LABORATORIUM TECHNOLOGII REMONTÓW
Akademia Morska	Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów
Ćwiczenie Nr 3 Temat: Proces technologiczny naprawy pomp zębatych. PROWADZĄCY: mgr inż. W. Końcewicz	Nazwisko Imię Bisior Krzysztof Formela Miłosz Jakus Tomasz Śmiejkowska Beata	ROK V
		Data wykonania ćwiczenia: 13/10/2004	GRUPA TRUOiP
		OCENA PODPIS …………… …………………

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było praktyczne zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz sposobem weryfikacji, pomiarów i napraw pomp zębatych.

2. Wstęp teoretyczny:

Cechą pomp wyporowych jest przetłaczanie z przestrzeni ssawnej do tłocznej kolejnych oddzielonych od siebie dawek cieczy. Charakteryzuje je ponadto oddzielanie przestrzeni tłocznej od ssawnej, dzięki czemu po unieruchomieniu pompy niemożliwy jest powrót cieczy z przestrzeni tłocznej, w której panuje wyższe ciśnienie, do przestrzeni ssawnej o ciśnieniu niższym. Oddzielenie obu przestrzeni uzyskuje się poprzez zawory ssawne, tłoczne, styk tłoka (pierścieni tłokowych) za ścianką cylindra, zewnętrznej powierzchni łopatek z kadłubem pompy lub powierzchni zębów albo zwojów wirników śrubowych między sobą i ściankami kadłuba.

W wyporowych pompach rotacyjnych organ roboczy wykonuje jednostajny ruch obrotowy, co bardzo upraszcza sprawę napędu pompy, nie zachodzi bowiem konieczność zamiany ruchu obrotowego silnika napędowego (np. elektrycznego) na ruch posuwisto-zwrotny organu roboczego.

W pompach zębatych elementem roboczym jest tłok obrotowy, wykonany w postaci koła zębatego. Każda pompa zębata składa się co najmniej z pary kół zębatych współpracujących ze sobą. Jedno z nich jest kołem napędzającym, drugie zaś- kołem napędzanym uzyskującym ruch obrotowy dzięki współpracy zębów obu kół.

Przestrzeń tłoczną od przestrzeni ssawnej oddziela:

- styk obu kół wzdłuż linii przyporu zazębienia;

- styk wierzchołków zębów obu kół z cylindryczną wewnętrzną powierzchnią

kadłuba pompy;

- styk płaszczyzn bocznych obu kół zębatych z bocznymi wewnętrznymi

ścianami kadłuba pompy.

Dwa koła zębate 1obracają się w kadłubie pompy, przylegającym szczelnie, z koniecz­nym tylko luzem ruchowym, na części ich obwodu zewnętrznego. Od strony powierz­chni czołowych koła zamknięte są bocznymi pokrywami korpusu 2. Jedno z kół, osa­dzone na wałku przedłużonym połączonym z silnikiem, jest kołem napędzającym, drugie jest kołem napędzanym.

Oddzielenie przestrzeni ssawnej od tłocznej następuje przez zetknięcie się kół wzdłuż linii przyporu zazębienia. Dla poprawnego działania pompy styk ten powinien być nieprzerwany, tzn. stopień pokrycia (liczba przypora) powinien być większy od jedności. Zmiany objętości po stronie ssącej pompy zachodzą wskutek wychodzenia zębów jed­nego koła z wrębów koła drugiego.

Następnie ciecz wypełniająca wręby jest transportowana wraz z kołem do przestrzeni tłoczącej, gdzie jest wyciskana w efekcie wzajemnego zazębiania się kół i zmniejszenia objętości luk międzyzębnych, tak że przepływ cieczy ustala się od króćca ssawnego do tłocznego.

3. Najczęściej występujące uszkodzenia oraz sposoby naprawy pomp zębatych.

Najczęstszymi uszkodzeniami pomp zębatych są uszkodzenia kadłubów, kół zębatych, czopów wałów i łożyska. Po naprawie pomp zębatych ich wydajność nie powinna spaść więcej niż 5% a ciśnienie tłoczenia o 3% w stosunku do ich parametrów nominalnych.

