Moją pracę oprę na następujących punktach :

1. Rozwiercanie tylnicy,

2. Metody montażu linii wałów,

3. Montaż podkładek fundamentowych,

4. Warunki pracy łożysk rufowych.

Rozwiercanie tylnicy.

Po zespawaniu tylnicy i konstrukcji kadłuba w rejonie rufy oraz po zakończeniu prób szczelności zbiorników można przystąpić do rozwiercania linii wałów.

Przed rozpoczęciem tej operacji należy poluzować podbudowę rufy, aby wszelkie odkształcenia rufy mogły się swobodnie ustalić i aby proces ten nie przedłużał się na okres po prześwietleniu linii wałów. Wcześniej naniesione znaki, nieodzowne dla poprawnego ustawienia tylnicy i fundamentów łożysk wału pośredniego, muszą być sprawdzone, a w przypadku ustalenia niezgodności należy je usunąć i nanieść nowe. Nowe znakimnanosi się w tych miejscach, gdzie kontrolować się będzie ustawienie urządzenie do rozwiercania.

Są to : tylna i przednia krawędż wyjścia wału przez tylnicę oraz przednia strona rufowej grodzi zderzeniowej. Za pomocą cyrkla nanosi się na tych powierzchniach okrąg koła o średnicy większej od średnicy wierconego otworu. Znaki te utrwala się punktakiem. Należy je nanosić z dużą starannością, aby zapewnić dostateczną dokładność.

Do rozwiercania służą specjalne obrabiarki przenośne .

Działanie : śruba pociągowa obraca się o jeden obrót za każdym obrotem wału, powodując przesuwanie się głowicy o określoną wielkość skoku uzależnionego od skoku zwoju gwintu .W głowicy tej umieszczone są dwa noże naprzeciwko siebie, przez co siły promieniowe powstające przy toczeniu wzajemnie się znoszą. Na głowicy można również zamocować uchwyt do obróbki przedniej i tylnej powierzchni wyjścia wału oraz przedniej powierzchni grodzi rufowej.

RYS 426

Część napędową montuje się na rusztowaniu zamocowanym do tylnicy statku lub wewnątrz kadłuba. Wspieranie na rusztowaniu opartym o płytę pochylni jest bardzo niepożądane. Jeżeli wał i śruba wsparte są wspornikami oddalonymi od wyjścia wału z kadłuba, to urządzenie powinno być dwustronne. Po ustawieniu urządzenia wiertniczego i silnym jego zamocowaniu do konstrukcji kadłuba należy sprawdzić jego ustawienie ze znakami naniesionymi po prześwietleniu osi linii wałów. Rozwiercanie prowadzi się w dwóch fazach : pierwsza obejmuje toczenie zgrubne, druga - toczenie wykańczające. Parametry toczenia zgrubnego i wykańczającego, jak i szybkość skrawania, wielkość posuwu i głębokość toczenia uzależnione są od technicznej charakterystyki obrabiarki.

Rys 427

Dla ułatwienia pasowania pochwy wałowej celowe jest stopniowanie średnic otworu, dzięki czemu można łatwiej wciskać pochwę w otwór, co jest wymagane przepisami instytucji klasyfikacyjnych.

Dokładność toczenia otworu zgodnie z żądanymi tolerancjami jest trudna do zachowania ze względu na prowizoryczność urządzenia do rozwiercania, dlatego powierzchnię zewnętrzną pochwy wału w miejscu, gdzie ma być ona osadzona w wyjściu wału lub też grodzi, obrabia się wstępnie z zapasem. Po zakończeniu rozwiercania otworu mierzy się otwory na statku i według tych wymiarów toczy się na tokarni w warsztacie mechanicznym zewnętrzne powierzchnie jej ułożyskowania. Zachowanie tolerancji na tokarni nie przedstawia żadnych trudności, a więc istnieje pewność poprawnego wykonania.

