Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные неподвижные детали




Лабораторная работа N 1

Тема: Исследование особенностей и конструкции неподвижных деталей, различных ДВС и КШМ с составлением эскизов с натуры и силовых схем остова.

Учебная цель работы: подробно изучить конструкции неподвижных деталей различных ДВС и КШМ, ознакомится с особенностями компоновки неподвижных деталей ДВС.

 

Материальное обеспечение.

1. Крышка цилиндров двигателя NVD-48.

2. Крышка цилиндров двигателя VD-26/20.

3. Крышка цилиндров двигателя ZD-72/48

4. Втулки цилиндров двигателя 3D6,VD-26/20, 4z10,5/13

5. Крышки цилиндров ВОД и их разрезы.

6. Остовы двигателей 4ч10,5/13; 4ч 8,5/11; 6ч15/18

7. Поршневые кольца ВОД, СОД, и МОД.
8. Крышки цилиндров ВОД, СОД и МОД.

9. Поршни и шатуны ВОД и СОД.

10. Коленвалы двигателей 6ч15/18; 6ч10,5/13;

11. Вкладыши рамовых подшипников ВОД и СОД.


Порядок выполнения работы.

1. Визуально осмотреть неподвижные детали ДВС и их конструктивные элементы, конструктивные формы остов двигателей, сделать эскизы конструктивных форм остова.

2. Изучить конструкцию крышек цилиндров и их конструктивные элементы.

3. Изучить конструкцию кривошипно-шатунного механизма, методы смазки подшипников и охлаждения поршней, устройство поршней тронковых двигателей.

Основы теории

 

Основные неподвижные детали

К основным неподвижным деталям судового дизеля относятся: фундаментная рама, рамовые подшипники, станина, цилиндры, цилиндровые втулки, анкерные связи, параллели.

Фундаментная рама служит для монтажа основных неподвижных деталей дизеля, а также коленчатого вала. (У некоторых дизелей к кормовой части фундаментной рамы крепится также упорный подшипник).

Во время работы дизеля фундаментная рама испытывает статические и динамические нагрузки и, кроме того, нагрузки, обусловленные недостаточной жесткостью корпуса судна. Для нормальной эксплуатации двигателя, а также для предотвращения неравномерного износа трущихся деталей фундаментная рама должна достаточной поперечной и продольной жесткостью. Для выполнения этих условий фундаментные рамы небольших и средних судовых дизелей выполняют из чугуна цельнолитыми, реже - из двух частей, жестко скрепленных болтами.

Фундаментные рамы крупных судовых дизелей для уменьшения массы и увеличения прочности в настоящее время изготавливают сварными из стальных листов или балок

сложного профиля.

Фундаментные рамы очень крупных судовых дизелей, для удобства транспортировки и монтажа, изготавливают стальными, сваривая из нескольких частей, которые крепятся между собой жестко, при помощи болтов.

У чугунных фундаментных рам нижняя часть выполняется с уклоном - чаще в носовую часть двигателя - и с колодцем для сбора масла, стекающего со смазываемых деталей двигателя.

У крупных дизелей со стальными фундаментными рамами для сбора масла к нижней части рамы крепится легкий стальной поддон. Для предотвращения возникновения пены в картере над поддоном устанавливается пеногасительная сетка.

Цельнолитая фундаментная рама тронкового дизеля имеет продольные балки,

поперечные перегородки, в которых размещены гнезда (постели) для монтажа рамовых подшипников. Для повышения прочности поперечные балки имеют дополнительные ребра жесткости. Для крепления к судовому фундаменту рама имеет продольные полки.

Фундаментные рамы судовых дизелей типа

ДКРН 7/120(рис.1) изготавливают из двух частей, жёстко связанных между собой болтами. Каждая из продольных балок (4) сварена из двух вертикально установленных листов (5), между которыми проходят горизонтальные рёбра жёсткости (6). Продольные балки (4) соединены между собой двумя горизонтальными листами(3). Для монтажа рамовых подшипников имеются поперечные стальные балки (1), в которых вварены стальные литые стулья (2) для сбора масла, к нижней части рамы приварен стальной поддон (7).

Материалом для изготовления литых фундаментных рам служит серый чугун марок СЧ 18 - 36, СЧ 21 - 40, СЧ 24 - 44; для изготовления сварных фундаментных рам применяют конструкционные стали марок Сталь 25, Сталь 35. (Для изготовления фундаментных рам, а иногда всех деталей остова у некоторых быстроходных дизелей применяют алюминиевые сплавы АЛ 1).

 

 

Крымское Республиканское Профессионально Техническое Учебное Заведение

«Керченское высшее морское профессиональное училище»

Лабораторная работа №1

по предмету «Судовые дизельные установки и их эксплуатация»

специальность 5.07010403 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

Тема: Исследование особенностей и конструкции неподвижных деталей различных ДВС и КШМ.

