Вали та осі мають такі основні дефекти: знос посадкових шийок, несправність канавок шпонкового типу і шліців, погіршення різьблення, скручування валів, поява тріщин і зламів.

Відновлення цих елементів відбувається за таким принципом: миття деталей, потім очищають та дефектують. Погнутий стан виправляють завдяки виправленню холодного або гарячого вигляду, а деякі моделі утилізують як шлюб. Якщо прогин невеликий, можна прошліфувати і проточити вал чи вісь.

Якісно та швидко виконати ремонтні роботи можуть фахівці компанії ГідроСпецТех. Тут працюють справжні професіонали своєї справи.

Виправлення валів згинанням

Вали, які підходять для редагування, розміщують в настановній призмі так, щоб увігнуте місце дивилося нагору. Далі відбувається згинання валу натискним пристроєм.

Якщо вал тонкий або довгий, то для редагування використовується токарний верстат. Вигинання відбувається завдяки упору верстата.

Для виправлення форми валу застосовують наклеп. Для цього виріб розташовують на перевірочній плиті, щоб прогин був знизу. Далі завдають ударів невеликої сили. Робиться це жваво.

Під час редагування часто утворюються тріщини, тому їх потрібно перевірити дефектоскопом. Якщо дефекти виявлено, потрібно провести термічне оброблення. Далі слід проточити та відшліфувати вироби.

Ремонт валу та осі нагріванням та охолодженням

Якщо вал деформувався, можна провести виправлення завдяки нагріванню. Для цього теплову обробку газовим полум'ям застосовують там, де є вигнутість. Індикатор дозволяє розраховувати міру деформування. Для заколювання використовується азбест та охолодження повітрям стисненого вигляду.

Ремонт посадкових шийок на цапфах можна відремонтувати завдяки відновленню номінального обсягу або обробці. Для цього метал піддають наплавленню та нарощуванню розмірів. Таким чином, можна збільшити обсяг за рахунок зменшення довжини або навпаки.

Невеликі задираки, тріщини та ризики легко усунути доведеннями пасти ГОІ або оліями з наждачним порошком. Все це робиться після закріплення елемента на верстаті, де проводять обертові рухи.

Ціни на будь-яку складність можете дізнатися у менеджерів компанії Гідроспецтех.

Під час опади територію посадкового місця валу можна нагріти до 900С. Далі виріб піддається охолодженню у водному середовищі. Після цього відбувається завдання ударів, в результаті вал стає ширшим. У торці валу свердлять отвір, який підходить для довжини посадкового місця.

Для ремонту валу можуть застосовуватись втулки-компенсатори. У даному варіанті цапфа проточується на менший розмір, в неї напресовується сталева втулка, торці якої приварені до торця цапфи. Закріплюють усі вироби між собою та проводять обробку зовнішньої поверхні. Розміри можна вибирати під будь-які вимоги.

Ремонт шпонкових канавок

Шпонкові канавки можуть бути відремонтовані під номінальний та ремонтний розмір. У першому варіанті, відбувається плавлення та нарізання виробу. У другому варіанті відбувається розширення до потрібних розмірів та обпилювання або фрезерування та стругання.

Якщо шпонкові канавки великі, проводять односторонню наплавку, далі обробку механічного типу до потрібних розмірів.

Шлицева частина валу чи осі відновлюється під впливом тупого зубила чи гострого ролика. Далі йде механічна обробка. Все це робиться за невеликих пошкоджень.

Якщо виріб зазнало великого зносу, то шліци розплавляють частинами або з боків. Далі нарізають необхідний розмір та шліфування. У деяких випадках пошкоджені частини відрізають та приварюють нові елементи.

При пошкодженнях різьблення можна скористатися прогонкою на верстатах або наплавкою з нарізуванням потрібної довжини. Також для ремонту може застосовуватися електрошлакове зварювання, кільцеве дугове зварювання. Для гантелей використовується тирса та проточування виробу. Для шпонкових з'єднань застосовуються затискні кільця.

Проведення ремонтних робіт можна замовити, звернувшись до спеціалістів компанії ГідроСпецТех. сайт знаходиться за посиланням.

1. Нерівномірне охолодження нерухомого валу після зупинки турбіни. Нижня частина валу охолоджується більше, ніж частина, що знаходиться вище. Через нерівномірність остигання волокон на нижній частині валу скорочується сильніше, ніж волокон у верхній частині.

2. Нерівномірне охолодження циліндра турбіни. Причина: погана якість теплової ізоляції або наявність застійних зон у захисній обшивці турбіни.

3. Зачеплення за лабіринтові, кільцеві чи діаметральні

4. Неправильна посадка диска на вал.

5. Недостатні осьові зазори між деталями ротора турбіни.

6. Великі механічні напруги. Можуть відбуватися при різкому гальмуванні.

За наявності з однієї зазначеної вище причин на обертається, що призводить до зменшення радіальних зазорів, зачеплення деталей ротора про нерухомі деталі турбіни. При такому зачісканні виникає тертя, що призводить до нагрівання і прогину валу в бік зачіплення.

а) вал при

охолодженні

а) вал при

В результаті зачеплення це місце валу нагрівається і волокна металу прагнуть розширитися, відповідно і тем-ра нагрівання, але цьому перешкоджають навколишні більш холодні шари металу. У холодному металі виникають залишкові деформації.

Виправлення валів.

