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Das Konstruktionsprinzip und die Einstellung der Axiallager von Dieselmotoren

Axiallager für Dieselmotoren, Zusammenfassung der Konstruktionsprinzipien und Einstellmethoden von Axiallagern für Dieselmotoren

I. Konstruktionsprinzipien von Axiallagern für Dieselmotoren

Die Hauptmaschine des Schiffes treibt den Propeller durch die koordinierte Wirkung von Druckwelle, Zwischenwelle und Heckwelle an. Wenn sich der Propeller dreht, üben seine Blätter sowohl Umfangs- als auch Axialkräfte auf das Wasser aus. Nach dem Prinzip von Aktion und Reaktion übt das Wasser auch entsprechende Umfangs- und axiale Reaktionskräfte auf die Propellerblätter aus.

Die auf den Propeller wirkende Umfangskraft erzeugt ein Drehmoment, das das Antriebsmoment des Motors benötigt, um dieses Widerstandsmoment zu überwinden. Die auf den Propeller ausgeübte Axialkraft ist entscheidend, da sie entweder den Schub erzeugt, der das Schiff vorwärts treibt, oder den Zug, der es rückwärts bewegt.

Dieser Schub (oder Zug) wird schrittweise übertragen: zunächst über die Heckwelle, dann auf die Zwischenwelle, gefolgt von der Druckwelle, die schließlich auf das Drucklager wirkt. Das Drucklager überträgt dann die Kraft auf den Schiffsrumpf und treibt das Schiff an.

Bei mittelgroßen bis großen, langsam laufenden Dieselmotoren, die üblicherweise als Hauptmotoren eingesetzt werden, sind die Konstruktion und Herstellungsprozess berücksichtigt speziell die Lager die Schubkraft des Propellers. In der Regel wird das Axiallager auf dem Axiallagergehäuse am Heck des Motorsockels montiert. Das Axiallagergehäuse ist auf zwei Arten mit dem Motorfuß verbunden: entweder durch Schweißen oder durch Verschrauben zu einer Einheit. Seine Aufgabe ist es, den Axialschub von der Propellerwelle durch den Sockel auf den Schiffsrumpf zu übertragen und das Schiff vorwärts zu treiben.

In mittleren und großen Dieselmotoren sind Einring-Axiallager weit verbreitet, deren Aufbau in Abbildung 1 dargestellt ist. Das Axiallager Das Lagergehäuse besteht aus einer geschweißten Stahlgusskonstruktion und enthält im Inneren zwei Stützlager, die in erster Linie das Gewicht der Druckwelle tragen. und dem Schwungrad des Hauptmotors.

Die Druckwelle ist aus hochwertigem 35er-Stahlguss gefertigt und mit dem Schwungrad über einen festsitzenden Bolzen verbunden. Ihr Mittelteil fungiert als Druckring, der in die fächerförmigen Druckstücke (5) eingreift. Durch diese Anordnung wird die auf die Welle wirkende Schubkraft über die Druckstücke auf das Drucklagergehäuse übertragen.

Die Druckstücke sind in zwei konzentrischen Ringen angeordnet: Der vordere Ring trägt den Vorwärtsschub, während der hintere Ring den Rückwärtsschub übernimmt. Jeder Ring ist mit einer Halteplatte (7) versehen, die verhindert, dass die Druckstücke während des Betriebs herausrutschen. Diese Druckstücke sind segmentierte Stahlteile aus kohlenstoffarmem Stahl der Güteklasse 20. Die Arbeiter gießen Weißmetall auf ihre Arbeitsflächen. Das Weißmetall wird durch Schwalbenschwanznuten auf der Rückseite der Druckstücke eingebettet, wodurch ein sicherer Sitz gewährleistet wird.

Die Die übliche weiße Legierung ist SbSnSbH-b, ein Lager auf Zinnbasis. Legierung, die sich leicht mit kohlenstoffarmem Stahl verbindet und eine ausgezeichnete Kompatibilität bietet. Jede Druckfläche ist mit acht Druckblöcken ausgestattet, die gemeinsam die Axiallast tragen. Hinter den Axialblöcken befinden sich Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke. Bei Verschleiß können die Bediener die Unterlegscheiben austauschen, um das Axialspiel zwischen dem Druckring und den Druckstücken einzustellen.

Das Personal schmiert die Druckstücke und den Druckring durch Einspritzen von Schmieröl. Der Stützabschnitt auf der Rückseite des Druckstücks nimmt nur etwa die Hälfte des gesamten Sektorwinkels ein. Diese Konstruktion ermöglicht es dem Druckstück, während des Betriebs leicht zu schwingen, wodurch das Eindringen von Öl auf die Arbeitsfläche erleichtert wird und sich ein Ölfilm bildet.

Abbildung 2 veranschaulicht die Konstruktion des Drucklagers für den L-MC/M-Dieselmotor. Die Druckwelle und die Kurbelwelle dieses Motors werden in einem integrierten Schmiedeverfahren hergestellt. Der äußere Flansch des Druckrings sichert das Antriebskettenrad für die Nockenwelle des Getriebes, eine Konfiguration, die die axialen Abmessungen des Motors effektiv reduziert.

Das Axiallager besteht in erster Linie aus vorderen Axialblöcken 8, hinteren Axialblöcken 5, Axialplatten (Einstellringen) 3 und 9 und anderen Komponenten. Acht vordere und acht hintere Axialblöcke sind in Umfangsrichtung angeordnet und bilden einen Sektor, der etwa zwei Drittel des Umfangs abdeckt.

