Noticias

Principio estructural y ajuste de los cojinetes de empuje de motores diésel

Cojinetes de empuje para motores diesel, Resumen de los principios estructurales y métodos de ajuste de los cojinetes de empuje para motores diesel

I. Principios estructurales de los cojinetes de empuje para motores diesel

El motor principal del buque impulsa la hélice mediante la acción coordinada del eje de empuje, el eje intermedio y el eje de popa. Cuando la hélice gira, sus palas ejercen fuerzas circunferenciales y axiales sobre el agua. Según el principio de acción y reacción, el agua también ejerce las correspondientes fuerzas de reacción circunferencial y axial sobre las palas de la hélice.

La fuerza circunferencial que actúa sobre la hélice genera un par que requiere el par motriz del motor para vencer este par de resistencia. La fuerza axial ejercida sobre la hélice es crítica, ya que se convierte en el empuje que propulsa la embarcación hacia delante o en el tirón que la hace retroceder.

Este empuje (o tracción) se transmite progresivamente: primero a través del eje de popa, luego al eje intermedio, seguido por el eje de empuje, actuando finalmente sobre el cojinete de empuje. El cojinete de empuje transmite entonces la fuerza al casco, propulsando el buque.

En el caso de los motores diésel medianos y grandes de bajo régimen utilizados habitualmente como motores principales, el diseño y la proceso de fabricación tiene en cuenta específicamente el rodamiento el empuje de la hélice. Normalmente, el cojinete de empuje se monta en el alojamiento del cojinete de empuje en el extremo de popa de la base del motor. La carcasa del cojinete de empuje se conecta a la base del motor de dos maneras: soldada o atornillada en una sola unidad. Su función es transmitir el empuje axial desde el eje de la hélice a través de la base hasta el casco, propulsando la embarcación hacia delante.

En los motores diésel medianos y grandes se utilizan mucho los cojinetes de empuje de anillo simple, cuya estructura se ilustra en la figura 1. Los cojinetes de empuje El alojamiento del cojinete está fabricado en acero fundido soldado e incorpora dos cojinetes de apoyo internos, que soportan principalmente el peso del eje de empuje. y el volante del motor principal.

El eje de empuje está fabricado en acero fundido 35 de alta calidad y se conecta al volante mediante un perno de ajuste hermético. Su sección central funciona como anillo de empuje, engranando con los bloques de empuje en forma de abanico (5). Esta disposición permite que la fuerza de empuje sobre el eje se transmita al alojamiento del cojinete de empuje a través de los bloques de empuje.

Los bloques de empuje están dispuestos en dos anillos concéntricos: el anillo delantero soporta el empuje durante el funcionamiento hacia delante, mientras que el anillo trasero se encarga del empuje hacia atrás. Cada anillo está provisto de una placa de retención (7) para evitar que los bloques de empuje se salgan durante el funcionamiento. Estos bloques de empuje son piezas de acero segmentadas fabricadas con acero bajo en carbono de grado 20. Los trabajadores funden metal blanco en sus superficies de trabajo. Los trabajadores funden metal blanco en sus superficies de trabajo. El metal blanco se incrusta a través de ranuras de cola de milano en la parte posterior de los bloques de empuje, lo que garantiza un ajuste seguro.

En El material de aleación blanca más utilizado es el rodamiento a base de estaño SbSnSbH-b que se adhiere fácilmente al acero de bajo contenido en carbono y ofrece una excelente compatibilidad. Cada superficie de empuje está equipada con ocho bloques de empuje para colectivamente soportar la carga de empuje. Detrás de los bloques de empuje se colocan calzos de apoyo de distintos grosores. Cuando se produce desgaste, los operarios pueden sustituir las cuñas para ajustar el juego axial entre el anillo de empuje y los bloques de empuje.

El personal lubrica los bloques de empuje y el anillo de empuje inyectando aceite lubricante. La sección de apoyo en la parte posterior del bloque de empuje ocupa sólo aproximadamente la mitad del ángulo total del sector. Este diseño permite que el bloque de empuje oscile ligeramente en su lugar durante el funcionamiento, facilitando la penetración de aceite en la superficie de trabajo y estableciendo una película de aceite.

La figura 2 ilustra la construcción del cojinete de empuje del motor diésel L-MC/M. El eje de empuje y el cigüeñal de este motor se fabrican mediante un proceso de forja integral. La brida exterior del anillo de empuje fija la rueda dentada de accionamiento del árbol de levas de la transmisión, una configuración que reduce eficazmente las dimensiones axiales del motor.

El cojinete de empuje consta principalmente de bloques de empuje hacia delante 8, bloques de empuje hacia atrás 5, placas de empuje (anillos de ajuste) 3 y 9, y otros componentes. Ocho bloques de empuje delantero y ocho bloques de empuje inverso están dispuestos circunferencialmente para formar un sector que cubre aproximadamente dos tercios de la circunferencia.

Durante el funcionamiento hacia delante, el empuje axial generado por la hélice se transmite a través del eje de popa y el eje intermedio al anillo de empuje, propulsando el buque hacia delante contra la resistencia del agua. Para evitar que los bloques de empuje giren con el anillo de empuje, el personal instala localizadores por encima de los bloques de empuje de avance y retroceso para su posicionamiento.