Проводиться якщо прогин перевищує 0,06мм.

Перед редагуванням необхідно провести підготовчі операції:

Огляд валу. Виявлене місце дефекту зачищається та піддається хімічній обробці з метою виявлення тріщин. При виявленні тріщини виводять на токарному верстаті, шляхом зняття стружки. Доки тріщина не виведена стружка в місці наявності тріщини буде обриватися, закінчення відриву стружки свідчить про повне виведення тріщини. Цю операцію узгоджують із заводом-виробником. Після виведення тріщин вал піддають повторному травленню і потім приступають до роботи.

Існує кілька видів виправлення валів:

1.Термічна правка.

Полягає в односторонньому місцевому нагріванні випускної сторони валу до температури вище межі плинності. Нагріваються волокна прагнуть розширитися, але отримують опір з боку не нагрітих ділянок, випрямляються за рахунок пружно пластичної деформації, тобто роблять зворотну операцію при якій відбувся прогин.

2.Механічна правка.

Виготовляється у холодному стані карбуванням у місцях найбільшого прогину. Сутність методу полягає в карбуванні розтягнути волокна вала стислі в процесі роботи.

3.Термомеханічне виправлення.

Комбінований метод.

Метод релаксації напруг полягає: ділянка валу піддається нагріванню до температури 600-650 0 С і з подальшим прогином його у бік протилежну викривленню. Нагрів валу виробляється з індукційних обмоток. Метод заснований на явищі повзучості та релаксації напружень та застосовується у декілька етапів. Це удосконалений термомеханічний метод.

Виробництво ремонту поламаних валів.

Поламані частини валу з'єднуються двома способами:

Ремонт валів та осей

Характерними дефектами валів і осей, що виникають у процесі експлуатації, є прогин, скручування, злами, утворення вибоїн і тріщин, зношування шийок (цапф), зношування або пошкодження шпонкових канавок, шліців, пошкодження та зношування різьблення.

За наявності погнутості валу (осі) та інших дефектів у першу чергу усувають прогин.

Величину прогину валу або осі встановлюють на токарному верстаті або підшипниках, потім індикатором вимірюють биття на різних ділянках, відзначаючи крейдою місця, які дають найбільше биття і тому вимагають правки.

Простіший спосіб визначення вигину - за допомогою сталевої лінійки. Її прикладають ребром по осі валу і щупом заміряють величину просвіту на даній ділянці, що відповідає прогину валу.

Допустимий прогин валів при частоті обертання понад 500 об/хв становить 0,15 мм на 1 м, але не більше 0,30 мм на всю довжину валу; при частоті обертання менше 500 об/хв - 0,10 мм на 1 м, але не більше ніж 0,20 мм на всю довжину валу.

Прогин валу та осей величиною менше 0,5 мм усувають шліфуванням, а вище 0,5 мм - холодною правкою або правкою з нагріванням.

Холодне виправленнявалів (осей) проводять декількома способами: карбуванням, гвинтовими пристосуваннями та пресами.

При холодній правці карбуванням (рис. 23.1 а) вал 1 встановлюють на двох опорах увігнутою стороною вгору. Під місце найбільшого прогину встановлюють підкладку 6 м'якої міді або дерева твердої породи.

Мал. 23.1. Виправлення валу:

а - холодне виправлення карбуванням; б – порядок ударів; в - виправлення з нагріванням; 1 – вал; 2 - місце найбільшого прогину; 3 – індикатор; 4 - місце наклепу; 5 – хомут; 6 – підкладки; 7 - опори

Біля місця наклепу 4 закріплюють вал скобою або хомутом 5, залишаючи на вазі найбільшу частину валу (0,6-0,8) * l. Це необхідно для того, щоб маса валу сприяла витяжці увігнутих волокон. Для цього на довгому кінці валу проводять додатково рівномірний натиск.

Наклепування (чеканку) проводять над підкладкою 6, обережно, ударяючи молотком масою 1-2 кг за спеціальним мідним або латунним чеканом, пригнаним за формою валу (рис. 23.1, б).

У міру карбування індикатором 3 вимірюють стрілу прогину валу.

При діаметрі валів менше 60 мм їх керують за допомогою гвинтового преса. Головка гвинта має бути встановлена ​​над опуклим місцем валу і давити на нього через мідну або латунну прокладку. Одночасно слід постукувати поверхнею валу свинцевою або мідною кувалдою або звичайним молотком по мідній підкладці.

Правку з нагріваннямзастосовують для валів діаметром понад 80 мм, а також при вигинах валів, що досягають кількох міліметрів (рис. 23.1, в).

Вал 1 встановлюють на двох опорах 4 опуклою стороною вгору. Потім нагрівають газополум'яним пальником у місці найбільшого прогину 2, зазначеному індикатором. Для цього вал обгортають з обох боків від місця нагріву мокрим листовим азбестом, закріплюють його дротом, залишаючи відкритим ділянку безпосереднього нагріву. При цьому приймають розміри відкритої ділянки валу довжиною 0,1-0,2 d, а по колу - 1/3 d (де d - діаметр валу). Прогрівання триває 3-5 хв за температури полум'я 500-550 °C. Температуру нагрівання контролюють термопарою або за кольором втечі сталі (темно-бурий колір розжарювання). Нагріту ділянку швидко охолоджують стисненим повітрям. Операцію повторюють кілька разів. Вал вирівнюється під впливом внутрішніх напруг, що виникають при місцевому нагріванні та охолодженні. У такий спосіб можна правити вали, вигин яких сягає кількох міліметрів, з точністю до 0,03-0,05 мм.

