 1. Расположение механизма ДРК в корпусе судна: 1 — перо руля; 2 — гребной винт; 3 — кормовой подзор судна; 4 — гребной вал; 5 — промежуточный вал; 6 — двигатель внутреннего сгорания

Раз в пять лет производят диагностику гребного (рис. 2) вала независимо от часов его наработки. Во время диагностики проверяют биение гребного вала и его шеек, искривление вала относительно своей оси, износ шеек вала. Виды эксплуатационных повреждений гребного вала достаточно многообразны. Одним из наиболее опасных из них являются появление и развитие в теле вала трещин, растущих с увеличением наработки гребного вала, что может привести к полному выходу из строя гребного вала. Значительное количество валов бракуется из-за повреждения (износа) шеек гребного вала в резинометаллических подшипниках и местная выработка в сальниковых уплотнениях. Причина износа является попадание твердых частиц в резинометаллические подшипники и сальниковые уплотнения, что приводит к абразивному износу и увеличению зазора между шейкой вала и телом подшипника, в свою очередь это приводит к биению вала с передачей вибраций на весь комплекс — винт, вал, подшипники, главный двигатель, корпус судна. Также это может привести к искривлению вала (особенно часто это происходит с валами малых диаметров).

Рис. 2. Внешний вид гребного вала

Преждевременный износ шеек вала или искривление может вызвать несоосность соседних валов (вал упорный либо промежуточный вал) или расцентровка механизма ДРК, способствующих появлению дополнительных напряжений в материале валов и дополнительных усилий, воспринимаемых опорами. гребной вал судно речной

Дефектация механизма ДРК выполняется в два этапа. На первом этапе проверяется состояние работы механизма ДРК во время предремонтного выхода судна, измеряется величина вибрации, нагрев отдельных узлов механизма ДРК, величина биения и т. д. Затем проводится подетальная дефектация сопровождающая разборкой и демонтажем механизма ДРК. По результатам предремонтной и рабочей дефектации устанавливают категорию ремонта механизма ДРК. При дефектации валов путем визуального осмотра обнаруживаются механические повреждения, трещины и износ шеек. Проводится неразрушающий контроль шеек вала для выявления микротрещин и скрытых трещин. С помощью технических измерений устанавливают отклонения шеек вала от правильной цилиндрической формы, одновременно измеряют биение вала. Дефектами вала являются механический износ рабочих поверхностей, пластические деформации, трещины разрывы.

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.

Выбор способа ремонта зависит от вида дефектов вала. Самый распространенный дефект гребного вала износ его шеек. Восстанавливаются рабочие шейки двумя способами: одеванием втулки на изношенную шейку и автоматической наплавкой изношенной части дуговым способом под слоем флюса.

Чтоб одеть втулки на вал его предварительно протачивают до величины внутреннего диаметра втулки. Марка материала втулки идентична марке материала вала, в некоторых случаях втулки вытачиваются из бронзы в зависимости от проекта судна и его класса. Втулка изготавливается точением и с натягом садится на вал. Для обеспечения достаточного натяга втулка предварительно разогревается до температуры 200-300 ?С. Недостатки этого метода восстановления в ограниченных возможностях его использования и ослаблении вала в результате уменьшения его диаметра в местах шеек, что делает вал менее прочным. Пример ремонта, судно с диметром цевья гребного вала 95 мм, диаметр рабочей шейки составляет 100 мм минимальная стенка втулки, после монтажа на гребной вал и обработки должна быть не менее 5 мм. При таком размере вала и технологии ремонта невозможно отремонтировать шейки посредине вала или значительно удаленные от конца вала.

Способ восстановления изношенной шейки наплавкой более универсальный, так как позволяет восстанавливать детали независимо от конфигурации вала, к тому же вал после восстановления остается цельнометаллическим, что не ведет к понижению его механической прочности как в предыдущей технологии.

Перед наплавкой подготавливают поверхность вала. Подготовку производят на токарном станке. В процессе подготовки протачивают изношенные шейки вала, диаметр до которого протачивается вал, выбирается для каждого вала индивидуально и зависит от степени износа вала. При проточке следы и риски от износа удаляются полностью.

