Задания для студентов на 09.09.20. СВ310 МДК01.03. СЭУ и электрооборудование судов

СВ 310 МДК 01.03. Судовые энергетические установки и электрооборудование судов.

Преподаватель; В. П. Шкитенков. Электронный адрес почты schkitenkoff@yandex.ru.

Задание выдано 09.09.2020г. Задание выполнить до 14.09.2020г

Раздел: Устройство судовых ДВС

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 2

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ НЕПОДВИЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ

СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Цель занятия. Ознакомление с особенностями конструкции деталей

остова судовых дизелей и условиями их работы.

Задание. 1. Изучить типовые схемы остовов. 2. Ознакомиться с конст-

рукцией неподвижных деталей среднеоборотных машин на примере дизе-

ля 4Ч17,5/24. 3. Составить эскизы и схемы деталей.

1. УСЛОВИЯ РАБОТЫ, ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ОСТОВОВ

Остов дизеля в общем случае образован следующими частями: фун-

даментной рамой с рамовыми подшипниками, станины (картера), рабочих

цилиндров, цилиндровых втулок, крышек цилиндров и крепежных дета-

лей: анкерных связей и шпилек. Части остова должны быть связаны в

жесткую систему во избежание деформаций от сил давления газов и

инерции. Они должны обеспечивать правильное взаимное расположение

деталей механизма движения. Основные требования к конструкции осто-

ва: наибольшая продольная и поперечная жесткость, позволяющие избе-

жать недопустимых деформаций, нарушения прямолинейности оси ко-

ленчатого вала, высокая прочность, простота конструкции.

Наиболее распространенные схемы компоновок остовов представлены

на рис. 2.1. Они отличаются количеством плоскостей разъема между де-

талями, способом укладки коленчатого вала, наличием или отсутствием

анкерных связей.

На рис. 2.1а представлен остов тронкового дизеля большой мощности,

состоящий из фундаментной рамы, станины, рабочих цилиндров и кры-

шек, выполненных отдельно. Эти узлы соединены при помощи шпилек и

стянуты длинными анкерными связями. Коленчатый вал уложен в под-

шипники фундаментной рамы. В неработающем остове такой конструк-

ции возникают напряжения сжатия, вызванные затяжкой связей. При

работе дизеля происходит частичная разгрузка остова за счет действия

растягивающих усилий от давления газов. Сила давления газов вызывает

только деформацию поперечных балок рамы, так как усилия от макси-

мального давления газов в цилиндре уравновешиваются на связях. Замена

напряжений растяжения напряжениями сжатия особенно выгодна для

литых остовов, выполненных из чугуна. Из-за упругой деформации свя-

зей гасятся возникающие динамические нагрузки, остов испытывает

только статические нагрузки.

Подобную компоновку имеет остов, представленный на рис. 2.1б. Он

используется в дизелях средней мощности и отличается от остова, рас-

смотренного выше, наличием общей блок-станины.

На рис. 2.1в показан остов тронкового дизеля безанкерной конструк-

ции. Его детали испытывают напряжения растяжения. Подобные остовы

применяют для дизелей малой мощности.

В современных СОД широко распространены остовы, выполненные

по схеме «блок-картер», имеющие подвесной коленчатый вал, опираю-

щийся на крышки рамовых подшипников (рис. 2.1г). Фундаментная рама

у них отсутствует, снизу предусмотрен легкий маслосборник. Подобный

остов обладает высокой жесткостью при малой массе, он может иметь

или не иметь анкерных связей. Часто остов с такой схемой выполняется с

раздельными блоками и картером, стянутыми связями.

На рис. 2.2 показана компоновка маломощного среднеоборотного су-

дового дизеля типа 4Ч17,5/24 (NVD-24).

ров; 14 — мотылевый подшипник

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕТАЛЯХ ОСТОВА

Фундаментная рама служит основанием дизеля. Она предназначена

для укладки коленчатого вала и служит для крепления дизеля к судовому

фундаменту. В нижней части рамы имеется сборник для масла, вытекаю-

щего из узлов трения. Рама нагружена массой дизеля, силой давления

газов и инерции подвижных деталей. Она образована продольными и

поперечными балками. В продольных балках выполнены полукруглые

гнезда (постели) для установки рамовых подшипников, вертикальные

каналы (колодцы) для размещения анкерных связей и отверстия для пере-

текания смазочного масла. Продольные балки имеют в нижней части

лапы для крепления к судовому фундаменту, на верхних поверхностях —

обработанные плоскости для установки станины. В зависимости от типа

дизеля рама может выполняться сварной, литой, сварно-литой. Она может

быть цельной или составной. Материалом для рамы являются: серый чу-

гун СЧ20, СЧ30, сталь 20, 25. 30.

Рамовые подшипники служат опорой для рамовых шеек коленчатого

вала. Они представляют собой разъемные подшипники скольжения, со-

стоящие из двух полувкладышей, крышки и шпилек. Внутренняя поверх-

ность полувкладыша залита антифрикционным сплавом, в качестве кото-

рого применяют высокооловянистые баббиты Б83, Б88, Б89, свинцови-

стую бронзу, алюминиевые сплавы АСМ, А020-1. В последние годы ши-

роко используются многослойные тонкостенные вкладыши, состоящие из

стальной основы, слоя бронзы или оловоалюминиевого сплава, слоя ни-

келя и слоя баббита. Основа вкладыша — сталь 10, 15.

Крышка подшипника крепится шпильками, она имеет коробчатое или

двутавровое сечение и выполняется из чугуна СЧ20, СЧ30 или стали 30.