Прогин валу перевіряють індикатором 3 до початку та після прогріву, який повторюють, якщо вал не випрямиться від одного нагріву.

Усунення скрученості. Скручені вали, як правило, вибраковують. При скрученості валів Ø 50-60 мм до 10° її усувають важільним захопленням, а особливо тонких валів або осей - затискаючи один кінець валу (вісі) у лещатах і повертаючи інший кінець коміром у необхідний бік. При цьому підкладають мідні чи свинцеві прокладки.

Кут скручування (зміщення) визначають вимірюванням лінійкою з кутоміром або рейсмусом.

Заварювання тріщин. Вали, що мають наскрізні злами або поперечні тріщини глибиною до 0,10 діаметра валу, зазвичай замінюють новими.

Вали та осі, що мають окремі поперечні тріщини глибиною до 0,10 діаметра валу та поздовжні тріщини глибиною не більше 0,15 діаметра валу, довжиною не більше 10 % від довжини валу та не сприймають ударного навантаження, можуть бути відремонтовані електрозварюванням. При цьому необхідно попередньо обробити всі тріщини до здорового місця та зняти фаски по 10-12 мм на бік. Вали малих діаметрів перед зварюванням підігрівають. Після зварювання правлять, обточують та шліфують.

Ремонт шийок валів. Поверхневі пошкодження цапф (подряпини, ризики, задирки, неглибокі задираки), а також незначні овальність, конусність або еліпсність шийок (не більше 0,2 мм) усувають вручну оксамитовим напилком з подальшим поліруванням тонким наждачним полотном або спеціальними полі. Жимок є дві колодки, накладені одна на одну, з отворами певного діаметру. Внутрішні стінки отвору обтягнуті шкірою. При зношуванні понад 0,2 мм шийки переточують на токарному верстаті, а потім шліфують під ремонтний розмір.

Переточку виконують у два або три переходи: перший - груба обробка гострим обдирним різцем; другий - обточування чистовим різцем; третій – обробка широким різцем.

Щоб уникнути перенапруги валів при відносно невеликих виробках шийок, рекомендується ремонтувати їх металізацією. Допускається нарощування поверхні шийок хромуванням та залишенням.

При зміні діаметра шийки понад 10% переточування її не допускається. У цьому випадку ремонт виконують електронаплавленням з наступною проточкою до номінального діаметра.

Для того щоб отримати хорошу поверхню шийки, що відновлюється, і міцний шар наплавлюваного металу, необхідно зношену частину шийки проточити на 1,0-1,5 мм від номінального розміру шийки, а після цього наплавити метал у певному порядку. Наплавлення металу на шийки цапф можна робити вздовж осі шийки або по колу.

У першому випадку (рис. 23.2, а) кожен наступний валик металу, що наплавляється, повинен перекривати на 1/3 по ширині попередній (сусідний з ним) і закінчуватися на протилежній по діаметру стороні шийки (на рис. 23.2, а послідовність накладання валиків зазначена цифрами) . Це роблять для того, щоб шию, що наплавляється, не повело.

Мал. 23.2. Електронаплавлення шийки валу: а - вздовж осі шийки; б - по колу

У другому випадку (рис. 23.2 б) також залишається в силі умова перекриття на 1/3 кожним валиком раніше наплавленого валика.

Після перевірки відсутності викривлення шийки при наварці її проточують. У тих випадках, коли наплавлення зробити важко, шийки валу ремонтують установкою ремонтних втулок. При цьому способі ремонту відпалений вал обточують і напресовують втулку з того ж матеріалу, розкернюють по торцю або приварюють точковим зварюванням. Втулку можна ставити на епоксидному клеї, обробивши потім шийку до потрібного розміру.

Відновлення центрових отворів. Перевірку та відновлення центрових отворів валів проводять на токарних верстатах. Для цього вал, що ремонтується, встановлюють одним кінцем в самоцентруючий патрон, а другий кінець шийкою вала кладуть на кулачки нерухомого люнета. Регулюванням кулачків люнета домагаються, щоб індикатор показував биття на шийці валу трохи більше половини допуску виготовлення.

Після вивіряння валу проводять правку центрів центровим свердлом, спеціальним різцем або шабером. Центр другого кінця валу виправляють так само, як першого. Якість редагування центрів перевіряють на тому ж токарному верстаті, але вал встановлюють у центрі, а контролюють шийки валу по індикатору.

Ремонт шпонкової канавки та шліців. Спочатку перевіряють канавки (штихмасом, штангенциркулем та косинцем). Якщо ушкодження канавок не перевищують 5% від їх ширини, канавки ремонтують напилком і шабером. При більш значних пошкодженнях, що вимагають розширення канавки від 5-15%, ремонт виконують прострожкою і фрезеруванням канавки на верстатах і тим самим надають їй ремонтний розмір, відповідно, змінюючи розмір шпонки (допускається застосування ступінчастої шпонки). Ремонтний розмір паза не повинен перевищувати номінальний більш ніж на 15%. Шпонкові пази, зношені більш ніж на 15%, відновлюють під номінальний розмір наплавленням вручну однієї зі стінок паза з подальшою механічною обробкою. Практикується виготовлення нового паза шпонки під кутом 120-180° по відношенню до зношеного. При цьому зношений паз заварюють. Для невідповідних з'єднань допускається наплавлення зношеного паза з подальшою обробкою (на колишньому місці).