1. Weryfikacja i naprawa kadłubów pomp zębatych.

W celu właściwego przylegania i szczel­ności kadłubów wyrównuje się i wygładza ich powierzchnie połączeniowe. Kadłub pompy ustawia się jedną z tych powierzchni na płycie traserskiej i mierzy luzy między nim a płytą. Tak samo postępuje się z drugą powierzchnią czołową. Jeśli wartości luzów są większe od 0,3—0,4 mm, wówczas powierzchnie prze­tacza się na tokarce. Nierównoległość obrobionych płaszczyzn nie powinna przekraczać 0,02 mm na 100 mm długości kadłuba. Po przetoczeniu doskrobuje się powierzchnie czołowe na płycie z dokładnością przylegania 6—8 plamek farby na powierzchni o wartości 25X25 mm. Następnie osiuje się i dopasowuje pokrywy do kadłuba z dokładnością przylegania do 0,05 mm. Przy większych nierównościach, pokrywy przetacza się i doskrobuje według płyty (wzorca) na dokładność przylegania 6—8 plamek farby na powierzchni o wartości 25X25 mm. Szczelinomierz o grubości 0,05 mm nie powinien przy tym wchodzić pomiędzy powierzchnie kołnie­rza pokrywy a płyty, a po montażu pompy — między pokrywę a kadłub.Dopuszczalne zmniejszenie grubości kołnierza pokrywy wskutek prze­toczenia wynosi zazwyczaj 2,0 mm w stosunku do wartości znamionowej. Tuleje łożysk wprasowuje się do pokryw przed ich zmontowaniem z kadłubem. Przed zmontowaniem z kadłubem rozwierca się również otwory w pokrywie (przeznaczone na stożkowe kołki oraz śruby ustalają­ce) oraz montuje te elementy za pomocą wprasowania. Tuleje przetacza się do wymiarów czopów wałów w zmontowanych kadłubach pomp.

Przy montażu tulei łożysk w kadłubach należy przestrzegać następują­cych warunków:

• niewspółosiowość tulei i wytoczeń kadłuba pompy nie powinny prze­kraczać 0,03 mm,

• odległość między osiami wytoczeń kadłuba musi być utrzymana w granicach L (+0,1 mm, -0,05 mm), gdzie L oznacza teoretyczną odległość między osiami wytoczeń,

W wypadku konieczności przetoczenia wewnętrznej powierzchni kadłu­ba (np. dla zwiększenia luzu między wierzchołkami zębów a jego ścianką) wykonuje się to według wyosiowanego otworu pokrywy. Po takiej naprawie należy się upewnić o dostatecznej wytrzymałości ścian kadłuba, prze­prowadzając próbę hydrauliczną. Próbę tę przeprowadza się po usunięciu z wnętrza kadłuba kół zębatych oraz po zaślepieniu otworów.

W pompach zębatych zwiększa się często luzy w łożyskach, co prowadzi do opadów kół zębatych, wypracowania kadłuba w strefie ssania (odcinek łuku 3 na rys. 6.12) oraz zwiększenia luzu promieniowego „a” między kołem a kadłubem. Jeśli kadłub pompy przetacza się, wówczas dla zachowania uprzednio wymienionych wartości luzu wykonuje się nowe koła zębate o średnicach dostosowanych do nowych wymiarów kadłuba. Może to za­chodzić przy zwiększeniu wewnętrznych wymiarów kadłuba po przetocze­niu maksimum o l mm. Przy większych wartościach zużycia, kadłub pompy wymienia się na nowy.

W praktyce stoczniowej stosuje się ostatnio nowy. sposób odnawiania luzu promieniowego a przez ekscentryczne przetaczanie kadłuba o wartość b w stosunku do poprzedniej osi (tj. o około l mm). Przy tym przetacza się również miejsca na osadzenie tulei łożysk. W wyniku takiej naprawy otrzymuje się należytą wartość luzu a w strefie tłoczenia na odcinku łuku 4, zaś w strefie ssania tworzy się na łuku 3 luz klinowy o wartości przekraczającej wartość a.

