Основные сведения о дизелях типа РД и РНД

В Балтийском пароходстве на ряде судов типа «Красноград» с двигателями 6РД 76 имелись повреждения головных подшипников в первый период их эксплуатации. Так, на одиннадцати судах было заменено сорок головных подшипников. Полностью заменены подшипники теплоходов «Красноуфимск», «Клим», «Красноуральск», «Краснодон». По четыре комплекта головных подшипников заменено на судах «Каспийск», «Карачаево—Черкессия», «Касимов», «Ковров».

     Характер повреждения головных подшипников: растрескивание белого металла и разъедания типа, коррозионных на шейках крестовины.

На большинстве дизелей растрескивание и расслаивание белого металла происходит на площадке правого борта, которая  наиболее нагружена при ходе поршня  вверх. Подобное характерное разрушение заливки наблюдалось на теплоходе «Краснозаводск» после 8 мес.  эксплуатации. Площадка правого борта на всех подшипниках оказалась раскрошенной, и в канавках наблюдалось выпучивание баббита. Предполагается, что подшипник  должен касаться шейки по углу 80—90°. В инструкции двигателя  РД76 для головного подшипника этот угол не указывается, а практически он получается меньше. Все это свидетельствует, что подшипник перенапряжен по удельным нагрузкам.

При осмотре головных подшипников  на теплоходе «Карачаево—Черкессия»  были отмечены следы работы шеек крейцкопфа по верхним вкладышам. Это дает основание  полагать, что на  определенном угле поворота шейки отходят от нижних вкладышей. В большинстве случаев поврежденным оказывался слой баббита на площадке правого борта, т. е. когда мотыль проходит 270° после в. м. т.  и поврежденная часть оказывается под прямым давлением шейки крейцкопфа. Диаграммы нагрузок на головные подшипники показывают, что нагрузки приближаются  к нулю, когда, угол поворота мотыля около 300° после в. м. т. Не исключено, что на некоторых режимах нагрузка становится отрицательной, шейка крейцкопфа отходит, от подшипника и при  посадке на место возникает ударная нагрузка. Разрушается баббит и при реверсах в случае жестких пусков двигателя.

Для обеспечения равномерного распределения  нагрузки по всей рабочей поверхности  изменена конструкция крейцкопфного  подшипника. Ранее на дизелях Зульцер  типа РД90, РД76, РД68, РД56 нижние вкладыши имели шесть продольных масляных канавок одного размера, выполненных со скосом 0,1 мм. Предполагалось, что пришабренные в секторе 60° подшипники обеспечат требуемый масляный клин, однако на практике это не оправдалось (рис. 36, а).

В результате экспериментальных исследований фирмой была создана новая конструкция подшипника (рис. 35,6), где канавки выполнены без скосов, что позволяет выдерживать более высокие нагрузки. Подшипники не шабрят, а растачивают по окружности  (диаметр D) специальной бор штангой с очень высокой точностью обработки вкладышей в отношении параллельности и расстояния от базовой поверхности. Допускаемая не параллельность до 0,03 мм; разница в высотах двух нижних вкладышей одного цилиндра не должна превышать 0,03 мм. Монтаж головных подшипников должен производиться при отполированных шейках крейцкопфа с точностью до 4 мк. При данной технологии и сборке подшипники показали в эксплуатации хорошие результаты.

Фирма  выполнила конструктивные изменения рамовых подшипников, модернизированы вкладыши и корпуса (рис. 36).

Рис. 35. Схема головного подшипника, дизеля тала РД:

а — старый образец;   б — новый образец.

 

         Новые подшипники подгоняются по валу без шабровки,  в отличие от старой модели, при которой подгонялась зона нагрузки 60°. Старые поперечные масляные холодильники заменены новыми

Рис. 36.  Рамовый    подшипник:

а—старый;     б—новый

расположенными на уровне центра шейки, выполненные в теле корпусов. Масло  подводится через верхний; вкладыш  и  распределяется по подшипнику сферическими желобками. Взамен белого металла WdM 80 используется Хойт MR, что позволило уменьшить толщину заливки у двигателей РД90 на 35%, у дизелей других размерностей—на 25%.

Хотя новая конструкция рамовых  подшипников оказалась, надежнее, но все недостатки полностью еще не устранены.                                                                                                  § 12.      ФУНДАМЕНТНАЯ РАМА   И   КРЕПЕЖ

Из деталей остова эксплуатационные неполадки вызывают фундаментные рамы дизелей типа РД76 лицензионных двигателей Вяртсиля—Зульцер судов серии «Красаоград» и двигателей Цигельски—Зульцер пассажирских теплоходов типа «Александр Пушкин». У данных двигателей чаще первых серий в фундаментных рамах образуются трещины в основном вдоль отверстий в приливах для установки связей, а также между продольными и поперечными балками, имеющими угловые сварные швы.