Шлицеві з'єднання ремонтують наплавленням шліців з наступним відпалом, механічною та термічною обробкою. При невеликих зношуваннях зубилом надрубують канавку вздовж шліцю, при цьому шліц лунає по ширині. Отриману канавку закладають наплавкою і обробляють.

Причини поломок валу.Гребні або проміжні вали ламаються відносно рідко, набагато частіше відбувається їх вигин.

Природно, що вал, що лопнув, не ремонтують, а замінюють, але у всіх випадках необхідно проаналізувати характер поломки і виявити її причину. Важливо, щоб поломка з тієї ж причини не повторилася при експлуатації установки з новим валом.

Якщо вал зламався при ударі об підводну перешкоду і при цьому його скрутило, причому кут закрутки досягає величини φ° = (0,3-0,5) L/d, де L – довжина, ad – діаметр валу (см), то причина поломки або без запобіжної муфти або в неправильному виборі її зрізного елемента - він занадто міцний.

Може статися поломка валу без помітного скручування, інколи ж і без видимих ​​зовнішніх причин, причому злам проходить під кутом приблизно 45° до осі валу і має зернисту структуру. У таких випадках причиною зламу, як правило, є тріщина, що проходить в районі шпонкових пазів або уступів.

Виникнення ж тріщин пояснюється дією втомних напруг, що з'являються, коли вал передає крім основного постійного крутного моменту від двигуна до гвинта ще якісь додаткові моменти, що періодично змінюють напрямок.

Такі знакозмінні навантаження виникають, наприклад, через нерівномірну роботу двигуна (чим менше число циліндрів, тим нерівномірність більше) або перебоїв у роботі одного з циліндрів;

Через нерівномірне зношування або низьку якість виготовлення зубчастих передач;

Через неправильну установку карданних шарнірів;

Через появу сил, що періодично діють на кожну з лопатей при перетині нею сліду від кронштейна або дейдвуда або при проходженні поблизу днища та у кронштейна;

Через погане центрування або вигин валу.

При правильно виконаній установці щодо корпусу катера та його виступаючих частин і правильної установки карданних валів додаткові напруги, що з'являються у валах від знакозмінних навантажень, як правило, невеликі і не можуть бути причиною поломки. Поломка валу в цьому випадку (особливо якщо діаметр валу обраний мінімально допустимим) може статися лише при виникненні резонансних крутильних коливань. У тому випадку, коли власна частота коливань системи двигун - вал - гвинт збігається з частотами знакозмінних навантажень, напруги у валах та амплітуда їх коливань різко збільшується, виникає резонанс. Зовнішніми ознаками виникнення резонансних крутильних коливань є: збільшення шумності; поява металевих стуків у шліцевих та шпонкових з'єднаннях, особливо за наявності у них люфтів; посилення шуму у зубчастому зачепленні.

У аматорських умовах для запобігання валів від поломок через виникнення крутильних коливань доцільно збільшувати діаметри шийок валів у місцях кріплення муфт і гвинта, тобто посилювати ті місця, де найчастіше виникають втомні руйнування. Дуже корисною є установка пружних муфт (див. «КЯ» № 66), особливо на проміжному валу. Доцільно також використовувати штатне зчеплення автомобільних двигунів, оснащене ефективним пружним гасителем крутильних коливань. При монтажі гребного гвинта відстані до днища корпусу катера або дейдвуду та кронштейнами слід робити якомога більшими.

При експлуатації катера слід уникати короткочасної роботи двигуна на великих навантаженнях при перебоях в одному або декількох його циліндрах, з погнутим валом або гвинтом, так як при цьому амплітуда крутильних коливань різко збільшується.

Виправлення валу.Правку погнутих гребних або проміжних валів краще проводити в токарному верстаті (рис. 1) або в найпростішому пристосуванні (рис. 2).

1 – індикатор; 2 – брусок (мідь, алюміній).

Вийняти вал для перевірки і ремонту в багатьох випадках вдається на плаву, якщо, звичайно, не погнутий кронштейн опорного підшипника. Для цього зазвичай спочатку знімається перо керма, потім муфта (або напівмуфта) від'єднується від редуктора, вал зсувається до упору корпус сальника дейдвуда, муфта спресовується з кінця валу і виймається шпонка. Після цього на кінець валу і корпус сальника одягається гумова рукавичка (мішок з прогумованої тканини, два-три поліетиленові пакети), яка щільно примотується ізолентою до корпусу сальника. Тепер вал з гребним гвинтом може бути вийнятий у корму, причому дейдвуд виявляється герметично закритим. Цю операцію краще проводити на дрібному місці або з низьких містків.

Вийнятий вал з гвинтом встановлюється в центрах токарного верстата або призми пристосування, які повинні розташовуватися в районі заднього опорного підшипника і шийки муфти, що кріпить його до реверс-редуктора.

При редагуванні валу на токарному верстаті вимірювання його биття найкраще проводити за допомогою індикатора 1 (див. рис. 1), зміцнюючи його на санках поздовжнього супорта. Можна визначити биття і ноніусом поперечного супорта, послідовно підводячи затиснутий в резцедержатель брусок 2.