Наплавка вала производится дуговым способом под слоем флюса. Установка для наплавки состоит из токарного станка 1М65-5 сварочной головки АДФ и источника питания ВДУ 506С. Токарный станок служит для вращения вала во время наплавки. Ремонтируемый вал устанавливается в токарном станке, над ним на неподвижной консоли закреплена сварочная головка, на головку от источника питания поступает ток. Для наплавки используются сварочные материалы, сварочная проволока Св-08А диаметром 2,0 мм и флюс АН-348А.

Согласно правилам Российского речного регистра, наплавлять шейки гребных валов допускается не более трёх раз, это связано с усталостью металла и возможным изменением его структуры. Срок службы гребного вала ограничен и составляет 15 лет согласно правилам Российского Речного Регистра из-за усталости металла не зависимо от наработки вала. Валы подлежат выбраковке в обоих случаях в зависимости от того что наступит раньше. Суда в зависимости от назначения и интенсивности эксплуатации нарабатывают разное количество моточасов, так одни суда нарабатывают в навигацию 2500 моточасов, а другие 500 моточасов в навигацию. Разница в наработке гребных валов различных судов может отличаться в 5 раз и более. Эти данные не учитываются при выбраковке гребных валов. Валы подлежат выбраковке в обоих случаях.

Усталость металла зависит от количества циклов нагружения и величины нагрузки по этому определять срок службы гребных валов фиксированным временным интервалом не совсем корректно, так как за это время валы могут проработать разное количество моточасов. Отсутствие данных об усталости металла и изменении его свойств и структуры требуют исследований и детальной проработки так как ни чем не подтверждены. Эти проблемы являются актуальными и при их решении окажут значительный экономический эффект и повысят надежность гребных валов.

1. Вешкельский С.А. Справочник судового дизелиста. Вопросы и ответы. — 2-е изд. перераб. и доп. — Л. : Судостроение, 1990. — 368 с.

2. Астахов С.В., Ватипко Б.А., Холявко Л.П. Оценка надежности судовых механизмов при проектировании и экспуатации. — Л. : Судостроение, 1979. — 368 с.

3. Российский речной регистр: в 4 т. Выпущено по заказу ФГУ «Российский речной регистр» / отв. за вып. Н.А. Ефремов. — М. : Изд-во Москва, 2008.

4. Каталог-справочник оборудования и приспособления для механизации судоремонтных работ. — Министерство речного флота. — Центральное проектно-конструкторское бюро отраслевой отдел обмена опытом и технической информации. — М. : Изд-во Москва 1965.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика и анализ достоинств и недостатков методик финишной обработки длинных валов. Сущность и схема комбинированной обработки длинного вала. Способы оптимизации режимов резания при точении нежестких валов, разработка ее математической модели.

научная работа [467,2 K], добавлен 20.10.2009

Условия работы, нагрузки коленчатых валов, природа усталостных разрушений. Виды повреждений и причины отказа, дефекты коленчатых валов судовых дизелей. Технологические методы восстановления и повышения износа. Определение просадки и упругого прогиба вала.

дипломная работа [3,2 M], добавлен 27.07.2015

Различие валов по назначению, форме, размерам, конструкционному материалу. Основные конструкторские базы валов. Группы и типы валов, применяемых в машиностроении. Технология токарной операции обработки вала с использованием самоцентрирующего люнета.

практическая работа [582,7 K], добавлен 25.12.2014

Кинематический и силовой расчет привода. Материалы и термическая обработка колес. Выбор допускаемых напряжений при расчете цилиндрических зубчатых передач. Расчет диаметра валов. Материалы валов и осей. Расчетные схемы валов. Расчёты на прочность.

