TULEJE CYLINDROWE, Siłownia, Materiały na kurs-II oficer mechanik, Technologia remontow i napraw, UKLAD TLOKOWO ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]//-->TULEJE CYLINDROWE,KORBOWODYI. Uszkodzenia i zu ycie tulei cylindrowych1.2.3.4.5.Uszkodzenia i zu ycie tulei cylindrowych polegają najczęściej na:utracie wymaganego kształtu geometrycznego i wymaganych wymiarówśrednicywewnętrznej tulei,utracie wymaganego stanu powierzchni gładzi cylindrowej,pęknięciuściankilub kołnierza tulei,utracie wymaganej jakości zewnętrznej powierzchni tulei wskutek korozji lub erozji kawitacyjnej,utracie szczelności osadzenia tulei w bloku cylindrowym.Ad1.naskutek zu ycia towarzyszącego współpracy gładzi z tłokiem i pierścieniami, tuleja przyjmuje kształt trudny dookreśleniaReasumując, przyczynami zró nicowanych kształtów zu ycia tulei cylindrowych są lub :- ro ne rodzaje układów smarowania i olejów smarowych,- zmiana warunków wewnątrz układu trybologicznego (np. spowodowana postępującym zu yciem tulei cylindrowej ipierścieni tłokowych),- zmiany warunków wewnątrz pewnej grupy cylindrów (np. oddziaływanie na wspólną~ turbosprę arkę zmian warunkówpracy jednego z cylindrów),- indywidualne ró nice konstrukcyjne, materiałowe, technologiczne i monta owe poszczególnych cylindrów,-ró nice warunków eksploatacji tego samego typu silników na ro nych statkach lub statkach konstrukcyjniejednorodnych lecz eksploatowanych w ro nych warunkach,- jakość paliwa,- metody pomiaru zu ycia tulei,- zmiany dawek oleju smarowego,- ró nice w funkcjonowaniu układu chłodzenia.Niekiedy mo na stwierdzić intensywne zu ycie tulei cylindrowych silników 2-suwowych w rejonie okienprzepłukujących. Jest to związane z odkształceniem tulei wskutek oddziaływania sztywnej powierzchni oporowej blokucylindrowego w tym rejonie. Pierścienie tłokowe, przechodząc te krawędzie, zaczynają drgać i najczęściej pękają.Uderzają o krawędzie okien . Zaokrąglenie krawędzi okien .nie zawsze likwiduje to zjawisko i dlatego takie tuleje częstowymienia się, chocia ich zu ycie nie osiąga wartości dopuszczalnych.Ad2Utrata wymaganego stanu powierzchni gładzi tulei cylindrowej wywołana jest najczęściej zatarciem tłoka wcylindrze. W wyniku zatarcia niekiedy mogą powstać jedynie rysy lub nawalcowania materiału tłoka na gładź.Ad3Pęknięciaściankitulei mogą wystąpić jako skutek przekroczenia dopuszczalnych naprę eń mechanicznych icieplnych w rejonieściantworzących komorę spalania. Powstające przy nagłym ochłodzeniu tulei znaczne odkształceniacieplne mogą równie spowodować pęknięcia, powstać w wyniku zamro enia wody chłodzącej, zatarcia tłoka,miejscowego przegrzania tulei, na przykład wskutek zlej pracy wtryskiwacza lub osłabienia wytrzymałościściankiprzezw ery korozyjno-erozyjne zewnętrznej powierzchni tulei. Pęknięcia w rejonie kołnierza tulei powstają najczęściej wskuteknadmiernego naprę eniaśrubmocujących głowicęAd4Zewnętrzna powierzchnia mokrych tulei cylindrowych pokrywa się w czasie eksploatacji silnika kamieniemkotłowym utrudniającym odprowadzenie ciepła od tulei, co prowadzi do wzrostu temperatury tulei i tłoka. W następstwietego pogarszają się warunki smarowania. W skrajnym wypadku mo e to doprowadzić do zatarcia tłoka lub wskuteknadmiernego zwiększenia się jegośrednicy- do powstania pęknięć tulei. W ery korozyjno-erozyjne mogą tworzyćskupiska rozmieszczone w ro nych miejscach zale nie od konstrukcji tulei i rozwiązywania jej chodzenia. Zu yciu mogąulec