Pochwę wałową montuje się od wewnątrz kadłuba. Po ustawieniu jej dżwigiem w recesie tunelu wałowego podprowadza się ją podnośnikami do grodzi rufowej i wprowadza jej zakończenie do skrajnika rufowego. Wciśnięcie pochwy w miejsce jej ułożyskowania musi odbyć się w obecności inspektora instytucji klasyfikacyjnej, tak samo jak dokręcanie mocującej ją nakrętki. Nakrętka musi być odpowiednio spasowana na pochwie i ostateczne jej dociągnięcie odbywa się za pomocą specjalnego klucza o długim ramieniu. Nakrętka i występ na pochwie muszą ściśle przylegać do płaskich powierzchni wyjścia wału. Nakrętka musi być odpowiednio zabezpieczona, aby w trakcie pracy wału nie mogła się poluzować.

Metody montażu linii wałów.

Istnieje kilka metod montażu linii wałów. Według klasycznej montaż linii wałów rozpoczyna się od ułożenia wału śrubowego w pochwie wałowej. Wał śrubowy wkłada się do pochwy od wnętrza statku. W tym calu należy przewidzieć w tunelu wału odpowiednie środki transportowe lub w recesie wału śrubowego wykonać otwór, przez który przy użyciu dźwigu łatwo będzie można wprowadzić wał śrubowy do tunelu. Jeżeli wał śrubowy ma być montowany od rufy, to sprzęgło tego wału musi być nakładane po jego zamontowaniu. Najlepsze jest w tym wypadku sprzęgło nakładane hydraulicznie.

Długie wały śrubowe (powyżej15,0 m.) są na ogół wsuwane od rufy. Aby nie uszkodzić białego metalu w łożyskach pochwy na skutek długiej drogi przesuwu należy zastosować specjalne urządzenia transportowe z miękkiego brązu o dobrych właściwościach ślizgowych, które przejmuje cały ciężar wału.

Na wał śrubowy zakłada się śrubę napędową. Zakładanie śruby ze względu na duży jej ciężar i na kształt kadłuba w tym rejonie jest skomplikowaną operacją transportową. Do tego celu najlepiej nadaje się specjalne rusztowanie przesuwne, które może być jednocześnie wykorzystywane do transportu i montażu steru. Jeżeli w stoczni nie ma takiego urządzenia, należy posługiwać się dwoma dźwigami lub podnośnikami łańcuchowymi mocowanymi do uchwytów, specjalnie montowanych w tym celu na kadłubie statku. W trakcie montażu śruby wał śrubowy należy wciągnąć do wnętrza kadłuba, aby nie przeszkadzał w operacjach transportowych śruby i aby nie został uszkodzony, szczególnie w rejonie gwintu. Po ustawieniu śruby we właściwym położeniu należy wysunąć wał w obecności inspektora istytucji klasyfikacyjnej, założyć klin i osadzić śrubę na wale, zakładając jednocześnie nakrętkę przytrzymującą śrubę. Po dociągnięciu nakrętki należy ją w sposób wystarczająco pewny zabezpieczyć.

Zabezpieczenie powinno zapewniać :

• łatwość rozpoznania, że zostało ono istotnie wykonane,

• możliwość ponownego użycia,

• niemożliwość uszkodzenia śrub i nakrętek,

• małą pracochłonność przy odbezpieczaniu.

Ponadto należy założyć uszczelnienie piasty, aby w ten sposób przeciwdziałać przenikaniu wody do jej wnętrza, co jest bardzo niebezpieczne, gdyż pomijając zjawiska korozyjne, mogą w czasie mrozów w skutek zamarzania wody wystąpić w piaście tak duże naprężenia, że mogą one spowodować jej pęknięcie.

Po wykonaniu tych operacji należy ustawić śrubę w odpowiedniej od tylnicy i w tym położeniu zabezpieczyć ją przed jakimikolwiek wzdłużnymi przesunięciami. Według tego ustawienia będą montowane odcinki wału pośredniego wewnątrz kadłuba i zostanie ustalona szerokość osłony, przykrywającej przestrzeń między tylnicą a przednią krawędzią piasty. Odległość między przednią krawędzią kołnierza sprzęgła wału śrubbowego a grodzią skrajnika rufowego można kontrolować od wnętrza statku.