Bei Vorwärtsfahrt wird der vom Propeller erzeugte Axialschub über die Heckwelle und die Zwischenwelle auf den Druckring übertragen und treibt das Schiff gegen den Wasserwiderstand vorwärts. Um zu verhindern, dass sich die Schubblöcke mit dem Schubring drehen, bringt das Personal zur Positionierung Positionierhilfen über den vorderen und hinteren Schubblöcken an.

Das Personal schmiert den Druckring mit Öl aus dem Haupt Lager Schmierungssystem. Um zu verhindern, dass Öl aus dem Zapfen außerhalb des Motors austritt, werden vom Personal Wellendichtungen am Zapfen angebracht. Während der Drehung der Druckwelle stößt der Ölabstreifring 2 durch die Zentrifugalkraft das auf die Welle gespritzte Schmieröl aus. Das restliche Öl wird vom Ölabstreifring abgestreift.

Der Druckblock ist ein kritischer Komponente des Axiallagers. Der Aufbau kann zwar von Triebwerk zu Triebwerk variieren, das Funktionsprinzip bleibt jedoch gleich. Abbildung 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Schubblockkonstruktion. Es hat eine fächerförmige Konfiguration. Die Arbeiter gossen die weiße Legierung 5 auf die Arbeitsfläche in der Nähe des Druckrings und bearbeiteten eine Ausrundung oder Fase an der Öleinlasskante 2.

Auf der Seite des Stellrings sind zwei Flächen (Fläche 1 und Fläche 3) in unterschiedlicher Höhe ausgebildet. Die Kante, an der sich diese Flächen schneiden, dient während des Betriebs als Arbeitskante, die die Arbeitsfläche des Stellrings berührt. An beiden Seiten des Druckstücks befindet sich ein Vorsprung (4), der benachbarte Druckstücke abstützt und deren Positionierung erleichtert.

Unter normalen Bedingungen arbeitet das Axiallager mit dynamischer Flüssigkeitsschmierung. Siehe Abbildung 4 für Einzelheiten: Der Axialblock 2 biegt sich leicht um das Stützblatt, wodurch ein keilförmiger Raum zwischen dem Axialblock und der Arbeitsfläche des Axialrings 3 entsteht. Der Druckring saugt Schmieröl in diesen keilförmigen Raum und erzeugt dadurch dynamischen Öldruck.

Die vom Druckring getragene Schubkraft wird über den hydraulischen Druck auf den Druckblock übertragen und dann über die Stützschaufel auf den Regulierring 3 geleitet. In Abbildung 4 sind auch die Ölflussmuster und die Druckverteilung auf der Arbeitsfläche des Druckstücks dargestellt: Mit zunehmender Schubkraft verringert sich das Spiel zwischen dem Druckstück und dem Druckring, wodurch der dynamische Druck des Öls ansteigt und folglich die übertragene Schubkraft verstärkt wird. Umgekehrt nimmt bei zu niedrigen Drehzahlen der hydraulische Druck ab, was aufgrund des unzureichenden Drucks zu einer Halbflüssigkeitsfilmschmierung führen kann.

II. Einstellung von Dieselmotor-Schublaglagern

Abbildung 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines typischen Axiallagers. Die vorderen und hinteren Axialblöcke werden durch Druckplatten 6 und 7 positioniert. Wenn die Druckstücke zusammengepresst werden, bleiben an den Druckplatten 6 und 7 die Lücken i1 und i2.

Das kombinierte Spiel i1 und i2 muss den im Handbuch angegebenen Spezifikationen entsprechen. Der Bediener kann die spezifischen Werte durch Hinzufügen oder Entfernen von Unterlegscheiben an den Druckplattenpositionen anpassen. Dieses Spiel stellt sicher, dass sich die Druckstücke frei um die Stützkante drehen können, was einen normalen Betrieb der Drucklager gewährleistet.

Der vordere Axialblock 3 liegt am vorderen Einstellring 2 an, während der hintere Axialblock 4 am hinteren Einstellring 5 anliegt. Diese Einstellringe spielen eine entscheidende Rolle: Sie regulieren nicht nur das Spiel zwischen den Druckstücken und Druckringen, sondern stellen auch die axiale Relativposition zwischen der Kurbelwelle und den Lagern ein.

Personal Axiallager messen Spiel mit zwei Methoden: Erstens: Drücken Sie den Druckring fest auf den vorderen Druckblock und messen Sie den Spalt zwischen dem hinteren Druckblock und dem Druckring mit einer Fühlerlehre. Zweitens: Lassen Sie die Welle in einem freien Zustand ohne Axialkraft, messen Sie den Spalt am vorderen und hinteren Druckring mit einer Fühlerlehre und addieren Sie dann die beiden Messungen, um den Gesamtspielwert zu erhalten.

Das gemessene Spiel muss den Anforderungen der Spezifikation entsprechen. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen die Techniker das Spiel mit Hilfe des Einstellrings korrigieren. In Notfällen können die Techniker vorübergehend Ausgleichsscheiben hinter den Einstellring legen und den Einstellring bei späteren Schiffsreparaturen ersetzen.

Bei der werkseitigen Montage von zwei Reihen von Axialblöcken muss der Einstellring speziell ausgerichtet werden: Wenn das Montagespiel zwischen dem Einstellring und den beiden vorderen und hinteren Axialblöcken 1 (2) beträgt, muss die Mittellinie des letzten Kurbelzapfens, der dem Axiallager am nächsten liegt, um einen bestimmten Betrag in Richtung des Axiallagers versetzt werden.

Dadurch wird die thermische Ausdehnung der Kurbelwelle während des Betriebs kompensiert und letztlich ein gleichmäßiges Axialspiel zwischen jedem Kurbelarm und dem Hauptlager sichergestellt, um einen stabilen Betrieb des Dieselmotors zu gewährleisten.