 Рис.  37.  Фундаментная рама дизеля 3улыцер типа РД:

а — разрез с обозначением сварных швов (до ремонта);   б— V-обраэная сквозная сварка после ремонта.

 

Вскоре фирма заменила угловую  сварку V-образной сквозной, а также была изменена в 1964 г. конструкция рамы, о чем было выпущено извещение и даны рекомендации с указанием способа  устранения   дефекта (рис. 37).

 

Рис. 38. Трещины на опоре подшипника:

1 — на  раме;     2 — вдоль сварного шва

.При исследовании напряжений в фундаментных рамах двигателей типа РД фирмой обнаружено, что в районе так называемых масляных каналов (блоков), подводящих смазочное масло к рамовым подшипникам, наблюдается высокая концентрация растягивающий напряжений, приводящих к образованию трещин в опоре подшипника (рис. 38) и распространяющихся на  раму.

Начиная с 1967 г., в фундаментных рамах  дизелей 6РД76, отработавших более 15—20 тыс. ч., по вертикальным сварным  швам поперечных балок и под постелями  рамовых подшипников начали появляться трещины. Такой дефект с разным объемом повреждений был у 13 двигателей завода Вяртсиля судов типа «Красноград», у 2 дизелей фирмы Зульцер теплоходов «Балдоне» и «Симферополь» и у 6 двигателей завода имени Цигельского судов типа «Симферополь».

Впервые вопросы, связанные с дефектами  фундаментных рам, обсуждались на совещании  в г. Винтертуре, где фирма сообщила о методах устранения дефектов и  сделала заключение, что рамы старой конструкции, проработавшие более 25 тыс. ч и не имеющие трещин, можно считать надежными. Дальнейшая эксплуатация отремонтированных фундаментных рам показала, что во многих случаях заварка трещин и их локализация не остановили развития дефектов и для их устранения заводы-строители стали применять другие методы, и технологические приемы. Однако вопреки заключению фирмы Зульцер, трещины стали появляться и в фундаментных рамах, отработавших более 25 тыс. ч.

По мнению фирмы, обязательным условием качественного восстановления дефектного шва является правильная подготовка свариваемых деталей. Фирма полагает, что повторное образование трещин в отремонтированных ранее швах возникает из-за некачественной сварки, неоднородности и отслоений материала элементов рамы в районе шва. В настоящее время при появлении повторных трещин фирма рекомендует удалять часть основного материала вдоль шва с последующей   наплавкой кромок для восстановления формы канавки под окончательную сварку.

.Кроме того, применяется другой  метод ремонта этого района  фундаментной рамы, заключающийся  в том, что частично вырезаются наружные   поперечные   листы в районе трещин; вырубается часть продольного

листа напротив свариваемого узла и  подкрепление проваривается снаружи  с последующей заваркой продольного  листа и восстановлением наружных листов.

Основываясь на полученном опыте, фирма изменила конструкцию фундаментной рамы двигателей типа РД и РНД. Прежние опоры подшипников заменены опорами с двумя литыми ребрами (рис. 39, 40). Для достижения лучшего распределения нагрузки сварку новой модификации выполняют под опорой подшипника в зоне пониженных напряжений.

В новой конструкции  рамы обеспечен доступ к сварным  швам под опорами подшипников  как снаружи, так и изнутри, что  даёт возможность выполнять высококачественную сварку в трудно     доступных  местах и контролировать ее качество. Отличие конструкции опор подшипника при этом методе ремонта—замена кованых  ребер сборными из предварительно изготовленных деталей, привариваемых к опорам по месту. Сварку этих ребер с внешней стороны выполняют между двумя плитами одинаковой толщины в зоне пониженных напряжений. Данный метод ремонта  рам  предложен в 1967 г. представителем Регистра СССР в Финляндии и  принят другими классификационными обществами. Фирмой проведены

успешные испытания отремонтированных  этим методом фундаментных рам двигателей РД 68.

 Рис. 40. Конструкция опор ромового  подшипника: а—старая (сварная);  б—новая

Сварная конструкция опоры подшипников  заменена поковкой или стальной отливкой, передающей усилие от подшипника непосредственно  на анкерные болты и фундаментную раму.

Фирма считает, что проблема предотвращения образования и распространения  трещин в фундаментных рамах дизелей  Зульцер почти  решена для двигателей, строящихся на ее предприятиях.                                                        Из крепежных деталей существенное значение для надежной работы дизеля имеют анкерные связи, обеспечивающие разгрузку станины от растягивающих усилий, вызываемых давлением газов в цилиндре. Затяжка анкерных связей выполняется с усилиями, превышающими максимальное давление сгорания. Обычно завод-изготовитель двигателя в инструкции рекомендует усилия затяжки связей и порядок их обжатия.