 

Выполнил:

Курсант группы М-43

Герасименко Вячеслав

 

Проверил:

Преподаватель техн. дисциплин

Абрашин Е. К.

 

 

Керчь – 2011

Рамовые подшипники служат для поддержания коленчатого вала; монтируются в поперечных балках фундаментной рамы и состоят из следующих частей: нижнего и верхнего вкладышей, прокладок между ними и крышки. (У крупных для удобства монтажа и демонтажа крышки рамовых подшипников выполняются из двух частей). Для предотвращения аксиального смещения коленчатого вала один из подшипников, обычно кормовой, выполняется упорным (установочным).

Рамовый подшипник судового дизеля ДР 30/50-3 (рис. 2) имеет вкладыши 1 и 3

стальные, залитые баббитом (вкладыш упорного подшипника имеет заливку и со стороны торцевых поверхностей). Смазка к подшипнику подводится по каналу 4. Для регулировки масляного зазора в рамовом подшипнике предусмотрен набор прокладок 2. Конструкция рамовых подшипников позволяет вынимать вкладыши без подъема коленчатого вала.

Материалом для изготовления вкладышей рамовых подшипников служит чугун СЧ 28-48 (тихоходные дизели) и сталь 15Л, 25Л (быстроходные дизели). Для заливки вкладышей рамовых подшипников тихоходных дизелей применяют баббиты марок Б83, БН; подшипники быстроходных дизелей заливают свинцовистой бронзой марки БрС-30. Крышки рамовых подшипников изготавливают из чугуна СЧ 21-40 и помощи шпилек, ввернутых в поперечные балки. Некоторые конструкции предусматривают установку специальных шпилек - с гайками сверху и снизу.

Станина - деталь дизеля, которая устанавливается на фундаментную раму и служит для поддержания цилиндра дизеля. Между фундаментной рамой и станиной образуется закрытая полость (картер), где совершают сложные движения детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

У крейцкопфных дизелей к станине крепят параллели, которые воспринимают давления газов, через ползуны крейцкопфа. Для небольших дизелей станину отливают из чугуна в виде целой отливки, иногда из двух - трех частей. Для крупных судовых двухтактных дизелей станину обычно набирают из специальных сварных, реже литых, колонн.

Цельнолитая чугунная станина судового четырехтактного тронкового дизеля небольшой мощности состоит из: полок станины, которые служат для крепления ее к фундаментной раме; люков, которые во время работы закрывают специальными крышками на прокладках, служащих для осмотра, разборки, сборки рамовых и Мотылевых подшипников дизеля. На верхнюю плоскость станины устанавливают цилиндры дизеля.

Станина крупного судового крейцкопфного дизеля набрана из отдельных А-образных
колонн. А-образные колонны - стальные сварные, реже чугунные литые, имеют двутавровое
коробчатое, иногда более сложное, сечение. Устанавливают колонны на фундаментные рамы
и крепят при помощи шпилек.

После установки всех колонн промежутки между ними закрывают крышками. При снятых крышках открывается свободный доступ в картер для осмотра, демонтажа и монтажа рамовых, Мотылевых, головных подшипников, а также крейцкопфного узла двигателя.

Цилиндры, цилиндровые втулки. Цилиндром или цилиндровой рубашкой называется деталь, которая устанавливается на станину двигателя и служит для запрессовки цилиндровой втулки. У двигателей малой мощности цилиндры отливают целой деталью блоком. У двигателей средней мощности отливают в блок по 2-4 цилиндра. У двигателей большой мощности цилиндры отливают раздельно.

Рубашка цилиндра вместе с цилиндровой втулкой двигателя ДКРН 76/155 («Зульцер») показана на рис. 3. У этого двигателя каждый цилиндр выполнен раздельно, а крепят отдельные рубашки между собой болтами. Цилиндр имеет съемные щитки для осмотра подпоршневой полости и лючки, чтобы контролировать состояние полости охлаждения. Втулка цилиндра изготовлена из чугуна, для охлаждения перемычек между выпускными окнами имеются специальные отверстия для циркуляции воды. Характерным для двигателей фирмы «Зульцер» является специальное чугунное кольцо, на которое устанавливается цилиндровая втулка. Кольцо облегчает демонтаж цилиндровой втулки и снимает тепловые напряжения с верхней части цилиндра. Втулку уплотняют по рубашке с

Водяной стороны резиновыми кольцами, со стороны выпускных и продувочных окон – красномедными

поясками. Для подачи смазки во втулке имеются отверстия, в которые ввертывают специальные штуцеры, а со стороны зеркала втулки - специальные фигурные канавки. Для предотвращения поломки штуцеров они связаны жестко только с цилиндровой втулкой (рис. 4). У дизелей большой мощности цилиндровые втулки выполняют из двух частей (рис. 5). Фигурные разъемы между двумя частями втулки служат для расширения верхней части втулки при нагреве

Материалом для изготовления рубашек служит серый чугун марок СЧ 21-40, СЧ 24-44, цилиндровые втулки судовых дизелей изготавливают из легированного хромом, никелем ми ванадием перлитного чугуна марки СЧ 28-48. У напряженных быстроходных дизелей для изготовления цилиндровых втулок (гильз) применяют легированную сталь 30ХМА.

