Nieuws

Het constructieprincipe en de aanpassing van druklagers van dieselmotoren

Druklagers van dieselmotoren, Samenvatting van structurele principes en aanpassingsmethoden van druklagers van dieselmotoren

I. Structurele principes van druklagers van dieselmotoren

De hoofdmotor van het schip drijft de schroef aan door de gecoördineerde werking van de stuwas, tussenas en hekas. Wanneer de schroef draait, oefenen de bladen zowel omtrek- als axiale krachten uit op het water. Volgens het principe van actie en reactie oefent het water ook overeenkomstige omtrek- en axiale reactiekrachten uit op de schroefbladen.

De omtrekkracht die op de propeller werkt, genereert een koppel, waardoor het aandrijfkoppel van de motor nodig is om dit weerstandskoppel te overwinnen. De axiale kracht die op de propeller wordt uitgeoefend is kritisch, omdat dit ofwel de stuwkracht wordt die het vaartuig vooruit stuwt of de trekkracht waardoor het achteruit beweegt.

Deze stuwkracht (of trekkracht) wordt geleidelijk overgebracht: eerst door de hekas, dan naar de tussenas, gevolgd door de stuwas, die uiteindelijk op het stuwdruklager inwerkt. Het druklager brengt vervolgens de kracht over op de romp, waardoor het schip wordt voortgestuwd.

Voor middelgrote tot grote dieselmotoren met laag toerental die gewoonlijk als hoofdmotor worden gebruikt, zijn het ontwerp en productieproces houdt specifiek rekening met het lager de stuwkracht van de propeller. Gewoonlijk is het druklager gemonteerd op het druklagerhuis aan het achtereinde van de motorbasis. Het druklagerhuis is op twee manieren met de motorbasis verbonden: gelast of met bouten tot één geheel. De functie is om de axiale stuwkracht van de schroefas door de basis naar de romp over te brengen, waardoor het schip vooruit wordt gestuwd.

In middelgrote tot grote dieselmotoren worden op grote schaal eenringige druklagers gebruikt, waarvan de structuur wordt geïllustreerd in Figuur 1. De stuwkracht de lagerbehuizing heeft een gelaste gietstalen constructie en bevat intern twee steunlagers die voornamelijk het gewicht van de drukas dragen en het vliegwiel van de hoofdmotor.

De aandrijfas is gemaakt van hoogwaardig 35 gegoten staal en wordt via een nauwsluitende bout met het vliegwiel verbonden. Het centrale gedeelte functioneert als een drukring, die in de waaiervormige drukblokken (5) grijpt. Door deze opstelling wordt de stuwkracht op de as via de drukblokken naar het druklagerhuis overgebracht.

De drukblokken zijn in twee concentrische ringen geplaatst: de voorste ring draagt de stuwkracht tijdens voorwaartse werking, terwijl de achterste ring de stuwkracht tijdens achterwaartse werking opvangt. Elke ring is voorzien van een bevestigingsplaat (7) om te voorkomen dat de drukblokken tijdens het gebruik wegglijden. Deze drukblokken zijn gesegmenteerde stalen stukken van staalkwaliteit 20 met een laag koolstofgehalte. Arbeiders gieten witmetaal op hun werkoppervlakken. Het witte metaal wordt door de zwaluwstaartgroeven aan de achterkant van de drukblokken gestoken, zodat het goed vastzit.

De Het vaak gebruikte witte legeringmateriaal is SbSnSbH-b op tin gebaseerd lager legering, die gemakkelijk bindt met staal met een laag koolstofgehalte en een uitstekende compatibiliteit biedt. Elk drukoppervlak is uitgerust met acht drukblokken om gezamenlijk de stuwkracht dragen. Achter de drukblokken bevinden zich steunringen van verschillende dikte. Als er slijtage optreedt, kunnen operators de vulplaten vervangen om de axiale speling tussen de drukring en de drukblokken aan te passen.

Personeel smeert de drukblokken en drukring door smeerolie in te spuiten. Het steungedeelte aan de achterkant van het stuwblok beslaat slechts ongeveer de helft van de hele sectorhoek. Door dit ontwerp kan het stuwblok tijdens bedrijf lichtjes op zijn plaats schommelen, waardoor de olie gemakkelijker op het werkoppervlak doordringt en er een oliefilm ontstaat.

Figuur 2 toont de constructie van het druklager voor de L-MC/M dieselmotor. De drukas en krukas van deze motor zijn vervaardigd met behulp van een integraal smeedproces. De buitenflens van de drukring bevestigt het aandrijftandwiel voor de nokkenas van de transmissie, een configuratie die de axiale afmetingen van de motor effectief verkleint.

Het druklager bestaat voornamelijk uit voorwaartse drukblokken 8, achterwaartse drukblokken 5, drukplaten (stelringen) 3 en 9 en andere onderdelen. Acht voorwaartse en acht achterwaartse drukblokken zijn rondom gerangschikt om een sector te vormen die ongeveer tweederde van de omtrek beslaat.