projektory cynkowe oraz powłoki ochronne powierzchniAd5Utrata szczelności mocowania tulei cylindrowej w bloku cylindrowym mo e być spowodowana zu yciemelementów uszczelnień, pierścieni uszczelniających, dławic oraz odkształceniem plastycznym i zu yciem korozyjnym wrejonie jej pasów osadczych.Przy zbyt małym luzie osiowym w osadzeniu pierścienie ogniowe mogą się odkształcić plastycznie. Miejscowepęknięcia i odłamania fragmentów pierścieni mogą spowodować uszkodzenia: jak pęknięcia tulei cylindrowej, tłoka,głowicy, łopatek turbiny turbosprę arki itp.Weryfikacja tulei cylindrowychPolega na wykonaniu:- oględzin zewnętrznych,- pomiarów,- próby hydraulicznej.Weryfikacja powinna być poprzedzona oczyszczeniem tulei z kamienia kotłowego, usunięciem nagaru i laków,zwłaszcza w rejonie okien dolotowych, i wylotowych, oraz wymyciem gładzi olejem napędowym, u ywając do tego szmatbawełnianych.Oględziny zewnętrzne umo liwiają wykrycie i określenie wielkości ewentualnych pęknięć, rys, w erów, zatarć itp.Jeśli wynik oględzin jest pozytywny, czyli tuleja nie kwalifikuje się do wymiany, wykonuje się pomiary zu ycia jej gładzi,polegające na określeniu wymiarówśrednicza pomocąśrednicówkiczujnikowej lub mikro metrycznej z dokładnością0,01 mm, w określonych płaszczyznach i kierunkach z instrukcji silnika. Zazwyczaj określa się dwie lub więcejpłaszczyzn pomiarów i w ka dej z nich dwa kierunki - jeden wzdłu osi wału korbowego, drugi wzdłu osi do niejprostopadłej.Niektórzy producenci silników dostarczają wraz z silnikami specjalne listwy pomiarowe (szablony) z otworamijednoznacznie określającymi płaszczyzny pomiarówśrednicytulei .Wyniki pomiarówśrednictulei pozwalają określić maksymalny przyrost jejśrednicyoraz odchyłki kształtu gładzi -odchyłki okrągłości i odchyłki Sposób obliczania tych odchyłek zawiera tabela wartości granicznego przyrostuśrednicytulei (niekiedy luzów dopuszczalnych między tuleją a tłokiem) oraz granicznych odchyłek kształtu. Dla silnikówbezwodzikowych wartości z tej tabeli nale y dzielić przez 2. Graniczna sto kowość tulei wynosi 0,7 mm na 1 m długościdla silników bezwodzikowych 0,15 mm/m.Graniczne zu ycie i owalność tulei cylindrowych silników wodzikowych [mm]Graniczne zmniejszenie grubościściankitulei, spowodowane zu yciem jej gładzi, wynosi 0,5% grubości konstrukcyjnej.Dysponując wynikami pomiarów tulei cylindrowych i tłoków, mo na wyznaczyć luzy pomiędzy tymi dwomawspółpracującymi ze sobą elementami silnika. Najczęściej wyznacza się luzδ1, pomiędzy powierzchnią boczną denkatłoka i gładzi tulei oraz luzδ2między powierzchnią prowadzącą tłoka i gładzi tulei.Luzy monta owe (naśrednicy)między tłokiem a gładzią tulei dla silników wodzikowych [mm]Nieszczelności w miejscach osadzania tulei, spowodowane zu yciem pierścieni uszczelniających lub ubytkamikorozyjnymi pąsów oporowych tulei, mo na stwierdzić w czasie eksploatacji silnika, kiedy to przez otwory kontrolne wpłaszczu cylindrów wydostaje się woda, lub w czasie próby hydraulicznej bloku cylindrowegoW razie występowania znacznych w erów korozyjno-erozyjnych na zewnętrznej powierzchni tulei oraz gdy grubość jejściankizmniejszy się o więcej ni 0,5% grubości pierwotnej, o mo liwości dopuszczenia tulei do dalszej pracy decydujepomyślny wynik próby hydraulicznej. Górną część tulei (na 1/3 wysokości od górnego kołnierza) bada się ciśnieniempróbnym 1,5 pmax (ciśnienie maksymalne spalania). Pozostałą część tulei bada się ciśnieniem 0,7 MPaZa