Классификация судостроительных и судоремонтных предприятий

ЛЕКЦИЯ № 2 КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ И СУДОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 1. Судостроительные предприятия Строительство судов различного назначения осуществляют судостроительные предприятия, которые различаются по составу цехов, оборудованию и организации постройки судов. В зависимости от организации постройки судов различают судосборочные верфи, судостроительные верфи, судостроительные заводы и сдаточные базы. Судосборочная верфь - это предприятие, выполняющее только сборку судов, а также монтаж механизмов и оборудования и проводящее испытание и сдачу судов. Узлы, секции и блоки корпуса, а также готовые механизмы и оборудование поступают с других предприятий по межзаводскому кооперированию. Судосборочная верфь не имеет заготовительных, механических, корпуснообрабатывающего и сборочно-сварочного цехов. Территория верфи занята в значительной степени складами для хранения деталей и конструкций корпуса. Судостроительная верфь - это предприятие, которое выполняет обработку деталей, предварительную и стапельную сборку корпуса судов, монтаж механизмов и оборудования, получаемых со специализированных предприятий, испытания и сдачу судов. Верфь имеет монтажные, корпуснообрабатывающие и сборочно-сварочные цехи. Судостроительный завод - это наиболее крупное предприятие судостроения. Такой завод имеет, кроме монтажных и корпусных цехов, другие цехи, которые занимаются изготовлением механизмов, котлов и судового оборудования. Однако значительная часть судового оборудования, механизмов и специальных устройств поступает на завод по межзаводскому кооперированию. Судосборочная верфь — предприятие, на котором выполняют только сборку корпусов судов, монтаж механизмов, оборудования и производят испытания и сдачу судов заказчику. В настоящее время судосборочные верфи явление редкое. Предприятия морского, судостроения делят на пять классов в зависимости от водоизмещения строящихся судов: I класс - более 7000 т. Они оборудованы доками или продольными наклонными стапелями. В доках применяется крановое оборудование грузоподъемностью 5 МН (500 тс) и более, на стапелях в большинстве случаев до 0,8 МН (80 тс); II класс - от 3500 до 7000 т. Построечными местами на таких предприятиях являются горизонтальные площадки, оборудованные кранами грузоподъемностью от 0,3 до 2 МН (30-200 тс). Для спуска судов используют наливные док-камеры, поперечные слипы, передаточные плавучие доки. Некоторые предприятия оборудованы продольными наклонными стапелями; III класс - от 1000 до 3500 т. Постройка ведется на горизонтальных построечных местах с помощью кранов грузоподъемностью 0,3-0,8 МН (30-80 тс). Для спуска судов служат поперечные слипы или наливные док-камеры; IV класс - от 250 до 1000 т. Горизонтальные построечные места, оборудованы кранами грузоподъемностью от 0,1 до 0,3 МН (10-30 тс). Спуск судов производят с помощью поперечных или продольных слипов; V класс - не более 250 т. Постройка ведется на горизонтальных построечных местах кранами грузоподъемностью до 0,15 МН (15 тс). Суда спускают с поперечного слипа или с помощью кранов. Состав цехов судостроительного предприятия определяется профилем предприятия и объемом производства, а также зависит от типа и размеров строящихся судов. Разбивка цехов на группы носит условный характер. К основным цехам верфи, выполняющим постройку корпуса судна и монтаж оборудования, относятся: - корпусообрабатывающий цех со складом металла и участком предварительной обработки листового и профильного проката, изготовляющий детали корпуса. В состав корпусообрабатывающего цеха входят также склады готовых деталей; - сборочно-сварочный цех, выполняющий сборку и сварку корпусных конструкций - узлов, секций, блоков. При блочном методе постройки судов цех сборки и сварки блоков корпуса может быть выделен отдельным подразделением в группе сборочно-сварочных цехов; - стапельный цех с построечными местами и спусковыми сооружениями, осуществляющий формирование корпуса и спуск судна на воду; - механомонтажный цех, производящий монтаж в блоках, на стапеле и на плаву главных и вспомогательных механизмов, теплообменных аппаратов, судовых котлов, валопроводов; - трубомедницкий цех, выполняющий работы по изготовлению и монтажу трубопроводов и судовых систем; - слесарно-сборочный цех, изготовляющий и монтирующий вентиляцию, дельные вещи, устройства и слесарно-корпусные