Контроль действительной оси коленчатого вала по раскепам
Практическая работа № 4
Тема:Меры по контролю за деформацией коленчатого вала.
Цель:Изучить процедуру обмера раскепов коленчатого вала.
Задание: На примере дизеля Sulzer 12 RTA 96 C изучить процедуру обмера раске- пов коленчатого вала.
Теоретические сведения
Контроль действительной оси коленчатого вала по раскепам
Действительная ось коленчатого вала – это ось, которая имеет каждая рамова шейка, находясь в рабочем положении (в рамовом подшипнике). Действительная ось может совпадать и не совпадать с теоретической (геометрической) осью коленчатого вала. При совпадения действительной оси с теоретической осью коленчатый вал имеет "нулевой" раскеп и "нулевое" биение рамовых шеек (идеальный случай).
На практике действительная ось чаще не совпадает с теоретической осью коленчатого вала и имеет форму кривой. При эксплуатации вследствие неравномерного изнашивания рамових подшипников увеличивается отклонения действительной оси от теоретической. Это отклонение определяют величиной раскепа.
Отклонение действительной оси от теоретической есть статический прогиб вала, который можно определить, используя величину раскепа по формуле:
где :L – расстояние между осями соседних цилиндров, мм;
Н – расстояние от оси шатунной шейки к месту измерения раскепа, мм;
Т – раскеп, мм.
Коленчатый вал дизеля рассматривают как упругую систему при работе которого возникают знакопеременные нагрузки.
Повышенные раскепы коленчатого вала вызывают дополнительные напряжения, величину которых определяют по эмпирической формуле, предложенной французским классификационным обществом "Бюро Веритас"
и сопоставляют их с предельными допустимыми напряжениями:
где: σ д – дополнительное напряжение коленчатого вала в зависимости от
величины раскепа, кг/см2;
Т – величина раскепа, мм;
dш – диаметр шатунной шейки, мм;
R – радиус кривошипа, мм;
l – расстояние между щеками кривошипа, мм.
Таким образом, раскеп влияет на величину дополнительных напряжений.
Для контроля положения действительной оси вала служит величина раскепа. Раскеп характеризует расхождение щек через появление в шатунной
шейке упругих деформаций в результате изгиба действительной оси коленчатого вала.
Раскепом называют различие расстояний между щеками кривошипа в
двух диаметрально противоположных положениях шатунной шейки.
Различие расстояний между щеками кривошипа в вертикальной плоскости
принято считать вертикальным раскепом, а в горизонтальной плоскости –
горизонтальным, или бортовым раскепом.
Если расстояние между щеками кривошипа во ВМТ больше, чем в НМТ (рис. 3.9, а), раскеп принято считать положительным:
Если расстояние между щеками кривошипа в НМТ больше, чем во ВМТ, то раскеп будет отрицательным (рис. 3.9, б):
Положительный раскеп указывает на прогиб участка действительной оси коленчатого вала вниз, а отрицательный – на прогиб оси вверх.
Рисунок 4.1 – Положение кривошипа при положительном и отрицательном раскепах:
а – положительный раскеп; б – отрицательный раскеп.
Горизонтальный раскеп определяют как различие расстояний между щеками кривошипа при положении шатунной шейки на левом и правом бортах. Горизонтальный раскеп считают положительным, если расстояние между щеками кривошипа при положении кривошипа на левом борту больше, чем на правому, и наоборот, если расстояние между щеками кривошипа меньше на левом борту, чем на правому, раскеп считают отрицательным:
Положительный раскеп указывает на изгиб действительной оси коленчатого вала на правый борт, а отрицательный – на левый.
Расстояние между щеками кривошипа измеряют раскепомером. Для установки раскепомера на щеках коленчатого вала есть лунки, если они отсутствуют, эти лунки накерняют на щеках коленчатого вала. Эти лунки должны находиться строго в плоскости оси коленчатого вала на середине щеки и на расстоянии от оси шатунной шейки:
где: S – ход поршня, мм;
dр – диаметр рамової шейки, мм;
R – радиус кривошипа, мм.
Схема установки раскепомера представлена на рис. 4.2.
Раньше расстояние между щеками кривошипа измеряли микрометри- ческим нутромером (штихмасом). В это время нутромер микрометрический используют редко, вместо него применяют специальный индикатор (раскепомер). Его устройство представлено на рис. 3.11.
Применение раскепомера не требует высокой квалификации механика
при снятии измерений.
По отклонению (вправо или влево) стрелки индикатора раскепомера
определяют уменьшение или увеличение расстояния между щеками
кривошипа. При уменьшении этого расстояния стрелка индикатора раскепомера покажет отрицательное отклонение (-Т), при увеличении –
положительное (+Т). Перед измерениями следует проверить направление
отклонения стрелки путем силового влияния на подвижную ножку
раскепомера, чтобы по отклонению стрелки от фиксированного положения
установить знак отклонения. По сформированной традиции раскепомер
устанавливают между щеками кривошипа при положении шатунной шейки в
НМТ и совмещают нулевую оценку шкалы индикатора со стрелкой для
упрощения определения раскепів.