Rys 430

Należy pamiętać, że w czasie pracy kadłuba na fali będzie się on przeginał, a w konsekwencji odległość 1 będzie się zmieniała. Ułożenie wału w łożyskach pochwy wału należy skontrolować. Przy ciężkich śrubach napędowych i krótkich wałach może się zdarzyć, że wał leży tylko na tylnym łożysku, natomiast opiera się o górną część łożyska przedniego. Takie ustawienie wału nie zapewnia odpowiednich warunków pracy ułożyskowań i dlatego należy obciążyć przedni koniec wału śrubowego tak, aby oparł się na dolnych częściach łożyska. Przed ustawieniem wałów pośrednich należy również na nie przednie uszczelnienie pochwy, zwracając uwagę, aby nie unieść uszczelnieniem przedniego końca wału. Szczeliwo bowiem w stanie zimnym jest stosunkowo twarde, jednak pod wpływem tarcia szybko mięknie i wał opada do swego pierwotnego ustawienia. Wówczas obciążenie łożyska sąsiadującego z pochwą wału byłoby nadmiernie duże i mogłoby w konsekwencji doprowadzić do grzania i ewentualnego jego uszkodzenia.

W klasycznej metodzie wał montuje się w łożyska i transportuje się na statek. Dla ułatwienia operacji montażowych łożyska ustawia się na śrubach odciskowych 1, które pozwalają na regulowanie wysokości łożyska. Ponadto zakłada się śruby oporowe 2, które umożliwiają przesówanie łożyska w płaszczyźnie poziomej.

Rys 431

Najczęściej spotykanymi błędami montażu są nierównoległe przesunięcia osi sąsiednich odcinków lub jej załamanie.

Rys 432

Konieczne jest więc pomierzanie niezgodności w ustawieniu sąsiednich kołnierzy w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Średnie przesunięciewynosić będzie :

Z_{śr. pion.}=

Z_{śr. poz.}=

Konieczne jest również pomierzenie szerokości szczelin między obu kołnierzami w płaszczyźnie poziomej i pionowej

Y_{śr. pion.}=

gdzie s-średnica kołnierza sprzęgła [m.]

Y_{śr. poz.}=

Dopuszczalne wielkości odchyłek określane są przepisami instytucji klasyfikacyjnych.

Pomiar załamania osi wałów bezkołnierzowych pokazany jest na poniższym rysunku :

Rys 433

Regulując śrubami odciskowymi i oporowymi można doprowadzić do pełnej zgodności kołnierzy z uwzględnieniem tolerancji stwierdzonych w trakcie parowania wałów.

Metoda klasyczna była wszechstronnie stosowana jednak ma ono tę podstawową wadę, że nie uwzględnia ugięć wału w zależności od jego ułożyskowania

Rys 434

Przy podparciu wału jednym łożyskiem w połowie jego długości następuje zwis obu kołnierzy. W wyniku tego montaż linii wałów oparty na zgodności kołnierzy powoduje odejście linii od prostej, a więc wygięcie wału. Jeżeli odcinek podparty jest dwoma szeroko rozstawionymi łożyskami przegina się w skutek własnego ciężaru i kołnierze unoszą się ku górze. W rezultacie tego linia wałów będzie wygięta ku górze i nie będzie linią prostą. Metoda ta nie daje pozytywnych wyników i należy jej zaniechać.

Druga metoda montażu linii wałów jest oparta na wielkości reakcji na poszczególnych łożyskach. Wielkość reakcji należy ustalić obliczeniowo, a pomiar może być wykonany na każdym łożysku za pomocą dynamometrów.

Łożyska należy wstępnie ustawić oddzielnie według danych z prześwietlenia i wały łączyć ze sobą ostrożnie, aby nie spowodować w nich nadmiernych naprężeń, a w konsekwencji trwałych odkształceń, które mogłyby być przyczyną wygięć wałów i złej ich pracy.