Часто кінці валів мають різьбові шийки для кріплення гребного гвинта та муфти, які можуть бути погнуті при затягуванні гайки. Слід пам'ятати, що нас цікавить биття валу щодо його опорних шийок, а чи не центрових отворів, розташованих у різьбових кінцях. Тому биття, перш за все, необхідно перевірити в районі шийок заднього опорного підшипника А і фланця напівмуфти В. При цьому биття опорних шийок більше 0,2 мм вказує на надмірний прогин різьбових кінців валу.

Правити цей прогин необхідно, не знімаючи вал зі верстата, упором бруска 2 на шиї. При цьому переміщення супорта на першому етапі задається рівним прогину шийок Апр max, який дорівнює половині биття. Далі знову перевіряється биття, визначається нове значення прогину, і наступне переміщення супорта визначається великим на величину цього нового прогину. Операція повторюється доти, доки биття не зменшиться до 0,1-0,2 мм.

У тих випадках, коли биття шийки А пов'язане в основному з сильним вигином самого валу, проводиться первісне виправлення валу; далі при необхідності виконується виправлення його різьбових кінців і тільки після цього - остаточне виправлення валу.

Перед остаточною правкою визначають місце розташування та напрямок максимального прогину валу. При правці валу слід мати на увазі, що через його відносно велику довжину величина прогину пружних деформацій може досягати величини 10-20 мм. Для того щоб виправити вал, його необхідно деформувати на величину прогину в області пружних деформацій (назвемо його Δпр) плюс величина максимального прогину валу Δпр max.

Саме через те, що Δпр max, як правило, набагато менше, ніж Δупр, зазвичай не вдається виправити вал за допомогою ударів - рихтування: слабкі удари не призводять до мети, а занадто сильні відразу ж і набагато прогинають вал в інший бік. За допомогою ударів вдається виправити тільки короткі вали (L/d = 5-8), у яких Δупр менше Δпр max.

Попередню оцінку величини прогину валу в області пружних деформацій, тобто до появи деформацій залишкових, можна зробити за формулою:

де k - Коефіцієнт (k = 500 для звичайних сталей і k = 400 для легованих); L – відстань між опорами, см; dB – діаметр валу, див.

Щоб скоротити час правки валу, доцільно на першому етапі задати переміщення супорта трохи менше величини Δупр. Спочатку брусок м'якого металу 2 (див. рис. 1) підводиться до валу в місці максимального прогину і з боку опуклості; свідчення ноніуса записуються. Далі проводиться правка переміщенням супорта вперед на відстань 0,9 Δпр, після чого супорт повертається в нульове положення (з обов'язковою вибіркою люфту). Якщо після цього з'явився зазор між валом і бруском, операція повторюється, але величина переміщення супорта збільшується на величину максимального прогину валу. Після того як при поверненні супорта на нульову позначку з'явився зазор, кожне наступне переміщення супорта при правці робиться більше попереднього величину максимального прогину валу Дпр max за вирахуванням величини цього зазору.

Після цього вал ще раз перевіряється обов'язково у двох взаємно перпендикулярних площинах. Биття валів діаметром 25-35 мм в районі муфти, гвинта, опорної шийки та дейдвудного сальника не повинно перевищувати 0,15-0,3 мм, в інших місцях - 0,3-0,5 мм (менші цифри відносяться до коротких валів з довжиною менше ніж 1200 мм). При необхідності редагування повторюється з урахуванням того, що положення місця максимального прогину може бути іншим.

У тих випадках, коли основний вигин валу стався в районі заднього опорного підшипника, доцільно весь вал до шийки опорного підшипника вставити в шпиндель, а виправляти упором в маточину гвинта. Спроба виправити без гребного гвинта призведе до вигину посадкового конуса під гвинт, у зв'язку з чим після напресування гвинта знову виникне деякий прогин валу. У зв'язку з тим, що виліт валу в цьому випадку невеликий і жорсткість валу досить висока, первісне переміщення супорта можна прийняти рівним прогину валу. Щоб унеможливити пошкодження поверхні вала кулачками патрона, вал рекомендується обернути мідною або алюмінієвою смугою. Правка валу в пристосуванні (див. рис. 2) відбувається завдяки зусиллю гвинтом 2, що розвивається. Величина прогину вимірюється по зміні відстаней між валами за допомогою штангенциркуля.


1 – гребний вал; 2 - гвинт M16; 3 - поперечина, сталь = 15-20; 4 - смуга δ=3-4; 5 – призма; 6 – штанга; пруток діаметром не менше 1,3 діаметра валу або труба діаметром не менше 1,5 діаметра валу; 7 - гвинт стопорний; 8 – труба; 9 - призма =8-12, приварити до труби 8; 10 – штангенциркуль.

Необхідно враховувати, що одночасно з валом згинається і штанга, тому величину сумарного прогину в області пружних деформацій валу можна визначити за залежністю (аналогічною до наведеної раніше):

де dш – діаметр штанги, див.

В іншому методика редагування аналогічна розглянутій вище.

Іншими видами ремонту валу є відновлення різьблення (як правило, за допомогою наплавлення з подальшою механічною обробкою) та зношеної шийки сальника (найкраще - за допомогою установки втулки з нержавіючої сталі на епоксидному клеї).