Цилиндровые крышки служат для закрытия цилиндров и для размещения различной арматуры. Во время работы дизеля цилиндровая крышка испытывает высокие механические и тепловые нагрузки из-за неравномерного нагрева отдельных ее частей.

.

У двухтактных дизелей с контурной продувкой конструкция крышки наиболее проста, крышки двухтактных дизелей с прямоточно-клапанной продувкой устроены сложнее из-за наличия в них выпускного клапана. Самой сложной является крышка четырехтактного дизеля, где, кроме отверстий для форсунки и клапанов, размешают каналы для подвода воздуха к впускному клапану и для отвода отработавших газов от выпускного клапана. У небольших дизелей крышки выполняют блоками в виде целых отливок (головок). У крупных дизелей крышки - отдельно для каждого цилиндра и очень часто из двух частей.

Крышка двигателя ДР 30/50 (рис. 6) имеет кольцевой бурт (1), при помощи которого она опирается на цилиндровую втулку. Между крышкой и цилиндровой втулкой установлена красномедная прокладка. Крепится крышка к блоку цилиндров при помощи восьми шпилек. Вода для охлаждения крышки поступает из зарубашечного пространства цилиндра по специальному патрубку (2) и отводится через сливное отверстие (3). Для осмотра и чистки зарубашечного пространства в крышке имеются специальные лючки, закрытые крышками (4) на прокладке из паронита.

Характерной особенностью конструкции
крышки, состоящей из двух частей, двигателя
ДКРН 70/120 (МАН) является устройство камеры
сгорания в нижней части цилиндровой крышки,
выполненной из жаропрочной стали; верхняя часть крышки чугунная, имеет отверстия для
шпилек, при помощи которых крышка крепится к цилиндру. Плотность между крышкой и втулкой
достигается притиркой. Зарубашечное пространство в крышке образуется за счет концентрических каналов в нижней части крышки. Форсунка монтируется в специальный стакан, выполненный заодно с нижней частью крышки и имеющий сальниковое уплотнение. Такая конструкция не вызывает в крышке тепловых напряжений из-за разности температур верхней и нижней частей крышки.

В цилиндровой крышке двигателя 6ЧР 32/48 смонтированы: впускной, выпускной, пусковой и предохранительный клапаны, форсунка, индикаторный кран. Крепится крышка к

блоку шестью шпильками. Уплотнение достигается за счет красномедного кольца, установленного между крышкой и втулкой.

Материалом для изготовления крышек судовых дизелей служит серый чугун марки СЧ 28-48; для верхней части разъемных крышек - СЧ 21-40, для нижней части крышек двухтактных дизелей и напряженных четырехтактных дизелей применяют сталь 35 Л.

Анкерные связи. Во время сгорания топлива в цилиндре двигателя происходит резкое

нарастание давления, которое действует равномерно на стенки цилиндровой втулки, цилиндровой крышки и на поршень.

Рис. 7. Анкерные связи

Усилие, действующее на поршень и крышку у крупных дизелей в момент максимального давления, создает разрывающую нагрузку, исчисляемую десятками и даже сотнями тонн. Понятно, что чугунные стенки цилиндра не могут выдержать таких нагрузок. Для снятия разрывных усилий с корпуса цилиндра и передачи их на фундаментную раму служат анкерные связи (рис. 7); связи (1) проходят через цилиндр (2), станину (3) и фундаментную раму (4). При сборке дизеля анкерные связи затягивают с усилием, превышающим максимальное давление газов в цилиндре на 25-50%, что заставляет работать все детали остова на сжатие. Затяжку анкерных связей осуществляют при помощи специальных гидравлических домкратов. Очень длинные анкерные связи изготовляют из двух частей и соединяют их специальными муфтами. Материал для изготовления анкерных связей служит конструкционная сталь марки Сталь 35 или легированная - 18 ХНВА.

Параллели. Параллелью называется деталь, которая воспринимает через крейцкопф и ползуны, боковые усилия, возникающие в головном соединении крейцкопфных дизелей, и передает эти усилия на остов двигателя.