pomocą ręcznej pompy wodnej przewodem, przy zamkniętych zaworach usuwa się powietrze z części pierścieniowejrdzenia . Następnie badaną tuleję ustawia się nad rdzeniem, przesuwając stół, pompuje się wodę przewodem i - pouzyskaniu ciśnienia p = 0,3=0,5 MPa mierzonego manometrem - zamykamy zawór . Następnie pompuje się wodęprzewodem do chwili pełnego usunięcia powietrza z przestrzeni między rdzeniem a tuleją. W celu wytworzeniaszczelności hydraulicznej otwiera się zawór. Pompą podaje się wodę do przestrzeni między rdzeniem a pierścieniamigumowymi, do osiągnięcia ciśnienia p = 10 MPa, po czym zawór ponownie się zamyka.Po wykonaniu tych czynności bada się pierwszy pas tulei. Otwiera się zawór i pompą, przewodem podaje się wodę doprzestrzeni badania, gdzie wytwarza się wymagane warunkami technicznymi ciśnienie. Po uzyskaniu zdanego ciśnieniazawór zamyka się. Po oględzinach tulei otwiera się zawory i obni a ciśnienie wody do p = 0. W czasie próbyhydraulicznej nie dopuszcza się przeciekania lub "pocenia się"ścianektulei.Dyskwalifikacja tuleiZłomowanie tulei następuje w razie stwierdzenia w erów korozyjno-erozyjnych, których głębokość przekracza 30%grubościściankitulei, lub tworzących niebezpieczne skupienia. Tuleję dyskwalifikuje się w ka dym wypadkunegatywnego wyniku próby hydraulicznejRegeneracja gadzi tuleiRysy na powierzchni gładzi tulei o głębokości do 0,5 mm, szerokości do 1 mm i długości do 80= 100 mm mo nausunąć ręcznym wygładzeniem drobnym kamieniemściernymlub naoliwionym płótnemściernym.Przy zaokrąglaniukrawędzi rys nie mo na zwiększać ich głębokości, a obróbkę nale y przeprowadzać prostopadle do tworzącej cylindra.Dla utworzenia powierzchni porowatej niekiedy zalecaII. Uszkodzenie i zu ycie korbowodówPoszczególne części składowe korbowodów ulegają w czasie eksploatacji silnika zu yciu i uszkodzeniom wywołanym:- zmiennymi stanami naprę eń,- korozją,- wymuszeniami awaryjnymi.Zmienne stany naprę eń powodują pęknięcia trzonów korbowodów i trwale odkształcenie lub zerwanieśrubkorbowodowych. Pęknięcia korbowodów mogą być spowodowane równie wadami materiałowymi.Siły tarcia powodują ubytki materiału w ło yskach stopy i łba korbowodu oraz w tulejach sworznia korbowoduprzyczepnego (silniki widlaste). Zwiększony luz w ło yskach korbowodu oraz tulejach sworzni korbowodówprzyczepnych powy ej wartości dopuszczalnych ma znaczny wpływ na awaryjność zespołu korbowego podczas pracysilnika.Korozyjne zu ycie korbowodu występuje przy du ym przedmuchu spalin przez pierścieniowe uszczelnienie tłoka orazprzy przedostaniu się wody chłodzącej do układu smarowania silnika.Wymuszenia awaryjnych uszkodzeń korbowodów są ro ne, na przykład:eksplozja w cylindrze,uderzenie wodne w wyniku przedostania się wody do cylindra,urwanie się zaworu,wypadnięcie gniazda zaworowego,zatarcie tłoka,złamanieśrubkorbowodowych.Typowe uszkodzenia awaryjne korbowodu występują w postaci:zgięcia lub skręcenia,pęknięcia łba, trzonu lub stopy korbowodu,zatarcia ło yska łba korbowodu,obrócenia się tulei łba korbowodu,obrócenia się panwi w stopie korbowodu,pęknięcia, odkręceniaśrubkorbowodowych.