изделия; - деревообрабатывающий цех с лесопилкой, сушилкой и складом пиломатериалов, изготовляющий и устанавливающий на судне настилы палуб, детали, мебель и другие деревянные изделия; - малярно-изоляционный цех, выполняющий на судне изоляционные и окрасочные работы; - такелажно-парусный цех, изготовляющий такелаж, тенты, чехлы; - цех покрытий, производящий гальваническое покрытие различных изделий и труб (цинкование, хромирование, никелирование) ; - достроечно-сдаточный цех, выполняющий работы по достройке судов на плаву, испытания и сдачу судов. Группа механических цехов судостроительного завода включает: литейный цех с модельной мастерской, делающий отливки из чугуна, стали, цветных металлов; механический, котельный, арматурный, кузнечный. В этих цехах изготавливают штевни, клюзы, кнехты, арматуру, а также детали, требующие механической обработки. Вспомогательные цехи – инструментальный, ремонтно-механический, электроремонтный, ремонтно-строительный - обеспечивают предприятие инструментом, производят ремонт оборудования и сооружений самого предприятия. Кроме того, на каждом судостроительном предприятии имеются: складское хозяйство – склады металла, леса, топлива, смазочных материалов; цеховые склады материалов (проката, труб и пр.); склады готовой продукции; главный магазин для хранения изделий, поступающих от других предприятий и приобретенных в государственной торговой сети; транспортное хозяйство, включающее транспортный цех с гаражом автомашин, тягачей, электрокаров, рельсового транспорта и капитанскую часть - буксиры, катера, баржи, плавучие краны и другие плавсредства; энергетическое хозяйство - тепловая энергетическая установка (ТЭУ) или котельная с сетями пара и горячей воды; трансформаторные подстанции с линиями электропередач, компрессорная с пневмосетями, кислородная и ацетиленовая станция с газопроводами. Каждое судостроительное (судоремонтное) предприятие имеет: административное здание (заводоуправление), поликлинику или центральный медпункт, столовые, помещения общественных организаций, пожарное депо и т. п. Все производственные участки, отделы заводоуправления, санитарные, противопожарные службы и другие объекты связаны между собой телефонной связью. 2. Судоремонтные предприятия Предприятия, проводящие ремонт судов и их оборудования, называют судоремонтными предприятиями. Они выполняют ремонтные работы, обеспечивающие нормальное техническое состояние судов в период эксплуатации. В зависимости от категории ремонта и типа судов, а также от устройства и оборудования цехов судоремонтные предприятия делятся на судоремонтные заводы, судоремонтные мастерские и ремонтно-эксплуатационные базы. Особое место занимают суда-мастерские. Каждое судоремонтное предприятие представляет собой комплекс промышленных сооружении и оборудования. Оно должно иметь необходимую территорию, акваторию водного района основные и вспомогательные цехи, судоподъемные сооружения, энергетическое, складское и транспортное хозяйство и др. На территории предприятия располагаются все промышленные сооружения. Территория должна иметь достаточную причальную линию для расстановки судов и размещения производственных, заготовительных и вспомогательных цехов. К группе производственных цехов относятся: механический, слесарно-монтажный, корпусно-котельный, деревообрабатывающий, электроремонтный, трубомедницкий, судоподъемный, малярно-такелажный. В группу заготовительных цехов входят литейный, кузнечный и лесопильный. К группе вспомогательных цехов относятся инструментальный и ремонтный. Производственные цехи выполняют работы непосредственно по ремонту флота, обрабатывают заготовки и полуфабрикаты, которые поступают из заготовительных цехов. Детали механизмов и при необходимости новые изделия изготовляют в механическом цехе. Слесарные работы по пригонке, сборке, регулировке н опрессовке деталей, узлов или механизмов производят в слесарно-монтажном цехе. Работы по ремонту корпусов судов и паровых котлов выполняет корпусно-котельный цех. Ремонт и изготовление деревянных частей корпуса и надстройки, мебели и оборудования производит деревообрабатывающий цех. Ремонт судового электро и радиооборудования выполняют в электроремонтном цехе. В трубомедницком цехе ремонтируют судовые трубопроводы и подшипники. Подъем судов для ремонта на слип, в доки или па берег обеспечивает судоподъемный цех. Из заготовительных цехов литейный обеспечивает изготовление литья, кузнечный - изготовление поковок, а