Параллели крепятся обычно к колоннам станины, имеют зарубашечное пространство для охлаждения и устройство для подвода смазки к ползунам. С тыльной стороны параллели имеют ребра жесткости. Количество параллелей зависит от конструкции дизеля и его цилиндровой мощности и может быть 1, 2, 4. При установки одной параллели для передачи усилий на станину при заднем ходе к параллели крепят специальные нащечины (рис.8): параллель (5) крепится к колоннам станины (1) болтами (4). Стальные нащёчины (3) крепятся к параллели болтами (2). Материалом для изготовления параллелей служит чугун СЧ 28-48, СЧ 24-44, для нащёчин применяется Сталь 35.










Основные подвижные детали

К основным подвижным деталям судового двигателя относятся: поршень (с поршневыми кольцами), поршневой палец (для тронковых дизелей), шток, крейцкопф, шатун, коленчатый вал, маховик, демпфер (гаситель колебаний).

Поршень двигателя служит для восприятия усилий, возникающих при сгорании топлива, и передачи их через поршневой палец и шатун на коленчатый вал (у тронковых дизелей); у крейцкопфных дизелей усилия передаются через шток крейцкопф и шатун.

Классификация поршней осуществляется по следующим признакам: поршни тронковых и крейцкопфных дизелей, поршни дизелей двойного действия: верхняя часть поршня тронкового дизеля называется головкой, нижняя - тронком. Размер тронка зависит от допускаемых удельных нагрузок на стенки цилиндровой втулки.

У дизелей с диаметром цилиндра до 350 мм избыточное тепло отводится от поршня через стенки цилиндра; для цилиндров больших диаметров, когда выделяется большое количество тепла на единицу объема цилиндра, необходимо установить специальную систему охлаждения поршней. В качестве охлаждающей жидкости применяют масло или пресную воду.

Устройство поршня четырехтактного тронкового двигателя 6ЧН 31,8/33 (Д-50) показано на рис. 9. Поршень (1) этого дизеля отлит из алюминиевого сплава, имеет пять компрессионных (6) и три маслосъемных кольца (5). Поршень с шатуном соединен при помощи поршневого пальца (3) плавающего типа. Поршневой палец запрессовывается в специальные приливы (бобышки). Для предотвращения осевого смещения с обеих сторон устанавливают алюминиевые заглушки (9), которые фиксируют штифтами (8). Масло для смазки головного подшипника (2) поступает по каналу в стержне шатуна, оттуда масло переходит в полость между кожухом (4) и пальцем (3), смазывает головной подшипник и рабочие поверхности бобышек и стекает в картер. Масло, которое снимается с поверхности цилиндровых втулок маслосъемными кольцами, через отверстия в поршне также стекает в картер. Отверстия (7) с резьбой в днище поршня служат для вворачивания рымов при демонтаже и монтаже поршня и шатуна.

 

Типичным для поршней крейцкопфных дизелей является поршень (рис. 9) двигателя с прямоточно-клапанной продувкой ДКРН 50/110 (БМЗ). Поршень состоит из двух основных частей: головки (3) и чугунной юбки (4). В головке имеется шесть канавок для компрессионных колец. Глубокие выемы (1) внутри поршня создают тепловой барьер, предохраняющий кольца от перегрева и пригорания. Головка и юбка поршня соединяются со штоком при помощи шпилек, ввернутых в головку. Правильность сборки обеспечивается направляющим штифтом. Поршень охлаждается маслом из циркуляционной системы смазки дизеля. Масло поступает по центральной трубке (5), охлаждает нижнюю часть поршня, поднимается вверх, через воронку (2) поступает в кольцевое пространство штока и в телескопические трубы.

На рис. 10 показан поршень дизеля ДКРН 70/120 (МАИ). Толстостенная головка поршня (1) выполнена из жаростойкой стали и крепится к верхнему фланцу штока шпильками (4). Нижняя тонкостенная часть поршня (5) отлита из чугуна, имеет продольные и круговые ребра жесткости, крепится шпильками к нижнему фланцу штока и служит для перекрытия выпускных и продувочных окон при верхнем положении поршня. Промежуточная чугунная вставка (3) крепится к головке поршня болтами. Удлинение нижней части поршня (5) при нагреве происходит в зазор между промежуточной вставкой и нижней частью поршня. На головке поршня установлено шесть компрессионных колец (2). Для лучшей приработке поршня, а также для создания плотности в поршневом пространстве, которое используется для дополнительного сжатия продувочного воздуха, на нижней части поршня зачеканено кольцо (6) из свинцовой бронзы и установлено уплотнительное кольцо (7).

Поршень охлаждается пресной водой, которая поступает через специальную телескопическую систему по трубопроводу (10), через кольцевой канал между трубками (8 и 9) и уходит через сливную воронку (11) и центральную трубку (8) в холодильник.