Trzecia metoda polega polega na ustawieniu linii wałów przy użyciu urządzeń optycznych. W kolejne łożyska układa się kolimator i centruje się ich ustawienie według lunety. Po ustawieniu wszystkich łożysk wstawia się kolejne odcinki wałów, spasowanych uprzednio w warsztacie mechanicznym, łączy się sprzęgło śrubami, nie zwracając uwagi na wzajemne ustawienie kołnierzy. Zamontowanie linii wałów w ten sposób powinno zapewnić prostoliniowe ustawienie osi wału i poprawną pracę w eksploatacji.

Montaż podkładek fundamentowych.

Łożyska wału montowane są na podkładkach żeliwnych, stalowych, gumowych, drewnianych lub z tworzyw sztucznych.

Podkładki żeliwne i stalowe mają przy wielu zaletach, tę wadę, że są bardzo sztywne i przenoszą drgania danego mechanizmu na konstrukcję kadłuba i na odwrót. Jest to szczególnie niebezpieczne w wypadku wybuchów podwodnych. Dlatego coraz częściej, szczególnie pod wysokoobrotowe maszyny i urządzenia, stosuje się podkładki elastyczne, które tłumią drgania i nie przenoszą ich dalej. Do takich podkładek należy zaliczyć przede wszystkim podkładki gumowe, z tworzyw sztucznych oraz drewniane. Wysokość podkładki można dopiero ustalić po ustawieniu łożyska.

Obróbka podkładek jest zawsze kłopotliwa i dlatego czasami stosuje się podkładki o regulowanej wysokości. Podkładki tego typu umożliwiają dostosowanie linii wału do różnych stanów załadowania i tym samym zapewniają optymalne warunki pracy. Biuro konstrukcyjne może podać szczegółowe wartości podwyższania lub obniżania poszczególnych łożysk nośnych, dostosowując linię wału do krzywej ugięcia kadłuba.

Po dopasowaniu podkładek następuje ich odbiór przez inspektora instytucji klasyfikacyjnej, który sprawdza poprawność ich dopasowania.

Warunki pracy łożysk rufowych.

Przez wiele lat materiałem stosowanym na łożyska w pochwie wału był gwajak smarowany wodą morską. W przedniej części pochwy znajdowała się dławica zapobiegająca wnikaniu wody do wnętrza. Ten typ łożyska pracuje bardzo dobrze na statkach pływających po wodach głębokich, lecz na statkach pływających po wodach płytkich nie zdawał egzaminu, gdyż piasek oraz inne zanieczyszczenia mogą działać jak ścierniwo, przez co czas eksploatacji jest krótki. W miarę zużywania się gwajaku wał śrubowy odkształca się i wychodzi ze współosiowego ustawienia, na skutek czego mogą powstawać zwiększone drgania, a nawet bicie wału.

Stosowanie łożysk smarowanych olejem ma wieloletnią tradycję. Powierzchnie obracającego się wału i stojącego łożyska oddzielone są warstewką smaru o grubości większej niż nierówności tych powierzchni.

Warunki pracy wału.

Warunki pracy wału mają poważny wpływ na konstrukcję łożyska rufowego. Wał w stanie spoczynku leży na białym metale dolnej części łożyska. W czasie rozpoczynania pracy silnika zachodzi niebezpieczeństwo zatarcia.

Po uzyskaniu minimalnej liczby obrotów wytwarza się warstewka oleju smarowego, zapobiegająca tarciu. Asymetria tej warstewki powoduje boczne przesunięcie wału.

W czasie manewrowania śrubą stałą zmienia się kierunek naporu zanim wał zacznie obracać się w kierunku przeciwnym. W chwili zatrzymania wału znika warstewka smaru i napór przeciwny przyciska wał silnie do łożyska rufowego. Właśnie w tym momencie występuje poważne niebezpieczeństwo zatarcia. Po uzyskaniu odpowiednich obrotów w kierunku przeciwnym wytwarza się ponownie warstewka oleju i wał przesuwa się na prawą burtę.

WYŻSZA SZKOŁA MORSKA

w SZCZECINIE

Zakład Diagnostyki i Remontów Maszyn

i Urządzeń Okrętowych

Praca semestralna z przedmiotu:

Montaż maszyn

Temat: Montaż linii wałów.

Wykonał:

Radosław Kłysewicz

III Mea (DiRMiUO)

---