лесопильный цех производит распиловку круглого леса и его сушку, Вспомогательные цехи обеспечивают нормальную производственную деятельность основных и заготовительных цехов. Эллинг - это береговое сооружение, состоящее из наклонной береговой площадки, рельсовых путей на ней, частично уходящих в воду, и тележек, передвигающихся по рельсам. После подъема на эллинг судно не может быть перемещено вдоль береговой полосы. В отличие от эллинга, слип позволяет не только поднимать судно из воды, но и перемещать его вдоль берега по уложенным для этого рельсовым путям. Слип используют для одновременного подъема и ремонта нескольких судов. По наклонным рельсовым путям электролебедки поднимают суда, переводят их на самоходные тележки и перемещают вдоль берега. Плавучий док - это сооружение, позволяющее производить вертикальный подъем и опускание судов. Плавучесть и подъемная сила дока достигаются с помощью балластных и сухих отсеков. Для подъема судна балластные отсеки заполняют водой и док затопляют. Судно вводят внутрь дока и устанавливают над затопленными понтонами. Насосами откачивают воду из отсеков понтонов, док всплывает, а поднимаемое судно садится на кильблоки дока и вместе с ним всплывает. Сухой док - береговое сооружение, представляющее собой котлован прямоугольной формы, отделяемый от акватории водонепроницаемыми воротами. Через кингстоны вода заполняет док. Открывают ворота в док, вводят судно, ворота закрывают. Воду из дока откачивают, и судно садится на заранее подготовленные кильблоки и клетки. Наиболее крупные предприятия — судоремонтные заводы. Они имеют полный комплекс оборудования основных и вспомогательных Цехов, механизированные, устройства для подъема судов на берег и демонтажа их на плаву у причала завода и выполняют работы по большому ремонту судов. Судоремонтные мастерские не имеют механизированных устройств для подъема судов нас берег и располагают достаточно развитыми цехами лишь одной из трех основных групп (корпусной, деревообделочной или механической), входящих в общий комплекс судоремонтного предприятия. Поэтому судоремонтные мастерские используются преимущественно для малого ремонта грузовых судов. Ремонтно-эксплуатационные базы флота представляют собой хозрасчетные транспортно-промышленные предприятия, специализирующиеся по видам ремонта судов. Быстрый рост морского, промыслового и речного транспорта вызывает необходимость в применении подвижных судоремонтных баз — судов-мастерских. Мастерские общего назначения используют для ремонта корпуса и механизмов крупных, средних и мелких судов, а также судов специального назначения. Специализированные плавучие мастерские служат для ремонта отдельных видов оборудования: главных двигателей, специальных устройств, средств связи и радиолокации. Плавучие: мастерские представляют собой несамоходные или тихоходные суда (скоростью 7-9 уз), имеющие собственную электростанцию для работы оборудования, все необходимые производственные цехи и технологическое оборудование, а также жилые, служебные и складские помещения. ЛЕКЦИЯ №3 Современные методы постройки судов Секционный и блочный методы. Качественные изменения в технологии судостроения произошли с широким распространением сварки, когда суда стали полностью сварными. В технологию постройки судов были внедрены секционный и блочный методы, для которых характерно резкое сокращение сроков строительства судов, перенесение большого объема монтажных работ в цеховые условия, внедрение механизированных приемов труда и возможность развертывания работ широким фронтом. В основном применяют два новых метода постройки судов: секционный и блочный. Секционный метод характеризуется тем, что корпус судна разбивают на отдельные секции днища, бортов, палуб, переборок, надстроек, изготовляемые в цехе на участках сборки и сварки с применением универсальной оснастки. Одновременно в секциях производят установку фундаментов, крепление частей судовых систем, устройств, монтаж некоторых вспомогательных механизмов и т. д. Перед направлением на стапельную сборку готовые секции очищают и грунтуют. Затем секции поступают на склад или непосредственно на стапель, где производят их стыковку, сборку и сварку, т. е. формирование корпуса в целом. Здесь же продолжаются работы по монтажу механизмов, устройств, систем и оборудования, а также окраска и отделка помещений. Монтаж и испытания судна заканчивают после его спуска на воду. С целью уменьшения общих сварочных деформаций, создания условий для