Телескопическая система охлаждения поршня этого дизеля показана на рис. 10. Телескопические подвижные трубы (5) крепятся к специальному кронштейну (6), который смонтирован на крейцкопфе (7). Верхние концы телескопических труб (5) при помощи красномедных трубок (8) связаны через шток с зарубашечным пространством поршня, а нижние концы входят в неподвижные трубки (3). Неподвижные трубки имеют специальные воздушные колпаки (2) для сглаживания пульсации струи охлаждающей воды и для предотвращения разрыва труб при нисходящем движении поршня и резком уменьшении объема трубопровода.

Для поддержания воздушной подушки в колпаке через невозвратный клапан (9) компрессором подается сжатый воздух; переход воздуха из воздушного колпака приемной полости в воздушный колпак отливной полости происходит по трубе (10); отводится охлаждающая вода по трубе (11). Уплотнение между подвижной трубкой (5) и неподвижной (3) достигается устройством специального сальника (4), который вынесен за пределы картера

двигателя; такая конструкция исключает попадание воды в систему смазки двигателя и позволяет контролировать состояние сальников телескопического соединения.

Рис. 10. Поршень крейцкопфного дизеля (а), телескопическая система его охлаждения (б)

 

Кроме телескопической системы охлаждения поршней, на некоторых дизелях трубы системы охлаждения соединяют шарнирно. Такой способ применяется только при охлаждении поршней маслом.

 

Материалом для изготовления поршней служит: чугун марки СЧ 28-48, алюминиевые сплавы АЛ-1, АЛ-4; для изготовления головок поршней крупных дизелей применяют высокопрочный чугун ВЧ 5-1,5 или стали марки Сталь 35 Л и Сталь 30 ХМА.

Поршневые пальцы бывают двух типов: плавающие, или подвижные в головке шатуна и бобышках, и сочлененные с головкой шатуна или поршнем, т. е. неподвижные. Пальцы плавающего типа во время работы свободно проворачиваются в бобышках и головном подшипнике, поэтому износ у них равномерен, без эллиптичности.

В связи с тем, что палец работает на изгиб и на истирание, его изготавливают из материала с мягкой сердцевиной, а для получения высокой поверхностной твердости цементируют с последующей закалкой.

Материалом для изготовления пальцев плавающего типа служат конструкционные малоуглеродистые стали Сталь 15 или Сталь 15Х, которые хорошо цементируются.

Поршневые пальцы, жестко связанные с поршнем или шатуном, запрессовывают в бобышки и стопорят специальным болтом или шпонкой или при помощи болтов соединяют с шатуном, тогда головной подшипник выполняется в поршне.

Материалом для изготовления сочлененных пальцев служит легированная сталь марки 12Х43А, которая имеет высокую поверхностную твердость и в то же время хорошо переносит изгибающие нагрузки.

Поршневые кольца бывают двух видов: уплотнительные (компрессионные) и маслосъемные. Уплотнительные кольца служат для уплотнения цилиндра и предупреждения прорыва газов в подпоршневое пространство, для равномерного распределения масла по стенкам цилиндра. Маслосъемные кольца служат для снятия избыточного масла со стенок цилиндровой втулки. Количество уплотнительных колец колеблется в пределах от трех до семи, причем для тихоходных дизелей применяется больше колец. Маслосъемные кольца устанавливают: одно - над пальцем, непосредственно под уплотнительными кольцами, и одно-два в нижней части поршня. Уплотнительные кольца всех дизелей в свободном состоянии имеют диаметры превышающие диаметры цилиндра и создают необходимую компрессию. Верхнее уплотнительное кольцо устанавливают таким образом, чтобы при нахождении поршня в ВМТ кольцо оставалось в охлаждаемой части втулки. Иногда у быстроходных дизелей для уменьшения теплового потока, нагревающего уплотнительные кольца, устраивают своего рода тепловой барьер в виде канавки, проточенной между верхней кромкой поршня и первым уплотнительным кольцом.

Уплотнительные кольца в основном имеют прямоугольное сечение и отличаются только формами замков (рис. 11). Однако встречаются кольца, имеющие трапецеидальное или прямоугольное сечение, с одной или двумя фасками, конусные кольца и т.д.

При движении поршня вверх благодаря конусности маслосъемного кольца оно свободно скользит по поверхности цилиндровой втулки, при движении поршня вниз масло снимается с поверхности втулки нижней острой кромкой кольца и сбрасывается через отверстие в поршне в картер двигателя. У некоторых дизелей для увеличения эффективности маслосъемных колец их выполняют двойными (рис. 11б).

 

Перед установкой уплотнительных колец на поршень по всей окружности колец с верхних и нижних кромок снимается фаска.