курсовая работа [587,6 K], добавлен 12.11.2003

Служебное назначение и требование к точности коленчатых валов. Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов. Механическая обработка коленчатых валов. Токарная обработка коренных шатунных шеек. Обработка внутренних плоскостей и смазочных кан

реферат [16,5 K], добавлен 07.11.2004

Источник

РД 31.52.12-88
Судовые гребные валы. Восстановление электродуговой наплавкой перлитными и аустенитными сталями

Купить РД 31.52.12-88 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

Руководящий документ распространяется на гребные валы из стали 25, 30 и 35 диаметром 450 мм без ограничения их конструктивных особенностей (валы с облицовками и без облицовок) и района плавания, кроме валов судов класса УЛА, и устанавливает основные технические требования и технологические указания по восстановлению судовых гребных валов морских судов методом электродуговой наплавки перлитными и хромоникелевыми сталями.

Оглавление

1. Вводная часть

2. Общие требования

3. Сварочные и наплавочные материалы

4. Оборудование для наплавки, оснастка, инструмент

5 Требования к квалификации рабочих

6. Способы наплавки и область их применения

7. Подготовка вала под наплавку

8. Технология наплавки вала

8.1. Общие требования к технологии наплавки

8.2. Технология наплавки подслоя

8.3. Наплавка коррозионностойкого слоя электродной проволокой

8.4. Наплавка электродной лентой из коррозионностойкой стали

9. Механическая обработка после наплавки

10. Упрочнение наплавленных валов

10.1. Общие требования

10.2. Упрочнение наплавленных валов ультразвуковой ударной обработкой

10.3. Обкатка роликами

11. Контроль качества наплавки и упрочнения

12. Требования безопасности ведения работ

13. Учет и наблюдение за восстановленными наплавкой валами

Дата введения	01.05.1988
Добавлен в базу	01.01.2018
Актуализация	01.02.2020

Этот документ находится в:

• Раздел Строительство
  • Раздел Нормативные документы
    • Раздел Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы
      • Раздел Проектирование и строительство морских сооружений

Организации:

16.12.1987	Принят	Южный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота
21.12.1987	Утвержден	В/О Мортехсудоремпром
Разработан	Одесский орден Трудового Знамени институт инженеров морского флота

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

СУДОВЫЕ ГРЕЬНЫЕ ВАЛЫ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ ПЕРЛИТНЫМИ И ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СТАЛЯМИ

УТВЕРЖДАЮ Заместитель председателя В-0 «Мортехсудоремпрон» ______В, Н. ШТОНДА

21 декабря 1987 г.

Главные инженер Южного научво-нсследовательского н нроектно-контрукторского института морского флота

____В. Н. АФАНАЩЕНКО

16 декабря 1987 г.

СУДОВЫЕ ГРЕБНЫЕ ВАЛЫ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ. ПЕРЛИТНЫМИ И ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СТАЛЯМИ РД. 31.52.12-88

РД 31 52.12-88 Стр. ]q

5. Износ шеек вала в районе

расположения кормового сальника (гребной вал без защитной облицовки).

G. Коррозионные разрушения

шеек и конуса вала, рис. 1 д (вал с облицовкой).

7 Коррозионные разрушения и из нос ранее восстаноьленного наплавкой вала

Проточить изношенным участок, наплавить, обработать, упрочнить наплавленный участок, произвести шлифовку.

Проточить поверхность вала до полного удаления дефектов, наплавить вал коррозионностойким металлом, обработать и упрочнить наплавленные участки.

Проточить поверхность с наплавленным слоем до основного метал ла, произвести повторную наплавку.

2.7. Для гребных валов морских судов наплавленная поверхность должна обладать высокой коррозийной стойкостью. Для этой цели наплавку поверхностного слоя необходимо вести электродными материала ми из хромоникелевых сталей с содержанием в направленном металле никеля не менее 10%, при соотношении хрома к никелю от 1,6 до 1,8

2.8. Для судов района плавания, где превалирующим является механический износ валов, наплавленный металл должен обладать более высокой износостойкостью, обеспечивая также требуемую коррозионную стойкость. Для восстановления таких валов достаточным является содержание никеля в наплавленном металле до 3% соотношение хрома к никелю от 4 до 4,5 и низкое содержание углерода (до Д1%)

2.9. Гребные валы, восстановленные наплавкой, подлежат освидетельствованию инспектором Регистра СССР при обычно установленной Регистром СССР периодичности освидетельствования вала. Результаты освидетельствования фиксируются актом, в котором указывается состояние вала и характеристика износа наплавленной поверхности.