широкого фронта работ по сборке судна и уменьшения сроков постройки при секционном методе применяют два способа формирования корпуса на стапеле: пирамидальный и островной. Пирамидальный способ в основном применяют при постройке средних судов. На стапеле сначала устанавливают и закрепляют несколько днищевых секций средней части корпуса судна или района машинно-котельных отделений. К ним приваривают секции бортов, настилов палуб, переборок и смежные секции днища. Группа установленных секций образует подобие ступенчатой пирамиды. После этого устанавливают и приваривают секции следующей очереди (пирамиды) и т. д. Пирамидальный способ позволяет формировать рост корпуса по высоте, но несколько медленнее идет его формирование по длине. Это обусловливает недостатки способа: весьма ограниченный фронт работ в начале постройки судна; невозможность выполнять сборочно-сварочные работы одновременно более чем в двух районах, что удлиняет цикл постройки судна. При необходимости максимально ускорить постройку больших судов за счет расширения фронта корпусных и монтажных работ по длине корпуса судна применяют островной способ. При этом способе днищевые секции устанавливают одновременно в двух-трех местах по длине корпуса, например в районе мидель-шпангоута, в носовой и кормовой частях корпуса. В каждом острове последовательность установки секций такая же, как при пирамидальном способе. Если сборку и сварку островов производят одновременно без последующей их передвижки, то между островами устанавливают забойные секции. При разновременном формировании островов забойные секции не нужны. Блочный метод состоит в следующем. Судно разбивают на крупные объемные части, ограниченные днищем, бортами, поперечными переборками и палубой. Эти объемные части, образующие отсеки или помещения, называют блоками. Блок-секции собирают в цехе на специальных сборочных площадках из предварительно собранных секций. Блоки подвергают испытаниям на водонепроницаемость, очищают, грунтуют и насыщают различными механизмами, аппаратами, системами, оборудованием, изоляцией корпуса и т. д. После этого блоки транспортируют на стапельные места, где их стыкуют и сваривают по монтажным кольцевым стыкам. На стапеле производят монтаж забойных участков различных конструкций, электромонтажные работы и монтаж механизмов и оборудования, располагаемых в районе, монтажных стыков. Блочный метод используют при серийной постройке малых и средних судов, а также при постройке крупных судов на горизонтальных построечных местах. Поточные методы постройки судов. Требования повышения производительности труда и сокращения сроков строительства судов обусловливают необходимость улучшения организации производства в судостроении и развития его технологии. Основой для улучшения организации всех видов работ судостроительной верфи, в том числе и судомонтажных, при серийной постройке судов является применение поточных методов производства со специализацией рабочих участков и бригад. Если применяется секционно-блочная постройка, то поточность достигают перемещением судна по позициям на специальных тележках. На каждой позиции специализированные бригады выполняют строго определенный объем работ, после окончания которых судно или блок передвигают на следующую позицию. С последний позиции блок передвигается на стапельное место или на склад хранения, а. судно с его последней позиции спускают на воду. Такой метод называют поточно-позиционным. Он широко применяется при серийной постройке мелких и средних судов. Если производится серийная постройка крупных - и средних судов, что обусловлено наличием стапельных мест на заводе, которые перемещать по позициям невозможно, применяют поточно-бригадный метод постройки. Он состоит в том, что специализированные рабочие бригады после выполнения закрепленного за ними определенного объема работ переходят с одного судна на другое. Однако этот способ не позволяет четко разграничить окончание работы одной бригады и начало работы другой, а также обеспечить бригаде постоянные рабочие места; это является недостатками данного способа. Рис. 1. Схема формирования корпуса: пирамидальным (а) и островным (б) способом I, II, III, IV, - пирамиды; VI - носовой остров; VII - кормовой остров; VIII - забойные секции Рис. 1.2. Схема формирования корпуса блочным ЛЕКЦИЯ №4 способом I, II, III, IV -блоки ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 1. Разработка технологической документации для планирования и подготовки