Величина теплового зазора кольца (монтажный зазор в стыке замка) зависит от диаметра цилиндра и расположения кольца на поршне (верхнее кольцо ввиду большего нагрева имеет больший зазор). Для выбора величины теплового зазора можно пользоваться формулой

А = (0,005:0,0075)D

где: А - тепловой зазор;

D - диаметр цилиндра двигателя, мм.

Материалом для изготовления поршневых колец служит чугун марок СП4Ф 28-48 (при диаметре цилиндра до 500 мм); СП4Ф 24-44 (при диаметре цилиндра свыше 500 мм).

Поршневые штоки. У крейцкопфных дизелей поршень соединяется с крейцкопфом при помощи штока. Верхняя часть штока имеет фланец, при помощи которого шток крепится к поршню. У некоторых дизелей большой мощности, когда поршень изготовлен из нескольких частей, шток может иметь два фланца, к которым крепят детали поршня. Нижняя часть штока (хвостик) имеет конус для соединения с крейцкопфом или фланец с отверстиями.

Очень часто штоки служат для подвода охлаждающей жидкости к поршню. В этих случаях в штоке высверливают отверстие, в котором устанавливают трубу из нержавеющей стали или латуни, воду или масло подают обычно по кольцевому каналу, образуемому между

трубкой и телом штока; охлаждающую жидкость отводят по трубке. При водяном охлаждении поршня стенки штока для защиты от коррозии облицовывают нержавеющей трубкой. Материалом для изготовления штоков служит сталь 45 и сталь 40Х.

У многих современных дизелей подпоршневые пространства цилиндров отделены от картеров специальной перегородкой - диафрагмой. При использовании подпоршневого пространства для сжатия воздуха диафрагма препятствует проникновению воздуха (из подпоршневого пространства в картер) и газов (из картера в подпоршневое пространство). Дополнительное назначение диафрагмы - препятствовать проникновению грязного масла из цилиндра в картер. В месте прохода штока через диафрагму устанавливают специальный сальник для уплотнения диафрагмы и для снятия масла со штока поршня.

Корпус сальника (1) штока (рис. 12) крепится к диафрагме (10) при помощи болтов. Разрезные чугунные кольца (2) и (3) служат для уплотнения штока. Кольца (4) и (5) снимают масло при движении штока вниз, кольца (6,7,8) - при движении вверх. Каналы А и В служат для отвода снятого с поверхности штока масла.

Как уплотнительные, так и маслосъемные кольца стянуты спиральными пружинками (9).

Крейцкопфы. Крейцкопфный узел служит для соединения поршневого штока с шатуном, а также для передачи нормальных (боковых) усилий, возникающих в головном соединении, через ползуны на параллель.

Количество ползунов зависит от типа дизеля и его цилиндровой мощности. Поперечина крейцкопфа представляет собой стальную поковку с двумя цапфами для соединения с головными подшипниками шатуна. В центре поперечины имеется отверстие для штока, который крепится гайкой. Ползун крепится к поперечине при помощи болтов. Для снятия срезывающих усилий с болтов в паз между ползуном и поперечиной устанавливают шпонку. Поверхности заливают баббитом.

 

 Конструкции крейцкопфа с двумя ползунами представлена на рис. 13. конструкция с четырьмя ползунами позволяет снижать удельные нагрузки на параллели двигателя, повышает надежность и долговечность крейцкопфного соединения, однако усложняет конструкцию двигателя и условия разборки и сборки головного соединения.

Шатуны. Различают шатуны тронковых и крейцкопфных дизелей. У тронкового дизеля усилия газов, действующих на поршень, передаются непосредственно через шатун на коленчатый вал; у крейцкопфных дизелей эти усилия передаются через шток и крейцкопфный узел. Способ передачи усилий и обусловливает конструкцию головного подшипника шатуна: у тронковых дизелей - один подшипник, у крейцкопфных - два. Стержни шатунов тронковых дизелей имеют круглое или двутавровое сечение.

Головной подшипник у небольших дизелей выполняется в виде бронзовой втулки, которая запрессовывается в отверстие шатуна. Мотылёвый подшипник у небольших дизелей несъемный.

 Конструкция шатуна дизеля ДР 30/50 представлена на рис. 14. стержень шатуна (1) круглого сечения имеет центральное сверление (2) для подачи смазочного масла к головному соединению. (У небольших дизелей с шатунами двутаврового сечения масло подается по специальной трубке, проходящей вдоль стержня шатуна.) В отверстие верхней головки шатуна запрессована бронзовая втулка (7), застопоренная болтом (8). Мотылевый подшипник (отъемный) имеет два вкладыша залитых баббитом. Для центровки подшипника в верхней крышке имеется прилив 6, который входит в паз стержня шатуна. Для регулирования масляного зазора между верхней и нижней крышками устанавливают набор прокладок (5), а для регулирования высоты камеры сжатия дизеля имеется прокладка (4). Монтаж мотылёвого подшипника и крепление его к шатуну осуществляются при помощи шатунных (мотылёвых) болтов (3).

