Способ контроля технического состояния жестких коленчатых валов в подшипниках судовых дизелей

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способам контроля технического состояния коленчатых валов в подшипниках судовых дизелей, преимущественно небольшой и средней мощности. При контроле состояния жестких коленчатых валов в подшипниках дизелей проверяемый кривошип устанавливают в верхнюю мертвую точку, фиксируют в данном положении, подают в надпоршневое пространство цилиндра дизеля воздух под давлением 3± 0,5 МПа , сравнивают расхождение щек проверяемого и эталонного кривошипов при одинаковом давлении воздуха и определяют отклонение упругой деформации проверяемого кривошипа от эталонного значения. Изобретение позволяет осуществлять контроль технического состояния коленчатого вала без разборки подшипниковых узлов фундаментной рамы, сократить трудоемкость и время контроля, повысить надежность измерений. Устройство для осуществления способа состоит из датчика 1, измеряющего давление воздуха в цилиндре дизеля, датчика 2, измеряющего расхождение щек кривошипа, промежуточного усилителя 3 и регистрирующего прибора 4. 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, а именно к способам и устройствам для контроля технического состояния коленчатых валов в подшипниках судовых дизелей, преимущественно небольшой и средней мощности.

Известен способ контроля состояния коленчатых валов в подшипниках дизелей по раскепам, заключающийся в измерении разности расстояний между щеками кривошипа в двух диаметрально противоположных положениях кривошипа в вертикальной и горизонтальной плоскостях [1 и 2].

Однако непригодность этого метода для контроля состояния жестких коленчатых валов в коренных подшипниках является наиболее существенным его недостатком, так как не удается получить объективную информацию о фактических нарушениях качества прилегания коренных шеек к нижним вкладышам подшипников, что имеет место в практике эксплуатации дизелей небольшой и средней мощности и приводит к значительным дополнительным деформациям валов по нагрузкой во время работы дизеля.

Наиболее близким аналогом является способ контроля состояния коленчатых валов в подшипниках судовых дизелей [3], основанный на измерении индикаторным прибором расхождения щек проверяемого кривошипа в результате плотного поджатия его коренных шеек к нижним вкладышам подшипников. Поджатие шеек коленчатого вала вертикально вниз к коренным подшипникам осуществляют при помощи штатных крышек подшипников, передающих усилие на шейки вала через мягкий прокладочный материал. Иногда применяют специальные крышки или упругий роликовый домкрат, состоящий из упорной рамы и двух пар подпружиненных роликов, непосредственно передающих тарированное усилие на шейки проверяемого кривошипа. К недостаткам этого способа следует отнести необходимость разборки и последующей обкатки подшипниковых узлов фундаментой рамы дизеля, большую трудоемкость, нагружение коренной, а не шатунной шейки проверяемого кривошипа, что приводит к искажению истинной картины его деформированного состояния.

Изобретение ставит задачу обеспечения возможности контроля технического состояния жестких коленчатых валов без разборки подшипниковых узлов фундаментной рамы дизеля, сокращения трудоемкости и повышения надежности измерений.

Это достигается тем, что проверяемый кривошип устанавливают в верхнюю мертвую точку (ВМТ), фиксируют в данном положении, подают в надпоршневое пространство цилиндра дизеля воздух по давлением 2,5-3,5 МПа, сравнивают расхождения щек проверяемого и эталонного кривошипов при одинаковом давлении воздуха и определяют отклонение упругой деформации кривошипа от эталонного значения, полученного при испытании базового дизеля.

Давление 2,5 МПа и более обеспечивает нагрузку, достаточную для плотного прилегания коренных шеек вала к нижним вкладышам подшипников при наблюдаемых в практике эксплуатации судовых дизелей значениях несоосности и износа коренных подшипников (износ более 0,2 мм, несоосность в пределах ±0,1 мм). Верхний предел давления 3,5 МПа выбран прежде всего исходя из ограничения максимального давления воздуха, допускаемого в пусковой магистрали судовых дизелей, а также из-за существенной погрешности измерений (более 10% ), возникающей при увеличении диапазона давления воздуха свыше 1,0 МПа.

Способ основан на сравнении под нагрузкой деформаций проверяемого кривошипа и кривошипа базового дизеля, коренные шейки которого соосны подшипникам и плотно прилегают к ним.

Сравнение указанных деформаций может быть осуществлено электроизмерительным устройством, структурная схема которого показана на чертеже.

Устройство состоит из датчика 1, измеряющего давление воздуха в цилиндре дизеля, датчика 2, измеряемого расхождение щек кривошипа, промежуточного усилителя 3 и регистрирующего прибора 4.

Устройство работает следующим образом.

Поршень первого цилиндра устанавливают на также сжатия в ВМТ. Коленчатый вал фиксируют в данном положении. Датчики электрически включают по мостовой схеме сравнения их выходных сигналов. Чувствительность датчиков устанавливают в соответствии с результатами, полученными при испытаниях базового дизеля. В процессе этих испытаний подбирают чувствительность датчиков, при которой нагружение исследуемого кривошипа тарированным усилием не приводит к нарушению равновесного состояния измерительного моста. Датчик 1 устанавливают на индикаторный кран крышки цилиндров дизеля. Между щеками проверяемого кривошипа в точках, расположенных по оси щек на расстоянии от оси коренных шеек, равном их радиусу, устанавливают датчик 2. В надпоршневое пространство цилиндра дизеля подают под давлением 3+5 МПа воздух из пусковой магистрали или специального ресивера.

При нарушении качества прилегания коренных шеек проверяемого кривошипа к нижним вкладышам подшипников сигнал датчика 2 превысит по значению сигнал датчика 1, что приводит к нарушению равновесного состояния измерительного моста и формированию на его выходной диагонали электрического сигнала, пропорционального дополнительной упругой деформации кривошипа. Этот сигнал усиливается усилителем 3 и регистрируется прибором 4.

Последовательно устанавливая в верхнюю мертвую точку остальные кривошипы коленчатого вала дизеля, производят аналогичную проверку их деформированного состояния под нагрузкой. Основываясь на полученных результатах, оценивают состояние коленчатых валов в коренных подшипниках.

Применение предлагаемого способа проверки состояния жестких коленчатых валов в подшипниках судовых дизелей позволяет производить контроль технического состояния коленчатого вала без разборки подшипниковых узлов фундаментной рамы дизеля, значительно сокращает трудоемкость и время контроля.

Испытание устройства в стендовых условиях на судовом дизеле 6ЧНСП18/22 показало надежность его действия.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕСТКИХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ В ПОДШИПНИКАХ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ, основанный на измерении расхождений щек кривошипов при плотном поджатии их коренных шеек к нижним вкладышам подшипников, отличающийся тем, что проверяемый кривошип устанавливают в верхнюю мертвую точку, фиксируют в данном положении, подают в надпоршневое пространство цилиндра дизеля воздух под давлением (3 ± 0,5) МПа, сравнивают расхождение щек проверяемого и эталонного кривошипов при одинаковом давлении воздуха и определяют отклонение упругой деформации кривошипа от эталонного значения.

РИСУНКИ

Рисунок 1