производства Судомонтажные, как и все другие судовые работы, проходят технологическую подготовку. Задача технологической подготовки производства сводится к своевременной и полной разработке технологической документации, а также к проектированию и изготовлению технологической оснастки. Разработка технологической документации для строительства новых судов производится в два этапа: в ЦКБ (Центральное конструкторское бюро) с участием технологов судостроительного завода на стадии разработки технического проекта судна и на заводе по мере выпуска рабочих чертежей. На стадии технического проектирования разрабатывают основные положения по технологии постройки судна, которые определяют: метод постройки корпуса и разбивку его на секции и блоки; разбивку на технологические этапы и комплекты; составление ведомости кооперированных поставок и вновь проектируемых механизмов и оборудования; перечень механизмов, поставляемых в агрегатированном виде; проектные нормы расхода материалов и полуфабрикатов; схемы или способы погрузки и выгрузки (при ремонте) механизмов и др. В период выпуска рабочих чертежей технологи завода, исходя из производственных возможностей и специализации цехов, распределяют работы между ними, устанавливая в производственных нарядах на работу или других документах перечень и последовательность операций, их трудоемкость. Определяют также удельное значение (долю участия) каждого цеха в общем объеме работ по судну. Для управления, планирования и организации производства отдел главного технолога завода разрабатывает ряд графиков, основные из которых — технологический, генеральный и график подготовки производства. Технологический график — основной документ, определяющий все этапы строительства судна. Он содержит общие указания по строительству судна, схему разбивки корпуса на секции, рабочую схему формирования корпуса, таблицу удельных значений и распределения трудоемкости между цехами, перечень работ по этапам постройки, таблицу участия в постройке рабочих по цехам и специальностям, ведомость контрагентских поставок комплектующего оборудования, таблицу платежных этапов. Генеральный график постройки составляют для головного судна, когда его строительство связано с большой организационно-технической подготовкой. В нем укрупненно определяют все основные этапы, мероприятия и сроки подготовки и постройки судна. Назначают сроки конструкторской, технологической и организационно-технической подготовки производства, а также сроки обеспечения материалами и комплектующим оборудованием. Генеральный график определяет сроки закладки судна, спуска на воду, испытания и сдачи его заказчику. График подготовки производства разрабатывается тогда, когда судостроительному заводу поручено строительство новой серии судов. В графике перечисляют следующие этапы подготовки производства: - конструкторский — определение сроков поставки технической документации и рабочих чертежей; - технологический — разработка технологической документации, освоение новых видов оснастки, приспособлений, инструмента; - опытные работы - отработка отдельных головных образцов оборудования, механизмов, арматуры; - макетирование — изготовление в натурном виде или масштабе отсеков, наиболее насыщенных механизмами и трубопроводами; - материально-техническая подготовка — установление номенклатуры, сроков поставок материалов и оборудования; - организационно-технический — создание новых участков производства, подготовка стапелей и мест стоянки судна на плаву; - строительство и ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей, новых зданий и сооружений, нового кранового оборудования и транспортных средств, технологического оборудования для новых производственных участков и др. 2. Основные виды технологической планово-учетной документации, применяемой в судостроении и судоремонте В ходе планово-технологической подготовки на основании нормативных документов или инструкций разрабатываются типовые технологические процессы для таких видов работ, как изготовление труб для различных систем, монтаж арматуры и приводов к ней, монтаж систем и трубопроводов, вспомогательных механизмов и др. Работа каждого предприятия характеризуется производственным процессом, охватывающим как методы изготовления и обработки, сборки и монтажа механизмов, так и методы контроля качества, транспортировку материалов и изделий, хранение продукции, операции по кооперированным поставкам и т. д. Частью производственного процесса, непосредственно