Шатун (рис. 14б) мощного крейцкопфного дизеля ДКРН 9/155 («Зульцер») состоит из стержня (2), к которому крепятся два головных подшипника (4) и мотылевый подшипник (6).

 

Вкладыши подшипников - стальные, залиты баббитом. Между пяткой шатуна и Мотылевым подшипником устанавливается прокладка (6) для регулирования высоты камеры сжатия цилиндра. Материалом для изготовления стержней шатуна служит Сталь 45, для быстроходных дизелей применяют легированную сталь 40ХН. Головки шатуна изготавливают из сталей марок Сталь 35,45,35Л, 40ХН.

Шатунные болты служат для соединения деталей мотылевых и головных подшипников и являются наиболее ответственными деталями, так как их обрывы могут привести к большим разрушениям дизеля. При сборке подшипника болты затягивают с определенным усилием и обязательно шплинтуют. Удлинение болтов контролируют при помощи микрометрических скоб. Если удлинение превышает предельные размеры, рекомендуемые заводом-изготовителем, болты заменяют. Болты подлежат замене и в том случае, если поршень заедал во время работы.

Материалом для изготовления шатунных болтов для быстроходных дизелей служат легированные стали 40ХН, 20ХНЗА; для болтов тихоходных дизелей - углеродистая сталь 35.

Коленчатые валы. Для преобразования возвратно-поступательных движений

поршней во вращательное движение служит коленчатый вал. Коленчатый вал является наиболее ответственной и дорогостоящей деталью дизеля.

По конструкции и способу изготовления коленчатые валы бывают штампованные, цельнокованые, составные (составленные из нескольких частей) и сборные (собранные горячепрессовой посадкой из отдельных деталей. Для небольших судовых дизелей применяют также цельнокованые коленчатые валы.

 Количество колен (мотылей) коленчатого вала равно количеству цилиндров. (У некоторых дизелей для привода поршня продувочного насоса применяют дополнительное навесное колено.) Угол заклинки мотылей коленчатого вала одних относительно других зависит от количества цилиндров и тактности двигателя. У четырехтактных дизелей при четном количестве цилиндров мотыли заклинивают попарно в одной плоскости. Например, у четырехцилиндрового двигателя заклинивают в одной плоскости первое и четвертое колена, через 180° - второе и третье; у шестицилиндрового порядок заклинки мотылей следующий: 1 и 6; через 120° - 3 и 4 и еще через 120° - 2 и 5.

У двухтактных дизелей мотыли заклинивают каждый в своей плоскости через равный угол. Расположение колен вала и чередование вспышек в отдельных цилиндрах определяют исходя из следующих условий: не должно быть одновременных вспышек в двух смежных цилиндрах; поступление импульсов на коленчатый вал по всей его длине должно быть равномерным. У коленчатого вала двигателя 8ДР 30/50 (рис. 15) диаметр мотылевых шеек (1) равен 200 мм, рамовых (4) - 200 мм. Щеки, рамовые и мотылевые шейки имеют внутренние каналы, которые закрыты технологическими пробками (7) и служат для подвода масла от рамовых подшипников к мотылевым. В кормовой части коленчатого вала расположено два маслоотражательных кольца (3). В носовой части коленчатого вала имеется дополнительный мотыль (5) для привода продувочного насоса; мотыль откован заодно с коленчатым валом. На рамовую шейку (6) этого мотыля устанавливают шестерню привода масляного насоса. Для уравновешивания центробежных сил коленчатого вала к щекам (8) при помощи болтов (10) крепят противовесы (11). Болты фиксируют стопорными шайбами (9). Удлиненный конец вала служит для установки на нем демпфера крутильных колебаний.

 

Сборные коленчатые валы выполняют двух типов: у валов первого типа, откованные целой деталью, соединяются между собой рамовыми шейками; у валов второго типа, сборных, щеки, мотылевые и рамовые шейки изготавливают отдельными деталями и собирают горячепрессовой посадкой.

Коленчатый вал с цельноковаными мотылями (рис. 16а) применяется на двигателях ДКРН 70/120 (МАН): щеки вала откованы заодно с мотылевой шейкой (3); в отверстиях щек запрессованы рамовые шейки (1); для подачи масла от рамовых к мотылевым подшипникам в щеках и шейках имеется система отверстий, которые закрывают заглушками (2). Коленчатые валы дизелей этой фирмы выполняют обычно из двух частей и соединяют между собой при помощи фланцев.

