§ 68. Способы центровки линии валопровода

Применение того или иного способа центровки валопровода определяется размерами строящегося судна, а также способом его постройки и технологической подготовленностью завода.

Центровка по изломам и смещениям. Монтаж линии валопровода начинают с заводки гребного вала во втулки кронштейна и дейдвудной трубы. Обычно гребной вал заводят снаружи (с кормы судна) на особых регулируемых тележках, передвигающихся по рельсам наклонной эстакады. В некоторых случаях к корпусу, в плоскости валопровода, подвешивают монорельс и перемещают по нему гребной вал, уложенный на специальных бугелях. С помощью тележек или бугелей гребной вал подводят к отверстию втулки кронштейна (или дейдвудной трубы — на одновинтовых судах) и затягивают в отверстие лебедкой, установленной внутри судна.

Когда гребной вал изготовлен с фланцем на носовом конце, его заводят в дейдвудную трубу со стороны машинного отделения, перемещая вал на тележках по рельсам, уложенным внутри судна. Такой способ считается более трудоемким, чем заводка с кормы судна.

При заводке гребного вала проверяют зазоры Между расточкой антифрикционного материала во втулках и облицовкой гребного вала, а также выдерживают определенный зазор, определяемый по чертежу, между торцами гребного винта и кронштейна.

Промежуточные и упорный валы грузят внутрь судна с помощью крана и укладывают на штатные подшипники, предварительно установленные на отжимных болтах (рис. 176). Если промежуточный вал имеет только один подшипник, для возможности его центровки устанавливают на отжимных болтах специальные монтажные подшипники, которые убирают после соединения валов. Монтажный подшипник в отличие от штатного имеет только нижнюю опорную часть.

Рис. 176. Установка опорного подшипника на отжимные болты. 1, 2 — отжимные болты; 3 — монтажная скоба; 4 — кронштейн; 5 — клин.

Центровку валов, уложенных на штатные и монтажные подшипники, выполняют последовательно, начиная от упорного вала, фланец которого центруется с фланцем главного вала двигателя. Таким образом каждый отцентрованный вал становится базовым для центровки следующего вала. Изломы и смещения осей валов устраняют путем перемещения подшипников с помощью отжимных болтов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для измерения изломов и смещений используют линейку и щуп или стрелы (см. рис. 168). Центровка валов считается удовлетворительной, когда излом и смещение их осей не превышают допустимых значений.

Чтобы исключить влияние тепловых деформаций корпуса судна, центровку линии валопровода таким способом рекомендуется производить ночью.

После центровки опорные подшипники закрепляют на фундаменте болтами, используя в качестве установочных прокладок между опорными поверхностями лап подшипников и фундамента стальные клинья или регулируемые сферические и клиновые прокладки (см. рис. 169). Определение размеров прокладок и способ крепления на них подшипников аналогичны рассмотренному ранее способу крепления главных двигателей.

Способ центровки валопровода по изломам и смещениям прост в исполнении, но весьма условен, так как принятые допускаемые значения изломов и смещений не учитывают конструкцию валопровода, расстояния между опорами, его вес и условия эксплуатации. Между тем из опыта эксплуатации судов известно, что даже при незначительных расцентровках линии валопровода нагрузки на его опорные подшипники бывают различны. Это приводит к появлению дополнительных нагрузок на подшипники, дополнительных напряжений в валах и к усиленному нагреву подшипников. Во избежание этого применяют в процессе монтажа валопровода способ центровки по расчетным нагрузкам на подшипники, разработанный советскими специалистами [3, 14].

Центровка по расчетным нагрузкам на подшипники и по расчетным значениям изломов и смещений. Сущность этого способа заключается в следующем. Сначала выполняют расчет нагрузок на подшипники, учитывая вес промежуточного валопровода со всеми деталями соединения валов на длине между серединами концевых пролетов у гребного вала и двигателя и число опорных подшипников на этой длине. Зная нагрузку на каждый подшипник, подсчитывают для них допускаемые дополнительные нагрузки от монтажных расцентровок. В итоге расчета составляют таблицу допустимых дополнительных нагрузок на подшипники валопровода.

Все промежуточные валы собирают между собой и соединяют с гребным валом и валом двигателя без центровки. После этого с помощью динамометров, ввернутых в отверстия лап подшипников (рис. 177) и являющихся как бы отжимными болтами, перемещают подшипники до тех пор, пока нагрузка на них не будет соответствовать расчетным нагрузкам. На каждом подшипнике устанавливают обычно два динамометра, по диагонали друг к другу, поэтому нагрузка на каждый подшипник должна соответствовать половине расчетной нагрузки за вычетом веса самого подшипника. При центровке добиваются, чтобы оба динамометра на каждом подшипнике несли одинаковую нагрузку. Сумма их показаний не должна отличаться от расчетной величины более чем на 5%. Когда такое положение будет достигнуто, замеряют и подгоняют прокладки, еще раз проверяют показания динамометров и закрепляют подшипники на фундаменте.

Рис. 177. Динамометр для определения нагрузок на подшипники (а) и схема установки опорного подшипника на динамометрах (б).

1 — пружина; 2 — план подшипника; 3 — ключ-гайка; 4 — шток динамометра; 5 — хвостовая часть корпуса; 6 — индикатор.

По окончании центровки валопровод сдают ОТК; при этом проверяется крепление подшипников на фундаменте, соответствие изломов и смещений осей валов допускаемым значениям и качество прилегания вкладышей подшипников к шейкам валов. Последний вид проверки производят вторично на судне. Первую проверку выполняют перед погрузкой валов на судно, после пригонки вкладышей по фальшвалу в цехе. Диаметр фальшвала в этом случае выбирается больше диаметра шейки вала на величину масляного зазора.

Центровка валопровода, монтируемого на подшипниках качения. В последнее время на многих судах, особенно быстроходных, вместо подшипников скольжения стали применять подшипники качения (роликовые), которые выдерживают более значительные нагрузки.

Центровку валопровода в этом случае производят оптическим методом, центруя по оси валопровода не валы, а подшипники. Независимо от способа определения допусков при центровке валопровода во фланцевом соединении вала с двигателем или редуктором допуски на расцентровку не должны превышать 0,1 мм по смещению и 0,15 мм/м по излому осей валов в условиях постройки судна.

Особенности центровки коротких валопроводов. В отличие от валопроводов большой длины (l>30 d) провисание концов валов от собственного веса у коротких валопроводов будет незначительным. Поэтому качество их центровки в основном будет зависеть от несоосности концевых валов: гребного и вала главного двигателя. В связи с этим допуски на расцентровку определяют при собранных промежуточных валах только для указанных концевых соединений. Сборку соединений промежуточных валов в этом случае производят до установки подшипников, чтобы они не могли препятствовать свободному изгибу валопровода. Центровку короткого валопровода производят по расчетным значениям расцентровок: вначале предварительно центруют валы и главный двигатель, затем закрепляют главный двигатель на фундаменте и после этого окончательно центруют промежуточные валы между установленным главным двигателем и гребным валом.

Для центровки устанавливают на отжимные болты оба подшипника, на которые укладывается валопровод. В начале устраняют смещение осей в соединениях вала главного двигателя (редуктора) и гребного вала с промежуточными валами. Допускается смещение не более 0,1 мм. Затем измеряют излом осей на концевых соединениях промежуточных валов. При соответствии изломов их допустимым значениям фланцевые соединения валов собирают на болтах и к валам подводят подшипники. Силу прижатия подшипников к шейкам валов контролируют или с помощью тяговых динамометров, или индикаторами по величине деформации (прогиба) вала.