Новости

Принцип конструкции и регулировка упорных подшипников дизельных двигателей

Упорные подшипники дизельных двигателей, Краткое описание конструктивных принципов и методов регулировки упорных подшипников дизельных двигателей

I. Конструктивные принципы упорных подшипников дизельных двигателей

Главный двигатель судна приводит в движение гребной винт благодаря согласованному действию упорного, промежуточного и кормового валов. Когда гребной винт вращается, его лопасти оказывают на воду как окружное, так и осевое усилие. Согласно принципу действия и реакции, вода также оказывает на лопасти гребного винта соответствующие окружные и осевые силы реакции.

Окружная сила, действующая на гребной винт, создает крутящий момент, для преодоления которого требуется крутящий момент двигателя. Осевая сила, действующая на гребной винт, имеет решающее значение, поскольку она становится либо тягой, двигающей судно вперед, либо тягой, заставляющей его двигаться назад.

Усилие (или тяга) передается постепенно: сначала через дейдвудный вал, затем на промежуточный вал, затем на упорный вал и в конечном итоге воздействует на упорный подшипник. Затем упорный подшипник передает усилие на корпус судна, приводя его в движение.

Для средних и крупных низкооборотных дизельных двигателей, обычно используемых в качестве главных двигателей, конструкция и процесс производства специально учитывает подшипники тяги гребного винта. Как правило, упорный подшипник устанавливается на корпусе упорного подшипника в кормовой части основания двигателя. Корпус упорного подшипника соединяется с основанием двигателя двумя способами: сваркой или болтами в единое целое. Его функция - передавать осевое усилие от гребного вала через основание на корпус судна, двигая его вперед.

В средних и крупных дизельных двигателях широко используются упорные подшипники с одним кольцом, конструкция которых показана на рисунке 1. Упорный Корпус подшипника имеет сварную литую стальную конструкцию и включает в себя два внутренних опорных подшипника, несущих в основном вес упорного вала и маховик главного двигателя.

Упорный вал изготовлен из высококачественной литой стали 35 и соединяется с маховиком с помощью болта с плотной посадкой. Его центральная часть выполняет функцию упорного кольца, входящего в зацепление с веерообразными упорными блоками (5). Благодаря этому усилие на валу передается на корпус упорного подшипника через упорные блоки.

Упорные блоки расположены в двух концентрических кольцах: переднее кольцо воспринимает тягу при движении вперед, а заднее - при движении назад. Каждое кольцо оснащено стопорной пластиной (7) для предотвращения выскальзывания упорных блоков во время работы. Эти упорные блоки представляют собой сегментированные стальные детали, изготовленные из низкоуглеродистой стали марки 20. Рабочие наплавляют белый металл на свои рабочие поверхности. Белый металл вставляется в пазы типа "ласточкин хвост" на задней стороне упорных блоков, обеспечивая надежную посадку.

Сайт Обычно используется белый сплав на основе олова SbSnSbH-b. сплав, который легко соединяется с низкоуглеродистой сталью и обеспечивает отличную совместимость. Каждая упорная поверхность оснащена восемью упорными блоками для коллективного выдерживают осевую нагрузку. За упорными блоками расположены опорные прокладки различной толщины. При износе операторы могут заменить прокладки, чтобы отрегулировать осевой зазор между упорным кольцом и упорными блоками.

Персонал смазывает упорные блоки и упорное кольцо путем впрыскивания смазочного масла. Опорная часть на задней стороне упорного блока занимает только половину всего угла сектора. Такая конструкция позволяет упорному блоку слегка колебаться на месте во время работы, что способствует проникновению масла на рабочую поверхность и образованию масляной пленки.

На рисунке 2 показана конструкция упорного подшипника для дизельного двигателя L-MC/M. Упорный вал и коленчатый вал этого двигателя изготавливаются методом интегральной штамповки. На внешнем фланце упорного кольца закреплена ведущая звездочка распределительного вала коробки передач, что позволяет эффективно уменьшить осевые размеры двигателя.

Опорный подшипник состоит в основном из передних упорных блоков 8, задних упорных блоков 5, упорных пластин (регулировочных колец) 3 и 9, а также других компонентов. Восемь передних и восемь задних упорных блоков расположены по окружности и образуют сектор, занимающий примерно две трети окружности.

Во время движения вперед осевое усилие, создаваемое гребным винтом, передается через дейдвудный и промежуточный валы на упорное кольцо, двигая судно вперед против сопротивления воды. Чтобы блоки тяги не вращались вместе с упорным кольцом, персонал устанавливает локаторы над блоками тяги переднего и заднего хода для позиционирования.