Щеки и шейки у коленчатого вала двигателя фирмы «Бурмейстер и Вайн» (см. рис. 166) выполнены из отдельных деталей (щеки - из литой стали, шейки - стальные кованые). Противовесы коленчатого вала у дизелей этой фирмы отливают обычно вместе со щеками. Сборка деталей вала осуществляется горячепрессовой посадкой; при числе цилиндров больше пяти коленчатый вал изготавливают из двух частей, которые соединяют между собой фланцами.

Материалом для изготовления коленчатых валов служит конструкционная Сталь 35, 40, 45; для быстроходных дизелей применяют легированную сталь 30ХМА. Для изготовления коленчатых валов двигателя ЗД 100 применяют хромоникелевомолибденовый модифицированный высокопрочный чугун.

Маховики, антивибраторы, демпферы. Маховик, или маховое колесо, служит для равномерного вращения коленчатого вала. Маховик аккумулирует энергию во время

рабочего хода и передает ее на коленчатый вал во время вспомогательных ходов. Размеры и

 масса маховика зависят от тактности двигателя, частоты вращения коленчатого вала,

количества цилиндров. И так, у четырехтактного двигателя маховик будет больше, чем у

двухтактного с таким же количеством цилиндров и частотой вращения коленчатого вала, так как импульсы от рабочих ходов на коленчатый вал четырехтактного двигателя поступают в два раза реже, чем на вал двухтактного. При высоких окружных скоростях маховики изготавливают из стали, при низких – из чугуна. Маховик размещают на кормовом конце коленчатого вала; очень часто маховик имеет зубчатый венец для соединения с валоповоротным устройством. Для проверки газораспределения двигателя маховик градуируют с указанием мертвых точек подвижных деталей двигателя.

Во время работы двигателя усилия на коленчатый вал поступают в виде импульсов от отдельных цилиндров, что вызывает крутильные колебания в коленчатом вале. Для уменьшения крутильных колебаний до безопасных значений на носовой части коленчатого вала устанавливают антивибраторы или демпферы. Антивибраторы работают без поглощения колебательной энергии, демпферы - с поглощением ее и поэтому должны иметь устройство для отвода тепла.

 

 

В антивибраторе маятникового типа (рис. 17) на стальной ступице (1) антивибратора расположены три диска, в которых просверлено по восемь сквозных отверстия. Маятники (3) присоединены к ступице (1) на пальцах (2, 4, 6, 7) могут проворачиваться на определенный угол до ограничителя. Осевому перемещению пальцев препятствуют планки (5). Крутильные колебания коленчатого вала вызывают колебания маятников, которые направлены в противоположную сторону и тем самым уменьшают колебания, действующие на коленчатый вал.

Демпферы являются более активным устройством для борьбы с крутильными колебаниями. Демпферы бывают пружинные, жидкостные и комбинированные.

Пружинный демпфер (рис. 176) состоит из диска (2), связанного с коленчатым валом, и обода (1), который свободно насажен на диск. Между диском и ободом в специальных гнездах (4) установлены пакеты пружин (3). Специальные выступы не дают пружинам поворачиваться. Если резонансные крутильные колебания вала и ступицы превышают определенную амплитуду, то обод демпфера, стремящийся вращаться равномерно, начинает проскальзывать относительно ступицы, сжимая и разжимая пружины. Возникающие между ободом и ступицей изменяющиеся по величине силы противодействуют колебаниям вала и уменьшают их амплитуду. Таким образом, демпфер поглощает работу возмущающих сил за счет трения в пакетах пружин, кроме того, изменяется частота собственных колебаний системы вследствие изменения жесткости пружин. Смазка и отвод тепла осуществляются маслом, которое подводится по трубе а и отводится по трубе б.

 

 

В отчете лабораторной работы

1. Нарисовать эскизы конструктивных элементов остова и КШМ. Дать их подробное описание.

2. Указать применяемые материалы.

Контрольные вопросы к зачету по лабораторной работе.

1. Какие особенности компоновки конструкции неподвижных деталей (остова) малооборотных двигателей?

2. Какие напряжения испытывают стенки остова безанкерной конструкции в неработающем двигателе и во время его работы?

3. Какие силы действуют на анкерную связь.7?

4. Какие напряжения, и от каких сил возникают в опорном фланце втулки?

5. Каковы конструктивные способы снижения механической и тепловой напряженности неохлаждаемого и охлаждаемого поршней?

 

6 Какие нагрузки испытывают шатунные болты?

7 Назначение противовесов коленчатого вала.

8. Из каких условий выбирают угол заклинивания кривошипов коленчатого вала и порядок

вспышек в цилиндрах дизеля?

9. Почему одним из наиболее тяжелых режимов работы коленчатого вала и других деталей
дизеля является режим пуска?

 

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 1138.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...