Ремонт гребного гвинта.Характерні пошкодження гребних гвинтів - це загин, часткове або повне обламування лопаті, поява тріщин тощо. пояснюються появою втомних тріщин через вплив на лопату знакозмінних навантажень.

Занадто мала відстань між краєм лопаті і днищем катера, розташування гвинта за погано обтічним дейдвудом і кронштейном, надмірний нахил валу, робота валопроводу в умовах крутильних коливань і т. п. - призводять до появи знакозмінних навантажень, що діють. В принципі, при правильно обраній товщині лопаті знакозмінні навантаження можуть призвести до її обламування тільки в поєднанні з дією інших факторів, таких, як корозія або кавітаційна ерозія, поява внутрішніх напруг при ремонті шляхом виправлення лопаті в холодному стані або заварювання тріщин без подальшого відпалу і т.п. д. Таким чином, технологія ремонту гребного гвинта істотно впливає на його подальшу працездатність.

Холодна правка латунних лопатей можлива лише за загибі їх у кут трохи більше 30°. Гнучку найкраще робити за допомогою двох-трьох важелів довжиною до 1 м, що мають на кінцях прорізи глибиною 6-8 см, що надіваються на кромку гвинта (рис. 3). Можна скористатися лещатами, універсальним знімачом для підшипників або будь-яким пресом.


1 - гвинт; 2 - важіль, листова сталь δ=10 мм. При товщині лопаті до 5 мм; L=600 мм, b=60 мм; при товщині до 8-10 мм; L=1000 мм, b=80 мм; 3 - підкладна планка (мідь, алюміній); 4 - кувалда важка; 5 – кувалда легка; 6 - ковадло.

При редагуванні ударами з метою зменшення місцевих деформацій лопаті краще користуватися свинцевою кувалдою. При виправленні сталевим кувалдою на лопату потрібно накласти пластину зі свинцю, відпаленої міді або алюмінію. Правку роблять на ковадлі або будь-якому важкому предметі, одержуючи протилежний край лопаті важким кувалдою.

При загину лопаті більше ніж на 30° редагування необхідно вести з нагріванням. (Вдається і холодною правкою виправити лопату, загнуту на 90°, а іноді й більше, проте при цьому подальша працездатність відремонтованої лопаті виявляється дуже малою). -5-2-2 - 600-750 ° С; при цьому слід мати на увазі, що при недостатньому нагріванні умови редагування будуть лише незначно відрізнятися від виконання її без нагріву. Нагрів найкраще проводити в горні або печі; забезпечити плавне і рівномірне нагрівання за допомогою ацетиленових пальників зазвичай не вдається.

Після виправлення потрібно обов'язково зробити відпал гвинта для зняття термічної напруги. Відпал проводять спочатку повільним (не більше 100 ° С на годину) нагріванням до температури 350-400 ° С для латуні ЛМЦЖ 55-3-1 і 500-550 ° С - для ЛАМЦЖ 67-5-2-2, а потім ще більше повільним охолодженням разом із піччю (швидкість охолодження не вище 50 °С на годину).

Дуже часто під час ремонту гвинтів доводиться виконувати зварювальні роботи. Найкраще, якщо є можливість застосувати аргонно-дугове зварювання, проте задовільні результати виходять і за звичайного газового зварювання. Пальник при цьому повинен бути відрегульований на окисне полум'я (відношення О 2 /С 2 Н 2 = 1,2 - 1,3) для запобігання появі в полум'ї вільного водню, що викликає різке зниження міцності зварного шва. В якості присадки при зварюванні латуні найкраще застосовувати дріт із алюмінієвих бронз. Після зварювання також доцільно зробити відпал; для латуні ЛМЦЖ 55-3-1 допускається заміна відпалу пробиванням шва в холодному стані до появи помітних вм'ятин по всій його поверхні.

Сталеві гвинти, особливо, якщо вони виготовлені з нержавіючих сталей аустенітного класу 1-18 (наприклад, 1Х18Н107), значно менш чутливі до залишкової напруги після згинання та зварювання; застосування відпалу їм обов'язково.

Через малу пластичність алюмінієвих сплавів холодну правку та згинання при ремонті відлитих з них гвинтів не застосовують. Основним способом ремонту в даному випадку є аргоно-дугове зварювання або звичайне газове зварювання із застосуванням спеціальних флюсів (АФ-4А). Присадочний матеріал має бути ідентичним основному металу гвинта. Після зварювання бажано гвинт нагріти до температури 300-350 ° С і повільно охолодити для зняття залишкової напруги.

У процесі ремонту слід звернути особливу увагу відновлення початкового кроку лопаті. Нагадаємо, що середній крок лопаті визначається як середнє арифметичне значень кроків на п'яти відносних радіусах R/0,5D = 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 9,95. Контроль кроку краще за все вести за фактичною величиною кроку недеформованої лопаті того ж гвинта. При цьому відмінності в кроках у кожному з перерізів не повинні бути більше 2-5%, а в середньому кроці більше 1,5-4% (тут і далі менші значення відносяться до катерів, що глісують).

Існують різні пристрої для вимірювання кроку. Одне їх зображено на рис. 4.


1 – втулка; 2 – гайка барашкова; 3 – шпилька М8; 4 – кроковий шаблон;
5 - гвинт; 6 – оправлення.