El personal lubrica el anillo de empuje con aceite de la bomba principal. rodamiento sistema de lubricación. Para evitar fugas de aceite del gorrón fuera del motor, el personal instala retenes en el gorrón. Durante la rotación del eje de empuje, el anillo lanzador de aceite 2 utiliza la fuerza centrífuga para expulsar el aceite lubricante salpicado sobre el eje. El aceite residual es raspado por el anillo rascador de aceite.

El bloque de empuje es un componente del cojinete de empuje. Aunque su estructura puede variar según los distintos modelos de motor, el principio de funcionamiento sigue siendo el mismo. La figura 3 presenta una vista tridimensional del diseño de un bloque de empuje. Adopta una configuración en forma de abanico. Los trabajadores fundieron aleación blanca 5 en la superficie de trabajo cerca del anillo de empuje y mecanizaron un filete o chaflán en el borde de entrada de aceite 2.

En el lado del anillo de ajuste, se forman dos superficies (Superficie 1 y Superficie 3) a diferentes alturas. El borde donde se cruzan estas superficies sirve como borde de trabajo durante el funcionamiento, que entra en contacto con la superficie de trabajo del anillo de ajuste. A ambos lados del bloque de empuje hay un saliente (4) que soporta los bloques de empuje adyacentes y ayuda a su posicionamiento.

En condiciones normales, el cojinete de empuje funciona con lubricación fluidodinámica. Consulte la figura 4 para más detalles: El bloque de empuje 2 se desvía ligeramente alrededor de la hoja de apoyo, creando un espacio en forma de cuña entre el bloque de empuje y la superficie de trabajo del anillo de empuje 3. El anillo de empuje aspira aceite lubricante hacia este espacio en forma de cuña, generando así una presión dinámica de aceite. El anillo de empuje aspira aceite lubricante hacia este espacio en forma de cuña, generando así una presión dinámica de aceite.

La fuerza de empuje soportada por el anillo de empuje se transmite al bloque de empuje mediante presión hidráulica y, a continuación, se transfiere al anillo de regulación 3 a través del álabe de soporte. La figura 4 también ilustra los patrones de flujo de aceite y la distribución de la presión a través de la superficie de trabajo del bloque de empuje: A medida que aumenta el empuje, disminuye la holgura entre el bloque de empuje y el anillo de empuje, lo que aumenta la presión dinámica del aceite y, en consecuencia, amplifica el empuje transmitido. Por el contrario, a velocidades de giro excesivamente bajas, la presión hidráulica disminuye, lo que puede provocar una lubricación por película semifluida debido a una presión insuficiente.

II. Ajuste de los cojinetes de empuje de motores diesel

La figura 5 muestra un diagrama simplificado de un cojinete de empuje típico. Los bloques de empuje hacia delante y hacia atrás se colocan mediante las placas de presión 6 y 7. Cuando los bloques de empuje se presionan entre sí, los huecos i1 e i2 permanecen en las placas de presión 6 y 7.

La holgura combinada i1 e i2 debe cumplir las especificaciones indicadas en el manual. Los operadores pueden ajustar los valores específicos añadiendo o quitando calzos en las ubicaciones de las placas de presión. Este juego asegura que los bloques de empuje puedan pivotar libremente alrededor del borde de apoyo, garantizando el funcionamiento normal del cojinete de empuje.

El bloque de empuje delantero 3 se apoya en el anillo de ajuste delantero 2, mientras que el bloque de empuje inverso 4 se apoya en el anillo de ajuste inverso 5. Estos anillos de ajuste desempeñan un papel fundamental: no sólo regulan el juego entre los bloques de empuje y los anillos de empuje, sino que también ajustan la posición relativa axial entre el cigüeñal y los rodamientos.

Personal medida cojinete de empuje holgura utilizando dos métodos: En primer lugar, presione firmemente el anillo de empuje sobre el bloque de empuje delantero y mida la holgura entre el bloque de empuje inverso y el anillo de empuje con una galga de espesores. En segundo lugar, deje que el eje permanezca en estado libre sin fuerza axial, mida las holguras en los anillos de empuje delantero e inverso con una galga de espesores y, a continuación, sume las dos mediciones para obtener el valor de holgura total.

La holgura medida debe cumplir los requisitos de la especificación. Si no se cumple, los técnicos deben ajustarlo utilizando el anillo de ajuste. En caso de emergencia, los técnicos pueden insertar temporalmente cuñas detrás del anillo de ajuste como medida provisional, sustituyendo el anillo de ajuste durante las reparaciones posteriores del buque.

Cuando se instalan dos filas de bloques de empuje en fábrica, el anillo de ajuste requiere una alineación específica: Cuando la holgura de montaje entre el anillo de empuje y ambos bloques de empuje de avance/retroceso es 1 (2), la línea central de la última muñequilla de manivela más cercana al cojinete de empuje debe desplazarse hacia el cojinete de empuje una cantidad especificada.

Esto compensa la dilatación térmica del cigüeñal durante el funcionamiento, asegurando en última instancia un juego axial uniforme entre cada brazo del cigüeñal y el cojinete principal para garantizar un funcionamiento estable del motor diesel.