Ремонт основных деталей судовых двигателей внутреннего сгорания

Основным документом, регламентирующим ремонтные работы, являются технические условия на ремонт (ТУ), определяющие:
— общую характеристику каждой детали (материал, термообработку, твердость и основные размеры);
— порядок и способы дефектации деталей (пояса измерения, места осмотра и пр.), возможные дефекты и способы их обнаружения;
— допустимые размеры деталей без ремонта;
— признаки окончательного брака;
— рекомендуемые способы восстановления деталей.

Технические условия являются ведомственным документом, вводимым в действие соответствующим приказом или указанием ведомства, руководящего ремонтом, и распространяются только на определенный тип двигателей. Отступления от ТУ запрещаются.

Основные виды повреждений фундаментных рам, станин, колонн—это трещины и поломки, возникающие из-за недостатков конструкции, неудовлетворительного выполнения монтажных работ, деформации корпуса судна, аварийных повреждений.

Трещины в стальных деталях устраняют электросваркой, а в чугунных деталях — с помощью стальных накладок, точно пригоняемых по дефектному месту и прикрепляемых болтами. Применяют также постановку связей, которые стягивают трещину (это допускается как временное мероприятие). Устранив повреждения, проверяют плоскости опорных поверхностей при помощи линейки и щупа (или линейки и уровня). Отклонение плоскостей от прямолинейности не должно превышать 0,05 мм на 1 м длины; при большем отклонении соответствующие поверхности обрабатывают на станке или шабрят с точностью не менее пяти пятен на 1 см 2 . Линейку укладывают вдоль и поперек рамы, а также по диагонали и проверяют уровнем горизонтальность.

Опорные поверхности станин и лап колонн обрабатывают с такой же точностью. Эти поверхности должны быть параллельны, допускается отклонение не более 0,1 мм на 1 м длины. Поверхность для установки параллелей должна быть перпендикулярна опорным поверхностям колонны. Для проверки колонну устанавливают на проверочной плите таким образом, чтобы ее опорная поверхность была перпендикулярна поверхности проверочной плиты (установка и проверка по угольнику). Поверхность под параллель проверяют индикатором по четырем точкам (по углам). Если показания индикатора одинаковы, это значит, что поверхность параллельна поверхности проверочной плиты, а следовательно, перпендикулярна поверхности колонны, что и требуется. В противном случае поверхность под параллель обрабатывают. При ремонте колонн обеспечивают равенство их высот.

Основными видами износа и повреждений цилиндров и их втулок являются: износ рабочей поверхности; наработки в верхнем поясе; раковины, задиры, царапины и коррозийные повреждения на рабочей поверхности; вмятины и забоины на опорной поверхности цилиндровой втулки; разрушение поверхности, омываемой водой; разрушение и поломка посадочных поясков втулки. По результатам дефектации определяют необходимость растачивания втулки. Растачивание цилиндров производят на судне специальным переносным приспособлением либо в цехе на расточном станке.

При ремонте трещин на рубашке цилиндров (блоке цилиндров) применяют электродуговую сварку. Иногда трещины заделывают путем постановки ввертышей, а затем часто применяют сварку. Последовательность установки ввертышей показана на рис. 106. По концам трещин засверливают отверстия диаметром d, чтобы предотвратить распространение трещины дальше. Для изготовления ввертышей на латунном или медном прутке диаметром d1 (обычно d—d 1) нарезают резьбу. По всей длине трещины накернивают центры отверстий под ввертыши на расстоянии, равном диаметру ввертыша, сверлят отверстия, нарезают и устанавливают ввертыши. Затем последовательно сверлят, нарезают и устанавливают ввертыши, центрами отверстий которых являются середины расстояний между кромками двух рядом расположенных отверстий. Ввертыши устанавливают по всей длине трещины с перекрытием половины диаметра каждого смежного ввертыша. Поставленные на место ввертыши расклепывают и запиливают или заваривают и зачищают.

Рис. 106. Порядок заделки трещины ввертышами.

В настоящее время для заделки трещин и восстановления уплотнительных поясков в блоках цилиндров успешно применяют пластмассы на основе эпоксидных смол. На рис. 107 показано восстановление уплотнительных поясков блока цилиндра 4 с применением эпоксидных смол. Место, на которое будет наложена эпоксидная смола, тщательно очищают от ржавчины и отложений графита и обезжиривают. Затем в блоке цилиндра 4 устанавливают распорное кольцо 1 (желательно резиновое), между ним и поверхностью цилиндра прокладывают бумагу 2.

Эпоксидным составом 3 заполняют восстанавливаемое место. По истечении 2 ч, когда начнется затвердевание состава, поверхность заглаживают стальной пластиной, смоченной водой. Через 6 ч кольцо и бумагу удаляют, восстановленный участок подчищают напильником и шабером. Через 12—20 ч состав затвердевает окончательно.

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.