При ремонті зручно користуватися найпростішим пристосуванням (рис. 4), що складається з оправки 6, що має конічну поверхню під отвір у гвинті, та двох циліндричних поверхонь (ця ж оправка надалі може бути використана для балансування гвинта). По меншій циліндричній шийці вільно переміщається втулка 1, до якої приварена шпилька 3, що має довжину, що трохи перевищує радіус гвинта. На шпильці двома гайками-баранчиками кріпиться кроковий шаблон 4 з м'якої жерсті або алюмінію. Шаблон згинається приблизно по радіусу, що перевіряється R изг підводиться до упору в нагнітальну поверхню неушкодженої лопаті і фіксується гайками-баранчиками. Потім, піднімаючи втулку 1, шаблон по черзі підводять до інших лопатям, перевіряючи зазор між ним і лопатою. Далі шаблон переміщається на інший переріз лопаті та крок перевіряється на іншому радіусі; шаблон, природно, при цьому має бути вигнутий за новим радіусом. Для гвинтів діаметром 300-400 мм зазор між лопаттю та шаблоном не повинен перевищувати 0,5-1,5 мм.

Якщо погнуті всі лопаті гвинта, спочатку доцільно виправити одну з них, найменш пошкоджену, і вже по ній підганяти кроки інших лопатей. При правці першої лопаті необхідно витримати середній крок лопаті та розподіл кроку вздовж радіусу (якщо, звичайно, вони відомі).

Зазвичай вважається, що фактичний крок лопаті не повинен відрізнятися від розрахункового більш ніж на 1,5-4%, проте ця рекомендація є прийнятною для гребних гвинтів, що експлуатуються з судновими дизелями, що працюють за зовнішньою характеристикою. Для конвертованих автомобільних двигунів робота по зовнішній характеристиці не допускається, тому можна збільшити припустиму відмінність дійсного кроку від розрахункового до 10%. Відхилення значень місцевого кроку за перерізами лопаті від закону розподілу кроку вздовж радіусу має перевищувати 5-10%. Однак слід мати на увазі, що відхилення величин місцевого кроку на тих самих радіусах у різних лопатей повинні бути значно менше (щоб уникнути появи надмірної вібрації валу); це враховано у наведених вище допусках на зазори між кроковим шаблоном та лопаттю. Вкрай небажане збільшення кроку в районі маточини, що призводить до погіршення антикавітаційних властивостей гвинта і збільшує ймовірність підсмоктування повітря.

Після виконання зварювальних робіт зазвичай виникає необхідність у тирсі шва з метою збереження передбаченої кресленням товщини лопаті. Невелика зміна товщини практично не позначається на тязі, гвинтом, що розвивається, але може помітно погіршити антикавітаційні властивості гвинта. З цієї причини відхилення по товщині лопаті на водовипромінювальних суднах повинно бути обмежене межами від +20% до -10%, а для швидкохідних глісуючих - від +8% до -4%). (Менше значення негативного допуску пояснюється небезпекою надмірного зниження міцності лопаті.)

Лопаті гвинтів зазвичай мають нахил у корму на кут 10-15 °. Після виправлення може виявитися, що ці кути в різних лопатях різні. Виявити це можна при обертанні гвинта на оправці або, поклавши гвинт маточкою на рівну поверхню, виміром відстаней до кромок, що входить і виходить, на кінцевих радіусах. Різниця в нахилі лопат практично не впливає на упор гвинта, але порушує динамічну врівноваженість і, отже, призводить до появи вібрації. Тому є рекомендація обмежити лінійне відхилення кінця лопаті величиною 1,5-3,0% діаметра гвинта.

Остаточною операцією є балансування гвинта. Зайва вага лопаті видаляється тирсою всієї її поверхні. Розмір допустимого моменту дисбалансу для гвинтів діаметром 300-400 мм - 50-200 г·см.


Доатегорія:

Практика слюсарно-складальних робіт

Виправлення валів та полірування їх поверхонь

Вигнуті вали зручно правити на призмах, що розташовані на столі, двома важелями, встановленими на осях хомутиків, закріплених гайками в плиті на столі. Враховуючи співвідношення плечей А і Б важелів, можна створити згинальну силу до 1000-1500 Н. Користуючись гвинтовим пресом, можна створити силу до 3000 Н. Вал укладають на дві призми, встановлені на столі. Стійки преса мають внизу Т-подібні захвати з поперечними планками та двома парами роликів, які дають можливість пресу вільно переміщатися по столу та створювати гвинтом силу розгину у будь-якому місці валу.

Для редагування великих валів і циліндричних деталей нерідко потрібно створювати значні сили (до 15 кН і більше). У таких випадках доцільно правити вали за допомогою пневматичної настільної пресової головки, закріпленої між двох стійок на ртоле. Перед початком редагування необхідно визначити характер вигнутості валу і покласти його на дві призми. Правою рукою повертають донизу рукоятку. У цей час стиснене повітря через шланг надходить у камеру циліндра головки преса і створює тиск на шток та притиск. Під час правки лівою рукою обертають вал і періодично переміщують його призмами. Опори-призми необхідно встановлювати на різні відстані від осі штока преса.

При редагуванні валу виникає небезпека перегину його в протилежний бік. Щоб уникнути цього, під вал навпроти штока і притиску слід встановлювати підкладки такої висоти, які обмежували б великий вигин валу.

Мал. 1. Правка вала вручну (а) та за допомогою преса (б, в)

На рис. 2 показаний контроль прямолінійності валу за допомогою індикаторного пристрою та призми.