Różnice w tym zakresie nie pociągają jednakże ujemnych skutków. Bowiem dzięki różnicy ciśnień w przestrzeni ssawnej i tłocznej pompy, koła zębate wykazują tendencje do przesuwania się w lewą stronę, a poza tym większe luzy w strefie ssania ułatwiają ssanie pompy, co po jej naprawie umożliwia zapewnienie poprzedniej wydajności znamionowej. Przedstawiony sposób naprawy pompy jest poza tym dość ekonomiczny (około 3—4 razy tańszy od tradycyjnych metod naprawy).

2. Weryfikacja i naprawa kół zębatych.

W przypadku pęknięć i wykruszeń zębów kół zębatych należy koła takie wymienić przy czym wymienia się komplet kół a nie jedno z nich. Płytkie zadziory, rysy, wgłębienia itp. uszkodzenia zębów usuwać można przez szlifowanie lub oskrobanie. Zmniejszenie grubości zębów kół w wyniku równomiernego zużycia dopuszcza się w niektórych wypadkach do 25% ich wymiaru znamiono­wego. Przy większym zużyciu, koła wymienia się na nowe. Przy naprawach kół zębatych ważną sprawą jest zapewnienie właści­wych luzów (zgodnych z dokumentacją). Luz pomiędzy czołowymi po­wierzchniami pokryw kadłuba i koła zębatego napędzającego powinien kształtować się w granicach 0,07—0,16 mm, zaś pomiędzy czołowymi powierzchniami pokryw i koła zębatego napędzanego — 0,04—0,08 mm. Zależne od modułu wartości luzów międzyzębnych utrzymuje się za­zwyczaj w granicach 0,17—0,26 mm, zaś promieniowych (wierzchołkowych) w zazębieniu — 1,5—2 mm. Wartość luzu promieniowego między powierzchnią wierzchołków zębów a ścian kadłuba pompy powinna wy­nosić 0,15—0,25 mm na stronę. W celu zapobieżenia ocieraniu się luzy te powinny być w każdym wypadku większe od luzów między wałami kół zębatych a tulejami łożysk. Niezależnie od wartości luzu międzyzębnego ważne jest zapewnienie właściwego przylegania par współpracujących zębów. Przyleganie spraw­dzane metodą „na tusz" nie powinno być mniejsze niż 65% wzdłuż szero­kości zęba oraz — 60% na jego wysokości.

3. Przebieg i wyniki pomiarów.

Pomiarom zostały poddane trzy pompy zębate: o zębach prostych, skośnych i daszkowych. Pomiary wykonywane były przy pomocy następujących przyrządów:

• Mikrometr- o dokładności pomiarowej 0,01 mm;

• Szczelinomierz - o dokładności pomiarowej 0,05 mm;

• Drut ołowiany;

Zostały zmierzone następujące luzy:

Pompa	Mała	Średnia	Duża
Luz poobwodowy [mm] - koło napędowe - koło napędzane	0,2 0,15	0,4 0,35	0,15 0,10
Luz międzyzębny ( na średnicy podziałowej) [mm]	0,4	1,25	0,3

Na wewnętrznej części korpusu dużej pompy, zaobserwowaliśmy liczne i duże wżery które są wynikiem działania korozji wżerowej. W przedziale części roboczej pompy średniej obok wżerów stwierdziliśmy obecność wyżłobień (małych rowków zakreślających okręgi), które były efektem tarciem kół zębatych o korpus. Ponad to zauważyliśmy, że trzy zęby mają ubytki (wyłomy) w materiale. Kształt niektórych zębów został zmieniony (głowa zęba uległa zmniejszeniu), najprawdopodobniej przez występowanie dużego tarcia kół zębatych o korpus. W małej pompie zauważyliśmy podobnie jak wcześniej, obecność wżerów oraz zużycie cierne zębów kół. Zużycie to różniło się od poprzedniego równomiernością, wnioskujemy więc że pompa była eksploatowana ponad przewidywany czas pracy.

5

---