Состояние (укладка) коленчатого вала по раскепам


Ход поршня S:
Раскеп T:
-??-


S - ход поршня в мм (величина постоянная для разных двигателей)
Т - раскеп в мм

Коленчатый вал состоит из рамовых (кореных) и шатунных шеек, щек кривошипов, соединительных фланцев, противоввесов и шестерен приводов.
В процессе работы дизеля коленчатый вал вспринимает силы от давления газа, а также силы инерции поступательно движущихся и вращающихся масс. Эти силы и другие могут привести к развитию допонительных тнапряжений и вызвать поломку вала.
Коленчатые валы дизелей условно можно разделить на "гибкие" и "жесткие". Валы, работающие при частоте враения больше критической, называются гибкими, меньше критической - жесткими. Шейки гибких валов подвергаются большему износу, чем шейки жестких валов.
Сопоставляя номинальную частоту вращения коленчатого вала дизеля с критической частотой вращения можно установить, является вал "гибким" или "жестким". На "жесткоом" валу статический прогиб не контролируется, а на "гибком" вале - контролируют величиной раскепа.
Вследствии износа рамовых подшипников образуется повышенный излом действительной оси коленчатого вала, который может привести к его поломке. Величину излома действительной оси коленчатого вала определяют по раскепам только на "гибком" вале.
Действительная ось коленчатого вала - это ось, которую имеет коленчатый вал, находясь в рабочем положении. Действительная ось может не совпадать и не совпадать с теоретической осью коленчатого вала. При совпадении действительной оси с теоретической осью коленчатый вал имеет "нулевой" раскеп и "нулевое" биение рамовых шеек (идеальный случай).
В практике действительная ось чаще не сровпадает с теоретической осью коленчатого вала и имеет форму кривой. При экстплуатации вследствие неравномерного износа рамовых подшипников увеличивается отклонение действительной оси от теоретической. Это отклонение определяют величиной раскепа.
Отклонение действительной оси от теоретической есть статический прогиб вала, который можно определить, используя величину раскепа по формуле:
b=L/(4*R)*T,
где
L - расстояние между осями соседних цилиндров, в мм
R - расстояние от оси шаттунной шейки до места измерения раскепа, мм
Т - раскеп, мм

Раскепом коленчатого вала называют разность расстояний между щеками кривошипа в двух диаметрально противоположных положениях шатуннойй шейки. Разность растояний между щеками кривошипа в вертикальной плоскости принято считать вертикальным раскепом, а в горизонтальной плоскости - горизонтальным, или бортовым раскепом.
Если растояние между щеками кривошипа в ВМТ больше, чем в НМТ (см. рис. 3.1,а ), раскеп принято считать положительным.
Если растояние между щеками кривошипа в НМТ больше, чем в ВМТ, (рис. 3.1,б), раскеп будет отрицательным.
Положительный ракеп указывает на прогиб участка действительной оси вала вниз, а отрицательный - на прогиб вверх.



Построение действительной оси коленчатого вала


Положение кривошипа 1 2 3 4 5 6
Верхняя точка (ВМТ)
Нижняя точка (НМТ)
1. Вертикальный раскеп --??-- --??-- --??-- --??-- --??-- --??--
Раскеп правого борта
Раскеп левого борта
2. Горизонтальный раскеп --??-- --??-- --??-- --??-- --??-- --??--


Предельно допустимые величины раскепов коленчатых валов дизелей при монтаже и эксплуатации (мм) см. в этой табл.

Чтобы выявить опоры коленчатого вала, вызывающие наибольший излом действительной оси - выполняют ее графическое построение по раскепам. Для этого в масштабе вычерчивают кинематическую схему коленчатого вала c кривошипами в одной вертикальной плоскости.