------------Pęk nicie korbowodu mo e równie wystąpić w miejscach koncentracji naprę eń wywołanych niejednorodnościąstruktury materiału wskutek niedostatecznego przekucia materiału (np. zakucie fałdy) lub w obszarze wtrąceńniemetalicznych. Charakter takiego pęknięcia jest zazwyczaj zmęczeniowy.Uszkodzeniaśrubkorbowodowych mogą polegać na:•uszkodzeniu gwintu (śruby lub nakrętki), odkształceniu,•pęknięciu,•uszkodzeniu zabezpieczenia i odkręcaniu sięśrubylub nakrętki.Powstające w ło ysku korbowodowym nadmierne luzy, czy to wskutek naturalnego zu ywania się panwi i czopa, czytez wskutek rozluźnienia połączenia pokrywy stopy z korbowodem, powodują znaczne obcią enieśrubo charakterzezmęczeniowym. Nale y zdać sobie sprawę, ze w silniku 4-suwowym o prędkości obrotowej 1500 obr/min (np. SW400)ju po I11 godzinach pracyśrubykorbowodowe osiągają 10 milionów zmian naprę eń.Weryfikacja korbowodówPodobnie jak w wypadku trzonów tłokowych, weryfikacja korbowodów obejmuje: oględziny zewnętrzne, defektoskopie(badania nieniszczące) oraz pomiary mikrometryczne.Oględziny zewnętrzne umo liwiają wykrycie uszkodzeń części korbowodu w postaci rys, wykruszeń, zadziorów,miejscowego zu ycia trybologicznego itp. Dokładną lokalizację pęknięć trzonów korbowodów, pokryw ło ysk iśrubkorbowodowych umo liwia zastosowanie defektoskopii elektromagnetycznej lub metod penetracyjnych (do pęknięćpowierzchniowych).Podczas weryfikacji trzonu korbowodu silnika wodzikowego sprawdza się prostopadłość powierzchni F i A względemosi trzonu (dopuszczalna odchyłka prostopadłości wynosi 0,05 mm na 1 m długości trzonu) prostopadłość powierzchni D iF oraz powierzchni B i A (dopuszczalna odchyłka, wynosi 0,05 mm na 100 mm długości), równoległość powierzchni F i Eoraz powierzchni A i B (dopuszczalna odchyłka równoległości wynosi 0,05 mm na 100 mm długości).Bicie osiowe i promieniowe trzonu korbowodu sprawdza się czujnikiem po zamocowaniu go w uchwytach tokarki.Stwierdzenie skrzywienia trzonu korbowodu o strzałce nie przekraczającej 3 mm. kwalifikuje trzon do prostowania zzastosowaniem miejscowego nagrzewania. Powierzchnie czołowe trzonu korbowodu kwalifikuje się do przetoczenia wrazie przekroczenia dopuszczalnej odchyłki prostopadłości wzglądem osi trzonu. Bicie osiowe powierzchni czołowychtrzonu określa prostopadłość jego powierzchni czołowej do jego osi.Równoległość osi otworu łba korbowodu względem płaszczyzny czołowej stopy (trzon korbowodu odkuty wraz złbem) sprawdza się na płycie mierniczej za pomocą wału kontrolnegoRys. Sprawdzanie równoległości osi otworu łba korbowoduwzględem płaszczyzny stopyt - czujnik; 1 - wał kontrolny; 3 - trzon korbowodu; 4 - płytamiernicza; l - odległość miejsc pomiaruOdchyłka równoległości w tym wypadku nie powinna przekraczać 0,02 mm na 100 mm odległości l.Wymaganą równoległość płaszczyzny czołowej stopy względem osi otworu łba korbowodu uzyskuje się najczęściejprzez skrobanie tej płaszczyzny z kontrolą przylegania do płyty, a następnie dopasowaniem do niej dolnej pokrywy stopyrównie za pomocą skrobania z kontrolą "na tusz" lub za pomocą szlifowania.Równoległość płaszczyzny przylegania górnej części stopy oraz tworzącej jej otworu względem płaszczyzny podziałustopy.Rys. Sprawdzanie równoległości płaszczyzny przyleganiagórnej części stopy korbowodu względem tworzącejotworu stopy1 -czujnik; 1 -górna część stopy korbowodu; 3 -płytamiernicza; a, a1, b, b1- wskazania czujnika;l, l’ - odległość miejsc pomiarówDopuszczalna odchyłka równoległości wynosi 0,2 mm/m.Równoległość osi otworów łba i stopy korbowodu z dzieloną ukośnie stopą sprawdza się za pomocą czujnika w dwóchmiejscach pomiaru odległych od siebie o długość l .Rys. Sprawdzanie równoległości i odległości osi otworów korbowodu1,2 – wały kontrolne; 3 -korbowód [ Pobierz całość w formacie PDF ]