Для обеспечения контроля за состоянием анкерных связей после каждого рейса  анкерные связи обстукиваются. Проверку гидравлическим приспособлением, если это предусмотрено инструкцией завода, следует выполнять не реже одного раза в два года. При этом судно должно быть в балласте. Проверка производится с соблюдением порядка затяжки связей, рекомендованного заводом-строителем.

В эксплуатации: при большой длине дизеля,  деформации корпуса судна из-за волнения моря, а также из-за неравномерного прогрева, нагрузка на анкерные связи меняется и может  отклониться на значительную величину от первоначального значения. Поэтому, проверяя затяжку, необходимо любыми средствами отдать гайку, даже если давление на приспособление превышает рекомендованное, так как это обстоятельство свидетельствует о перегрузке связи.

Легче отдать гайку на затянутой  анкерной связи, когда с помощью  второго приспособления нагружается близлежащая связь на величину рекомендованного давления.

Кроме требований завода-строителя  по данному вопросу, можно добавить рекомендации, разработанные в Дальневосточном  морском пароходстве. 

Когда судно находится в грузу  и требуется замена лопнувшей связи, следует определить, какую нагрузку несла дефектная связь. Для этого надо проверить близлежащие две-три связи и нагрузку, новой связи отрегулировать с учетом усредненной нагрузки. После выгрузки судна все анкерные связи повторно проверить и отрегулировать нагрузку на них согласно инструкции.

При капитальном ремонте двигателя  все анкерные связи необходимо проверить  ультразвуком.                    

В период проверки анкерных связей контролировать их удлинение. Обязательно проверять  раскеп коленчатого вала до и после обжатия связи каждого цилиндра. В период проверки связей распорные болты верхних вкладышей рамовых подшипников должны быть слегка отданы.

Распорные (центрирующие) болты  анкерной связи должны проверяться через 400 ч работы дизеля; при ослаблении болтов связь может разрушиться от вибрационной нагрузки.

Следующая  ответственная группа крепежа дизеля—это шпильки и  болты, в частности, шатунные, подвергающиеся  значительной статической нагрузке от предварительной затяжки, а также  переменной—от действия сил  инерции поступательно движущихся масс.

На надежность болтового соединения отрицательно влияет деформация стягивающих  деталей подшипника, от которой уменьшаются  напряжения затяжки, и увеличивается  амплитуда напряжений от переменной нагрузки. Для обеспечения надежности и долговечности работы болтов имеет значение правильная затяжка их при монтаже. У современных малооборотных дизелей затяжка шатунных болтов производится растяжением их на заданное давление гидравлическим устройством. При обжатии  шатунных болтов усилия контролируют по заданному удлинению болта, величине момента силы затяжки или по углу поворота гайки, согласно указаниям инструкции завода-строителя.

При каждом осмотре деталей движения необходимо проверять состояние  стопорных устройств и обстукиванием контролировать  состояние гаек шатунных болтов.

При каждой разборке мотылевого подшипника очистить, промыть и протереть болты и гайки, тщательно осмотреть с помощью лупы 5—6-кратного увеличения и убедиться в отсутствии в резьбе, на стержне на переходе к головке трещин, забоин, коррозионных разъеданий и других дефектов. Выявление трещин производить дефектоскопией.

Промерить длину каждого болта  микрометром, замеры величины длины  болтов, возможных удлинений  записывать в формуляр.

При наличии у болтов либо гаек дефектов, оговоренных техническими условиями на ремонт данного дизеля, шатунные болты подлежат замене в комплекте с гайками.

При шплинтовке (стопорении корончатых гаек шатунных болтов) не допускать  повторного использования шплинтов, соблюдать соответствие номинального диаметра шплинта диаметру отверстия болта и ширине лазов корончатой гайки.

Новые  шатунные болты можно  устанавливать при наличии паспорта завода-изготовителя, в котором должны быть указаны химический состав материала и результаты механических испытаний образца. На цилиндрической поверхности головки должно быть выбито клеймо ОТК, завода-изготовителя и длина болта с точностью до 0,01 мм. Если таковая отсутствует, ее необходимо проверить и нанести на головку болта. Перед установкой новых шатунных болтов необходимо убедиться в отсутствии возможных дефектов.                                   

 

§ 13.    ПУСКО - РЕВЕРСИВНОЕ  УСТРОЙСТВО

Пуско-реверсивная система дизелей  типа РД Зульцер, несмотря на некоторую  относительную сложность по конструкции и монтажу, проста в эксплуатации, обеспечивает точность и надежность маневра. Реверсирование осуществляется перестановкой рычага телеграфа из положения «вперед» в позицию «назад» и наоборот. Двигатель пускается перемещением пускового рычага из одного крайнего положения в другое.