Tijdens de voorwaartse werking wordt de axiale stuwkracht die door de schroef wordt gegenereerd, via de hekas en de tussenas naar de stuwring overgebracht, waardoor het schip tegen de waterweerstand in vooruit wordt gestuwd. Om te voorkomen dat de stuwdrukblokken met de stuwdrukring meedraaien, installeert het personeel plaatsbepalers boven zowel de voorwaartse als de achterwaartse stuwdrukblokken voor de positionering.

Smeer de drukring met olie uit het hoofdfilter. lager smeersysteem. Om olielekkage van de astap buiten de motor te voorkomen, monteert het personeel asafdichtingen op de astap. Tijdens het draaien van de aandrijfas gebruikt de olieschraapring 2 centrifugale kracht om op de as gespatte smeerolie af te voeren. Restolie wordt afgeschraapt door de olieschraapring.

Het stuwblok is een kritisch component van het druklager. Hoewel de structuur kan variëren tussen verschillende motormodellen, blijft het werkingsprincipe consistent. Figuur 3 toont een driedimensionaal aanzicht van een ontwerp van een stuwblok. Het heeft een waaiervormige configuratie. Arbeiders goten een witte legering 5 op het werkvlak in de buurt van de drukring en bewerkten een afronding of afschuining aan de olie-inlaatrand 2.

Aan de kant van de stelring worden twee oppervlakken (oppervlak 1 en oppervlak 3) gevormd op verschillende hoogten. De rand waar deze vlakken elkaar snijden dient als werkrand tijdens het gebruik, die in contact komt met het werkoppervlak van de stelring. Beide zijden van het drukblok zijn voorzien van een nok (4), die aangrenzende drukblokken ondersteunt en helpt bij het positioneren.

Onder normale omstandigheden werkt het druklager met een vloeistofdynamische smering. Zie Figuur 4 voor details: Drukblok 2 buigt iets door rond het steunblad, waardoor een wigvormige ruimte ontstaat tussen het drukblok en het werkoppervlak van drukring 3. De drukring zuigt smeerolie in deze wigvormige ruimte, waardoor dynamische oliedruk ontstaat. De drukring zuigt smeerolie in deze wigvormige ruimte en genereert zo een dynamische oliedruk.

De stuwkracht die door de stuwring wordt gedragen, wordt via hydraulische druk op het stuwblok overgebracht en vervolgens via het steunblad op de regelring 3 overgebracht. Figuur 4 illustreert ook de oliestroompatronen en de drukverdeling over het werkoppervlak van het stuwblok: Als de stuwkracht toeneemt, neemt de speling tussen het stuwblok en de stuwring af, waardoor de dynamische druk van de olie toeneemt en bijgevolg de overgebrachte stuwkracht toeneemt. Omgekeerd neemt bij te lage draaisnelheden de hydraulische druk af, wat mogelijk leidt tot een semi-vloeibare filmsmering vanwege onvoldoende druk.

II. Afstelling van druklagers van dieselmotoren

Figuur 5 toont een vereenvoudigd schema van een typisch druklager. De voorwaartse en achterwaartse drukblokken worden door drukplaten 6 en 7 gepositioneerd. Wanneer de drukblokken samengedrukt worden, blijven de openingen i1 en i2 bij de drukplaten 6 en 7.

De gecombineerde speling i1 en i2 moet voldoen aan de specificaties in de handleiding. Bedieners kunnen de specifieke waarden aanpassen door vulplaatjes op de drukplaatlocaties toe te voegen of te verwijderen. Deze speling zorgt ervoor dat de drukblokken vrij rond de steunrand kunnen draaien, wat een normale werking van de druklagers garandeert.

Het voorste drukblok 3 rust tegen de voorste stelring 2, terwijl het achterste drukblok 4 tegen de achterste stelring 5 rust. Deze stelringen spelen een cruciale rol: ze regelen niet alleen de speling tussen de drukblokken en drukringen, maar passen ook de axiale relatieve positie tussen de krukas en de lagers aan.

Personeel druklager meten speling met behulp van twee methoden: Druk eerst de drukring stevig op het voorste drukblok en meet de speling tussen het achterste drukblok en de drukring met een voelermaat. Ten tweede, laat de as in een vrije toestand zonder axiale kracht, meet de speling bij zowel de voorste als de achterste drukring met een voelermaat en tel de twee metingen op om de totale speling te verkrijgen.

De gemeten speling moet voldoen aan de specificatievereisten. Als dit niet het geval is, moeten technici de afstelring aanpassen. In noodgevallen kunnen technici tijdelijk vulringen achter de instelring plaatsen als tussenmaatregel en de instelring vervangen tijdens latere scheepsreparaties.

Wanneer in de fabriek twee rijen drukblokken worden gemonteerd, moet de stelring specifiek worden uitgelijnd: Wanneer de montagespeling tussen de drukring en beide voorste/achterste drukblokken 1 (2) is, moet de middellijn van de laatste krukpen die zich het dichtst bij het druklager bevindt, een bepaalde hoeveelheid in de richting van het druklager verschoven worden.

Dit compenseert de thermische uitzetting van de krukas tijdens de werking en zorgt uiteindelijk voor een uniforme axiale speling tussen elke krukarm en het hoofdlager om een stabiele werking van de dieselmotor te garanderen.