Рисунок 4.2 – Схема установки раскепомера
Рисунок 4.3 – Схема строения раскепомера:
1 – подвижная ножка; 2 – подвижная шкала индикатора; 3 – основа индикатора; 4 – контргайка; 5 – неподвижная ножка; 6 – противовес; 7 – щека
кривошипа.
Длина раскепомера должна быть на 1...2 мм больше, чем расстояние между щеками кривошипа. Увеличить ее можно путем выворачивания неподвижной ножки раскепомера 5 (рис. 4.3).
Раскепи коленчатого вала определяют в трех случаях:
1) с деталями механизма движения и присоединенным валопроводом или ротором генератора;
2) без деталей механизма движения, с присоединенным валопроводом или ротором генератора;
3) без деталей механизма движения и с отсоединённым валопроводом или ротором генератора.
Упругим раскепом называют раскеп, снятый с коленчатого вала дизеля как с деталями механизма движения, так и без них.
Показание раскепомера снимают на коленчатом вале с деталями механизма движения в пяти положениях кривошипа (рис. 4.4):
1) НМТ (+30°); 2) ЛБ(90°); 3) ВМТ (180°); 4) ПБ (270°); 5) НМТ (-30°).
Рисунок 4.4 – Схема положения и на коленчатом вале с механизмом движения:
1,2,3,4,5, – точки снятия показателей, 6 – раскепомер
Если в пятом положении кривошипа стрелка индикатора не совпадает с
нулевой оценкой, то полученную величину отклонения стрелки делят пополам.
После демонтажа деталей механизма движения проверяют упругий раскеп коленчатого вала без деталей механизма движения, результаты которого сравнивают с раскепами коленчатого вала с навешанными деталями
механизма движения.
Показание на коленчатом валу без деталей механизма движения снимают в четырех положениях кривошипа: 1) НМТ(0°); 2) ЛБ(90°); 3) ВМТ(180°); ПБ (270°).
Для проверки возвращения стрелки индикатора в исходное положение
делают контрольное измерение в НМТ – (360°) – (0°). Если стрелка не вер- нулась в исходное положение, необходимо проверить установку раскепоме- ра. Проверку выполняют поворачивая раскепомер. После проверки измере- ния повторяют.
Полученные раскепы сравнивают с предельно допустимыми значениями, которые приведены в табл. 3.9 или в "Технических условиях" или в справо- чной литературе.
В случае отсутствия этих данных стан оси коленчатого вала в районе каж- дого кривошипа определяют по номограмме раскепов (рис. 4.5).
Рисунок 4.5 – Номограмма раскепов коленчатого вала
Если раскеп коленчатого вала с деталями механизма движения отли- чается от раскепа без деталей механизма движения, то это значит, что неко- торые рамовые шейки коленчатого вала не лежат на несущей поверхности рамових подшипников через изгиб оси коленчатого вала. Поэтому упругий раскеп не отображает действительного положения оси коленчатого вала и в этом случае снимают жесткий раскеп.
Жестким раскепом называют такой раскеп, при определении которого рамо- вые шейки коленчатого вала без деталей механизма движения искусственно прижимают к несущей поверхности рамових подшипников. Цель снятия жесткого раскепа – проверка погнутости оси коленчатого вала. Для этого случая измерения все рамовые шейки искусственно прижимают к несущей поверхности нижних вкладышей рамових подшипников, предварительно сняв крышки верхних вкладышей. На каждую рамовую шейку по всей ее длине кладут кусок картона или паранита толщиной не больше 0,50 мм. Па- ранит или картон предварительно смачивают маслом. Ширина картона при этом должна быть не больше 50.. 100 мм (в зависимостиот диаметра рамової шейки), а длина картона должна превышать длину рамової шейки на 100... 150 мм (рис. 4.6).
Картон кладут на верхнюю часть рамової шейки, загибая выступающие
концы с обеих сторон шейки. Необходимо, чтобы были равные выступающие
концы картона. Собирают рамовый подшипник, ставят его крышку и при- жимают ее гайками заданным усилием. Потом гайки отворачивают, обсту- кивают крышку легкими ударами свинцовой кувалдочки и снова их закру- чивают от "руки". Включают валоповоротний устройство, чтобы проверить обращение коленчатого вала. Коленчатый вал должен оборачиваться сво- бодно, без дополнительных усилий. Если он не оборачивается или обора- чивается с усилием, то гайки откручивают приблизительно на один оборот.
Аналогичным образом поступают и с другими рамовыми шейками вала. Потом снимают показание раскепомера. Полученный раскеп – это и есть "жесткий" раскеп, с которым должен совпадать упругий раскеп коленчатого вала, снятый с деталями механизма движения. Если величина жесткого раскепа выходит за пределы допустимой величины раскепів, то необходимо определить значение и плоскость погнутости оси коленчатого вала.
Рисунок4.6 – Схема установления картона на рамову шейку
коленчатого вала для определения "жесткого" раскепу :
1 – фундаментная рама; 2 – нижний вкладыш рамового подшипника;3-рамова шейка; 4 – картон; 5 – верхний вкладыш рамового подшипника; 6 –крышка рамового подшипника.