Рис. 1. Построение действительной оси коленчатого вала
дизеля 6ЧН22/32 по раскепам, с отсоединеннным
валом ротора генератора:
а - кинематическая схнма коленчатого вала,
б) - схема действительной оси

Через середины шатунных и рамовых шеек проводят вертикальные линии.
Линии, проведенные через середины шатунных шеек являются одновременно осями цилиндров. Линии, проходящие через середины рамовых шеек нумеруются арабскими, оси цилиндров - римскими цифрами. Ниже кинематичекой схемы проводят горизонтальную линию (0-0), которая является теоретической осью коленчатого вала. От этой оси в масштабе на осях цилиндра откладывают значеният раскепов. Отрицательные значения отладывают вврх, положительные - вниз.
При построении действительной оси коленчатого вала без валопровода, чтобы завершить построение на линии (0-0) от осей крайних цилиндров I-IV отложить отрезки АВ и ВГ, равные расстоянию между осями цилиндров в принятом масштабе. Затем точки Д и Е действительной оси соединить с точками Б и Г. Этим приемом учитывают влияние крайних рамовых подщипников 1 и 5 на величину раскепов.
При завершении построения действительной оси коленчатого вала с присоединееным валопроводом или валом ротора-генератора (рис. 3.8) линию ДБ продлить (на рис. влево) до пересечения с линией, прооведенной через середину первого опорного подшипника валопровода или вала ротора-генератора. Расстояние от оси корневого цилиндра до середины опорного подшипника определяют с точностью до +/- 10 мм. Точка пересечения действительной оси коленчатого вала с линией этого подшипника станет конечной точкой. Расстояние от этой точки до линии 0-0 укажет величину отклонения оси валопровода (вала ротора генератора) от теоретической оси коленчатого вала в вертикальной плоскости. Построенная действительная ось коленчатого вала графическим способом дает наглядное представление об отклонении осей рамовых подшипников относительно его теоретической оси. Численное значение величины отклонения оси рамового подшипника от теоретической оси коленчатого вала определяют по формуле:
P = X/Mp * L/(S+Д) * 3,45 , мм
где
Х - расстояние от действительной оси на середине рамового подшипника до теоретической оси (по схеме);
Mp - маштаб раскепов (например, если 2 мм содержится в 0,01 мм раскепа, то Мр = 200);
3,45 - численный коэффициент;
L - расстояние между осями цилиндров;
S - ход поршня;
Д - диаметр рамовых шеек.
Для совмещения осей рамовых подшипников с теоретической осью коленчатого вала графического построения действительной оси недостаточно, т.к. оно не дает приближенную величину отклонения, поскольку схема не учитывает расстояние от оси шатунной шейки до величины места установки (раскепомера.)
Эту поправку можно учесть только математически. Математическая зависимость между величиной упругого прогиба оси вала и величиной раскепа на кривошипе определяется из подобия прямоугольного треугольников (рис. 3.9)
Величина упругого прогиба оси рамовой шейки на ее середине равна
b = T*L'/(S+Д)
с учетом упругой деформации изгиба соседних с кривошипом рамовых шеек, величина
b = T*L'*y/(S+Д),
где
y = 2,3 и b =2,3*Т*L'/(S+Д) = А*Т,
(Обзор в Интернете)


ЛИТЕРАТУРА


ПРИЛОЖЕНИЕ. Контрольно-обучающее тестирование*

Тест-карта 1. Судно и его составные элементы (введение в специальность).
Тест-карта 2. Электрооборудование, электронная аппаратура и СУ ПТЭ электрического и электронного оборудования управления.
Тест-карта 3. Теоретический чертеж судна составные элементы.
Тест-карта 4. Мореходные характеристики судна и автоматизация расчетов относительной полноты шпангоутов и центра величины.
Тест-карта 5. Коленчатый вал. Раскепы коленчатого вала. Построение действительной оси по раскепам.
Тест-зачет.
Журнал-ведомость.

* Тестирование по теме "Судовые двигатели внутреннего сгорания: расчет по номограммам" на стр. зарегистрированных пользователей.