Фиксируют крышку направляющими пазами.

Масло к подшипнику подводится через его крышку или через канал

в постели. Затем масло подходит по каналам к холодильникам, выпол-

ненным в плоскости разъема вкладышей. От проворачивания и осевого

смещения вкладыши фиксируются закраинами, штифтами и выступами.

Для фиксации коленчатого вала от осевого смещения один из под-

шипников (чаще кормовой) выполняется установочным. Он воспринима-

ет осевую нагрузку и имеет вкладыши с торцевыми поверхностями, зали-

тыми антифрикционным сплавом. На них опираются упорные бурты ра-

мовой шейки или торцы щек вала.

Картер (станина) служит для соединения цилиндров с фундаментной

рамой и образует емкость для размещения КШМ. У малооборотных дизе-

ки крупных дизелей выполняются индивидуальными, машин малой мощ-

ности — в виде блок-крышек. Крепление крышек к блоку производится

при помощи крышечных шпилек, ввернутых в верхнюю плоскость блока

в количестве от 4 до 18 штук в зависимости от размеров дизеля.

На крышке четырехтактного дизеля в общем случае расположены: ин-

дикаторный кран, предохранительный клапан, клапаны рабочих цилинд-

ров, пусковой клапан, форсунка, отливной патрубок системы охлаждения

с регулировочным клапаном.

Крышки изготавливают из чугунов СЧ20, СЧ25, ВЧ45-5, стали 20ХМ,

алюминиевых сплавов АЛ9, АЛ13.

Крышка цилиндра дизеля типа 4Ч17,5/24 в сборе показана на рис. 2.3.

Анкерные связи выполняют из сталей 35, 40, 18ХНМА. Они предна-

значены для разгрузки деталей от растягивающих усилий, вызванных

силами давления газов, и увеличения жесткости остова.

Связь затягивается при помощи специальных приспособлений, по-

ставляемых с двигателем, на усилие, превышающее давление газов в ци-

линдре на 40—60 %.

3. ТРЕБОВАНИЯ МОРСКОГО РЕГИСТРА СУДОХОДСТВА

К КОНСТРУКЦИИ ОСТОВА СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Морской Регистр Судоходства — государственный надзорный орган,

контролирующий судовые технические средства и судно в целом на ста-

диях их проектирования, постройки и монтажа, а также в процессе экс-

плуатации. Основной задачей Регистра является обеспечение безопасно-

сти мореплавания, то есть в конечном итоге — сохранение жизни людей

(членов судового экипажа и пассажиров).

Конструкция основных узлов, составляющих остов судового дизеля,

должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Плоскости всех соединений должны быть непроницаемы для масла

и газов, детали остова должны быть взаимно зафиксированы с помощью

калиброванных деталей и иметь контрольные риски.

2. В остове и сопрягаемых с ним деталях должны быть предусмотре-

ны дренажные устройства и приняты меры против попадания топлива и

воды в циркуляционное масло. Зарубашечные пространства блоков долж-

ны иметь устройства для обеспечения их полного осушения.

3. Картеры должны оборудоваться предохранительными клапанами

следующим образом:

— при диаметре цилиндра от 200 до 250 мм — один клапан на каждом

конце картера;

— при диаметре цилиндра от 250 до 300 мм — по одному клапану че-

рез каждый мотыль коленчатого вала, но не менее двух клапанов;

— при диаметре цилиндра более 300 мм — на каждом мотыле колен-

чатого вала;

— у дизелей с диаметром цилиндра менее 200 мм или объемом карте-

ра менее 0,6 м3 установка предохранительных клапанов не требуется.

4. Предохранительные клапаны должны обеспечить мгновенное от-

крытие при повышении давления в картере не более чем на 0,02 МПа и их

быстрое закрытие, исключающее проникновение воздуха в картер. Выпу-

скные отверстия должны быть экранированы для уменьшения выбросов

пламени.

5. Дизели с диаметром цилиндра более 230 мм должны иметь на каж-

дом цилиндре предохранительный клапан, отрегулированный на давление

открытия, превышающее максимальное давление цикла на режиме пол-

ной нагрузки не более чем на 40 %.

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по практическому занятию выполняется с использованием

имеющегося образца и чертежей дизеля 4Ч17,5/24. В результате выполне-

ния занятия курсант должен выполнить карандашом от руки эскизы

и схемы следующих деталей и узлов:

— схему остова дизеля;

— эскиз фундаментной рамы, рамового подшипника и его вкладышей;

— эскиз блок-станины;

— эскиз втулки цилиндра с выносными элементами (верхнего и ниж-

него уплотнительных поясов);

— эскиз цилиндровой крышки.

На эскизах нанести надписи, поясняющие назначение и состав изо-

браженных узлов и деталей.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите виды остовов судовых дизелей, охарактеризуйте их конструктив-

ные особенности, перечислите составные части.

2. Какие деформации могут возникать в деталях остова, чем они вызваны?

3. Перечислите условия работы, назовите факторы, определяющие надежность

работы рамовых подшипников.

4. Поясните, как происходит смазка рамового подшипника?

5. Каким образом цилиндровая втулка крепиться к блоку?

6. Какой принцип следует соблюдать при затяжке анкерных связей и крышеч-

ных шпилек?

7. Перечислите материалы, которые могут быть использованы для изготовле-

ния деталей остова. Охарактеризуйте условия, в которых они работают, перечис-

лите требования к материалам.

Литература:

1.Г.И.Сенков «Судовые энергетические установки их эксплуатация и ремонт» Л Судостроение