связанной с изменением свойств материалов, формы и размеров деталей и их взаимного расположения, является технологический процесс. В технологическом процессе подробно перечисляют операции и последовательность их выполнения, указывают пооперационную трудоемкость, технологическую оснастку, а также требования, предъявляемые к качеству выполнения отдельных операций и к монтажу механического оборудования в целом. Технологический процесс монтажа должен удовлетворять требованиям новой техники по механизации трудоемких операций. Однако при механизации технологического процесса следует всегда исходить из экономической целесообразности. Предусматривая технологическую оснастку в проектируемом технологическом процессе, нужно учитывать ее стоимость и окупаемость. Четкая система производственного планирования и учета, а также материально-технического снабжения при серийной постройке судов достигается созданием необходимой планово-учетной документации, к которой относятся: таблица платежных этапов, ведомости технологических комплектов, комплектации изделий для цехов верфи, изделий, поставляемых цехами машиностроения, подетальных норм, специфицированных норм расхода материалов, график поставки контрагентского оборудования. Применяемая в настоящее время конструкторско-технологическая и планово-учетная документация при ремонте серийных судов весьма разнообразна и многочисленна; на каждом судоремонтном заводе разрабатывается документация применительно к конкретным условиям. Основная рабочая документация — это типовая ремонтная ведомость (ТРВ), ведомость специфицированных норм расхода материалов и ведомость комплекта поставляемых, изделий. Типовая ремонтная ведомость разрабатывается заблаговременно до постановки судна в ремонт. Основанием для разработки ТРВ служат ремонтные ведомости заказчика, опыт предыдущих ремонтов, изучение износов машин и механизмов и судна в целом. Обычно ТРВ содержит номер технологического комплекта, номер сборочного или монтажного чертежа или технических условий (ТУ); перечень работ по механизму (по отдельным его узлам). В ведомости указывают также цех-исполнитель, специальность рабочих, трудоемкость, расценки, марку, размеры, единицу измерения и количество материала. Ведомость специфицированных норм расхода материалов составляется на основании ТРВ для каждого вида ремонта по каждому механизму и содержит подробную характеристику потребного материала, общую норму его расхода, разбивку ее по цехам, стоимость единицы материала и общую стоимость. Ведомость комплекта поставляемых изделий также составляется на основании ТРВ для каждого вида ремонта по каждому механизму. Она содержит название и характеристику каждого изделия, количество изделий на ремонтируемую единицу, стоимость единицы изделия и общую, указания завода-поставщика. Все три ведомости дают возможность определить объем работ по каждому виду ремонта и заблаговременно заказать необходимые материалы, арматуру, приборы и другие изделия для ремонта механизма. ЛЕКЦИЯ №5 ОРГАНИЗАЦИЯ СУДОРЕМОНТНЫХ И СУДОМОНТАЖНЫХ РАБОТ Виды ремонта судов Под ремонтом судна подразумевают работы, выполняемые для устранения неисправностей и повреждений его корпуса, механизмов, судовых устройств и систем с целью поддержания их в нормальном для эксплуатации техническом состоянии и предупреждения преждевременного износа оборудования. В зависимости от причин дефектов и объема требуемых работ ремонт судов разделяют на планово-предупредительный (ППР), восстановительный, аварийный и поддерживающий. Под планово-предупредительным ремонтом судов понимают такую систему ремонта, при которой каждое судно после определенного периода эксплуатации независимо от своего технического состояния подвергается заранее установленному виду (категории) ремонта. Для судна в целом системой ППР предусмотрено две категории ремонта малый и большой. Малый ремонт судна проводят через два года. Его цель — обеспечить исправное техническое состояние судна на эксплуатационный период до следующего планового ремонта. Работы по малому ремонту выполняют как в заводских условиях, так и без вывода судна из эксплуатации. Они включают очистку и окраску корпуса, устранение неплотностей, мелких повреждений и деформаций отдельных элементов и т. п. Малый ремонт не исключает также работ капитального характера — в частности, замену отдельных механизмов, узлов и элементов судна, если продолжительность их ремонта в цеховых условиях меньше времени, необходимого для