2.10. При проектировании новой конструкции вала, предусматривающей замену бронзовых облицовок на наплавку, документацию на изготовление новых валов должна быть разработана в соответствии с настоящим РД.

РД 31.52.12-88 Стр. 11 3. СВАРОЧНЫЕ И НАПЛАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1. Сварочные материалы применять в зависимости от характера износа вала и с учетом необходимости обеспечения коррозионной защиты.

3.2. Для восстановления геометрических размеров гребных валов применять порошковую проволоку ПП-Нп 07х12НЗМ2Г2С по ТУ ИЭС *604—87

Для гребных валов диаметром до 150 мм судов ограниченного района плавание я отдельных случаях, по согласованию с Регистром СССР к заказчиком, допускается использование проволоки Св-08А, Нп-30ХГСА (ГОСТ 2246-701, либр электродной ленты из стали 03 кл, 10 сп (ГОСТ •503-71).

3.3. Для наплавки коррозионностойких покрытий применять эле-ктродные проволоки марки Св-04х19Н11МЗ, Св 03Х20Н9Г7Т, Св-07Х25Н13 по ГОСТ 2246-70, либо электродные ленты из стали 04Х19Н11МЗ и 07Х25Н13 по ТУ 14-1-1468-75.

3.4 Наплавку электродными проволоками Св-04Х19Н11МЗ, Св-07Х25Н13 и Св-08Х20Н9Г7Т выполнять под флюсом АН-90 (ТУ ИЭС 453-84), АН-15М (ЧМТУ 1-1014-70),, ОФ-Ю либо ОФ-11 (ОСТ 5.9206-75

РД 31.52 12-88 Стр. 13

Виды повреждений гребных валов

а) — язвенные разрушения поверхности вала со сплошной облицовкой и зоне сварного стыка;

б) — фреттинг-коррозия по конусу вала;

в) — коррозионные разрушения под облицовкой со стороны конуса вала и износ вала у большого диаметра конуса;

г) — коррозионнные разрушения н трещины на поверхности вала у торцов облицовки;

д) — коррозионные разрушения шеек и конуса вала (вал с облицовкой).

РД 31.52.12-88 Стр. 15

Наплавку порошковой проволоки ПП Ии 07Х12НЗ«Ч2Г2С выполнять под флюсом АН-26ПУ (ТУ ИЭС 379-83).

Наплавку электродными лентами 04Х19Н11МЗ и 07X25HI3 выполнять под флюсами АН-90 либо ОФ-Ю.

Наплавку проволоками Св-08А. Hn-ЗОХГСА и лентой 08 кп. 10 сп выполнять под флюсами АН 348А и ОСЦ-45 (ГОСТ 9087-69).

Допускается наплавку электродной проволокой Св-08Х20Н917Т диаметром не более 1,6 мм вести в углекислом газе.

Применение других флюсов без проверки технологических свойств и испытаний на усталость моделей валов, наплавленных под этими флюсами, не допускается.

3.5. Применяемые для наплавки сварочные материалы должны иметь сертификат, подтверждающий соответствие материала требованиям ГОСТ или ТУ. Каждая бухта проволоки либо рулон ленты должен иметь бирку, на которой указана марка материала, номер партии, номер плавки, наименование предприятия-изготовителя

3.6. В случае отсутствия сертификата, необходимо выполнить контрольный химический анализ с целью определения состава материала. При несоответствии состава требованиям ГОСТ или ТУ использование материала для наплавки категорически запрещается.

3.7. Химический состав напавленного порошковой проволокой ПП-Нп 07Х12НЗМ2Г2С металла должен находиться впределах, %; С = 0,06-0,07,

Источник