Персонал смазывает упорное кольцо маслом из главного подшипник система смазки. Для предотвращения утечки масла из цапфы за пределы двигателя персонал устанавливает на цапфу уплотнения вала. Во время вращения упорного вала маслосбрасывающее кольцо 2 с помощью центробежной силы выбрасывает смазочное масло, попавшее на вал. Остатки масла счищаются скребковым кольцом.

Упорный блок является важнейшим компонент упорного подшипника. Хотя его структура может отличаться в разных моделях двигателей, принцип действия остается неизменным. На рисунке 3 представлен трехмерный вид одной конструкции упорного блока. Он имеет веерообразную конфигурацию. Рабочие отлили белый сплав 5 на рабочей поверхности вблизи упорного кольца и обработали галтель или фаску на кромке маслозаборника 2.

На стороне регулировочного кольца сформированы две поверхности (поверхность 1 и поверхность 3), расположенные на разной высоте. Кромка, где эти поверхности пересекаются, служит рабочей кромкой во время работы, которая соприкасается с рабочей поверхностью регулировочного кольца. С обеих сторон упорного блока имеется бобышка (4), которая поддерживает соседние упорные блоки и облегчает их установку.

В нормальных условиях упорный подшипник работает на гидродинамической смазке. Подробности см. на рис. 4: Упорный блок 2 слегка прогибается вокруг опорной лопатки, создавая клиновидное пространство между упорным блоком и рабочей поверхностью упорного кольца 3. Упорное кольцо втягивает смазочное масло в это клиновидное пространство, создавая тем самым динамическое давление масла.

Сила тяги, воспринимаемая упорным кольцом, передается на упорный блок через гидравлическое давление, а затем через опорную лопатку передается на регулирующее кольцо 3. На рисунке 4 также показаны потоки масла и распределение давления по рабочей поверхности упорного блока: При увеличении тяги зазор между упорным блоком и упорным кольцом уменьшается, повышая динамическое давление масла и, соответственно, усиливая передаваемую тягу. И наоборот, при слишком низких скоростях вращения гидравлическое давление снижается, что может привести к полужидкой пленочной смазке из-за недостаточного давления.

II. Регулировка упорных подшипников дизельных двигателей

На рисунке 5 показана упрощенная схема типичного упорного подшипника. Упорные блоки прямого и обратного хода расположены на нажимных пластинах 6 и 7. Когда упорные блоки прижимаются друг к другу, на нажимных пластинах 6 и 7 остаются зазоры i1 и i2.

Комбинированные зазоры i1 и i2 должны соответствовать спецификациям, указанным в руководстве. Операторы могут регулировать конкретные значения путем добавления или удаления прокладок в местах расположения нажимных дисков. Этот зазор обеспечивает свободное вращение упорных блоков вокруг опорного края, гарантируя нормальную работу упорного подшипника.

Передний упорный блок 3 упирается в переднее регулировочное кольцо 2, а задний упорный блок 4 - в заднее регулировочное кольцо 5. Эти регулировочные кольца играют важную роль: они не только регулируют зазор между упорными блоками и упорными кольцами, но и регулируют осевое относительное положение коленчатого вала и подшипников.

Персонал измерить упорный подшипник зазор двумя методами: Во-первых, плотно прижмите упорное кольцо к переднему упорному блоку и измерьте щупом зазор между задним упорным блоком и упорным кольцом. Во-вторых, дайте валу находиться в свободном состоянии без осевого усилия, измерьте щупом зазоры между передним и задним упорными кольцами, затем сложите два измерения, чтобы получить общее значение зазора.

Измеренный зазор должен соответствовать требованиям спецификации. Если он не соответствует требованиям, технический персонал должен отрегулировать его с помощью регулировочного кольца. В экстренных случаях технический персонал может временно вставить прокладки за регулировочное кольцо в качестве временной меры, заменяя регулировочное кольцо при последующем ремонте судна.

При установке двух рядов упорных блоков на заводе регулировочное кольцо требует особой центровки: Если монтажный зазор между упорным кольцом и обоими упорными блоками переднего/заднего хода составляет 1 (2), осевая линия последнего кривошипа, ближайшего к упорному подшипнику, должна быть смещена в сторону упорного подшипника на определенную величину.

Это компенсирует тепловое расширение коленчатого вала во время работы, обеспечивая равномерный осевой зазор между каждым шатуном и коренным подшипником, что гарантирует стабильную работу дизельного двигателя.