ремонта непосредственно на судне. Большой ремонт является периодическим ремонтом, выполняемым в сроки, установленные «Положением о ремонте судов» Министерства морского флота. При большом ремонте производят работы по восстановлению технико-эксплуатационных характеристик и поддержанию исправного технического состояния судна до следующего планового ремонта. Период между двумя большими ремонтами составляет, как правило, 6-8 лет. Большой ремонт включает капитальный ремонт, а также необходимый текущий ремонт механизмов, узлов и элементов судна. На это время судно выводят из эксплуатации. Системой ППР для отдельных механизмов, комплектов, узлов и элементов судна установлены две категории ремонта: текущий и капитальный. В задачу текущего ремонта судовых механизмов входит устранение мелких дефектов. Он включает разборку механизмов и машинного оборудования, пригонку отдельных деталей и узлов, проверку и восстановление монтажных зазоров и т. д. Капитальный ремонт механизмов или отдельных узлов, предусматривает восстановление их технико-эксплуатационных характеристик. В период этого ремонта можно производить замену изношенных механизмов и устройств новыми стандартными механизмами и устройствами с более высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями. Иногда при ремонте ряда изделий выполняют некоторый объем промежуточных работ, частично входящих в текущий и частично в капитальный. Поэтому введена категория промежуточного ремонта, названного средним ремонтом. Введение среднего ремонта целесообразно для тех изделий, ремонт которых может быть выполнен непосредственно силами судоремонтного предприятия. В межремонтные сроки действует система планово-предупредительных осмотров (ППО) и периодических освидетельствований органами технического надзора, что позволяет своевременно выявить дефекты и принять срочные меры для их устранения, чтобы предупредить поломку или аварию механизма, а также накопить данные для составления ремонтной документации. Помимо рассмотренных выше видов планово-предупредительного ремонта, в ряде случаев необходимо проведение внеплановых восстановительного, аварийного и поддерживающего ремонтов. Организация механомонтажного производства Организация механомонтажного производства предусматривает разделение работ по специальностям. В частности, в номенклатуру работ, объединенных под общим названием «судомонтажные работы», входят: монтаж судового механического оборудования (механомонтажные работы), изготовление труб, монтаж систем на судах (трубопроводные работы), монтаж электротехнического оборудования (электромонтажные работы), испытания и сдача всего механического и электротехнического судового оборудования заказчику (испытания и сдача судов). В номенклатуру механомонтажных работ входит следующий типовой перечень операций: - подготовка мест установки судового механического и электротехнического оборудования на кронштейнах и судовых фундаментах; - приведение в готовность оборудования к установке на судно (комплектование деталей, снятие консервации завода-изготовителя, цеховая сборка деталей в узлы, а узлов - в устройство или агрегат, который грузят на судно для монтажа на фундаменте); - транспортировка оборудования к месту установки на судне и установка его в соответствии с заданными координатами, а для центруемых механизмов - центровка их между собой или с приводом; - установка подкладок (металлических, деревянных или пласт массовых) или амортизаторов под механизмы или механическое оборудование и закрепление их на судовом фундаменте; - подготовка механизмов, систем и устройств к пуску и проведение регулировочно-наладочных работ перед испытанием. Распределение механомонтажных работ по этапам зависит от метода постройки судна. При секционной сборке корпуса на участке сборки секций выполняют 5 % механомонтажных работ, при сборке корпуса из секций - 80 %, а после спуска на воду - 15 %. При блочном методе постройки в блоках производят все основные механомонтажные работы, а после стыковки блоков на стапеле только 25%; на плаву осуществляют при этом до 10% общего объема механомонтажных работ. Судомонтажные работы обычно ведет монтажный цех судостроительного завода с привлечением специализированных организаций. В соответствии с современными принципами технологии и организации постройки судов при разработке новых технологических процессов должны быть выполнены следующие основные рекомендации: - перенесение максимального объема монтажных работ с судна в цех