Перед складання деталі обов'язково повинні бути очищені і промиті, так як металева тирса, дрібні шматочки стружки, залишки обтиральних матеріалів, абразивний порошок, що потрапляють в отвори і канали деталі, можуть згодом при роботі машини потрапити разом з мастилом у підшипники і призвести до нагрівання і передчасно. зношування підшипників, а нерідко і до виходу машини з ладу.

Полірування - обробний процес, який проводять після чистової обробки поверхонь тирсою, зачисткою абразивним колом та ін. Після полірування поверхня деталі стає чистою та блискучою. Полірування ведуть послідовно: спочатку полірують праву половину поверхні деталі, потім переставляють її і полірують ліву половину від кінців до середини. Напрямок полірування необхідно чергувати: вправо, вліво (під кутом 30 або 60 °), потім поздовжнє. Деталі, що мають форму тіл обертання та складний профіль, полірують головним чином похило вправо та вліво.

Мал. 2. Контроль прямолінійності валу

У масовому та серійному виробництві поверхні деталей полірують на спеціальних полірувальних верстатах з частотою обертання шпинделя 2500-5000 об/хв. На рис. 3 показаний спосіб полірування зовнішньої поверхні циліндричної деталі повстяним колом, встановленим у шпинделі полірувального верстата. У процесі роботи на шпиндель (ліве спіральне різання) надягають повстяні або матер'яні круги, а також оправки з колами малих діаметрів для полірування внутрішніх поверхонь деталей і закривають їх кожухами. Підводять деталь до полірувального кола і, натискаючи на деталь і обертаючи в різні боки, полірують її. Для того щоб на обробленій поверхні деталі не зробити рисок та подряпин, необхідно укладати готові деталі у гнізда дерев'яної тари або на ганчір'я.

Важкодоступні місця полірують спеціальними фасонними повстяними та шкіряними колами, закріпленими у металевих оправках, а також наждачною стрічкою. При поліруванні наждачной стрічкою використовують спочатку грубі стрічки (зернистістю 240-280), а потім тонші (зернистістю 320-400). Як змащувально-охолоджувальну рідину зазвичай застосовують гас.

Найбільш простий спосіб полірування поверхонь валів та інших циліндричних деталей на токарних верстатах. Вал вставляють у шпиндель передньої бабки токарного верстата та в центр задньої бабки. При поліруванні накладають на вал наждачку і затискають її між двома дерев'яними жимаками. Потім правою рукою захоплюють жима, шарнірно з'єднані один з одним петлею, і стискають наждачку. Включають верстат. Спираючись долонею лівої руки (для опори корпусу тіла) на передню бабку, правою злегка стискають жимки зі шкіркою, переміщують їх поверхнею валу і полірують його, періодично змінюючи напрямок руху жимків і замінюючи наждачную стрічку. Остаточно поверхні деталей полірують смугами шкіри, сукна, замші або гуми, змащеними мастикою з парафіну з тонким полірувальним порошком. Напрямок обертання валу при поліруванні має збігатися із напрямом його обертання у робочих умовах.

Мал. 3. Полірування повстяними колами циліндричних поверхонь деталей на полірувальному верстаті

Мал. 4. полірування циліндричних поверхонь деталей на токарному верстаті

На рис. 5 показаний прийом зачистки вручну поверхні западин зубів черв'ячного колеса дерев'яною пластинкою та наждачною стрічкою. У праву руку беруть дерев'яну (букову або березову) пластинку і обгортають її наждачною або коксовою стрічкою, потім великим і вказівним пальцями правої руки притискають їх до поверхні западин зубів колеса і зачищають або полірують поверхню в поздовжньому напрямку, стежачи за тим, щоб не утворилися завали. у профілі зуба. При цьому лівою рукою, притримуючи зубчасте колесо, злегка повертають його, створюючи правильний напрямок платівці зі стрічкою в процесі обробки зубного профілю.

Зачистивши всі робочі поверхні деталі і переконавшись, що на деталях немає жирних плям, приступають до полірування. У цьому випадку для деталей із сталі застосовують абразивні порошки зернистістю від М40 до М14, пасту ГОІ або окис хрому. Для полірування деталей із кольорових металів застосовують крокус (окис заліза Fe203), окис хрому, трепел (двоокис кремнію-кремнезем), для полірування деталей з дерева, шкіри – пемзу (продукт вулканічного походження).

Для механізації зачистних і полірувальних робіт застосовують спеціальні верстати, що проводять обробку нескінченними шліфувальними стрічками на тканинній або паперовій основі. Якість поверхні після обробки залежить від зернистості абразивних порошків, зносу стрічки та застосовуваних мастильно-поліруючих матеріалів.

Для попереднього полірування застосовують круги з повсті або парусини, на поверхню яких наносять абразивний шар порошку різної зернистості. Абразивні порошки утримуються на поверхні кіл за допомогою клею (мездрового, казеїнового тощо). У міру спрацьовуваності на кола наносять новий шар абразиву, і таким чином підтримується постійна їхня працездатність.

Для остаточного полірування застосовують круги з повсті, фетру або тканини, на поверхню яких наносять дрібнозернисті абразиви, різні полірувальні матеріали або пасти. При поліруванні декоративних поверхонь деталей під хромування застосовують тонкі порошки чи спеціальні пасти.