с подачей на место монтажа механического оборудования в собранном виде, по возможности испытанного на стендах заводов-поставщиков; - выполнение монтажных работ в более ранний период постройки судна в блоках, или на стапеле и обеспечение возможности параллельного ведения работ по монтажу оборудования с корпусными работами; - развитие агрегатных методов монтажа механизмов; - упрощение технологии и механизация трудоемких монтажных операций, сокращение до минимума ручных пригоночных работ; - перенесение работ по обработке фундаментов и сверлению в них отверстий с судна в цех; - разметка и сверление отверстий в фундаментах при отсутствии основного механического оборудования на предприятиях; - совершенствование технологии и организации испытаний судовых энергетических установок и другого судового оборудования. ЛЕКЦИЯ №6 Модульно-агрегатный метод монтажа оборудования и трубопроводов Совершенствование судомонтажного производства осуществляется путем внедрения агрегатных методов монтажа судового механического оборудования и предусматривает перевод механомонтажного производства на индустриальный метод. Под модульно-агрегатным методом понимается компоновка помещений судов (в основном машинно-котельных отделений) из агрегатов и блоков, включая их проектирование, сборку в цехе и монтаж на судне. Как показал опыт, внедрение агрегатных методов монтажа дает возможность значительно сократить сроки постройки судов и, главным образом, повысить качество выполнения монтажных работ. Агрегатный метод монтажа позволяет улучшить условия труда, так как предусматривает перенесение значительного количества монтажных работ с судна в цех. При использовании модульно-агрегатного метода монтажа применяют следующие сборочно-монтажные единицы: монтажный узел, агрегат, модульный агрегат, монтажный блок, объемный блок, зональный блок. Монтажный узел (узел) – соединение нескольких деталей или изделий, предназначенных для установки в судовом помещении, - самая мелкая сборочно-монтажная единица. Агрегат — сборочно-монтажная единица, выполняющая самостоятельную функцию в составе установки или судна в целом и состоящая из унифицированного и стандартного оборудования (механизмов; аппаратов, арматуры и приборов), трубопроводов, электрооборудования и опорной конструкции. Агрегаты наиболее широко применяются в системе агрегатирования. Их создают по функциональному или территориальному признаку. Монтаж осуществляют при наличии конструкций, предусматривающих цеховую сборку спариваемых механизмов на переходных рамах, а сборку судовых устройств, оборудования и систем — крупными узлами. Агрегат должен быть полностью собран и испытан на стенде под нагрузкой. После установки на судно его запуск должен производиться без дополнительной проверки и регулировки, а консервация должна быть выполнена так, чтобы расконсервация производилась без его разборки. Агрегат должен иметь простую конструкцию крепления к судовому фундаменту, чтобы при монтаже не требовалось сложной выверки его положения. Модульный агрегат — унифицированная специальная сборочно-монтажная единица, включающая в себя стандартные механизмы и другие изделия. Модульный агрегат не является принадлежностью одного судна и может быть использован на различных судах в составе той или иной СЭУ. В качестве примера могут служить унифицированные опреснительные установки различной производительности. Основной целью создания модульного агрегата является перенос значительного объема трубопроводных и монтажных работ со стапеля в цех на специализированный участок, что позволяет сократить время нахождения судна на стапеле, максимально механизировать трубопроводные и монтажные работы и снизить их стоимость. Монтажный блок — более крупная сборочно-монтажная единица, включающая в себя не только отдельные механизмы, но и агрегаты. Объемный блок — сборочно-монтажная единица, включающая в себя не только монтажные блоки, но и часть корпусной конструкции. Создание макета объемного блока — одна из стадий проектирования судов, на которой производят отработку конструкторских решений по оптимальному расположению оборудования и трасс в насыщенных судовых помещениях. По результатам макетирования выпускают технологические чертежи, позволяющие вести изготовление блока в цеховых условиях. Зональный блок включает в себя сборочно-монтажные единицы и проектируется по территориальному признаку при создании машинно-котельных отделений (МКО). Агрегатный метод ремонта судна состоит в том, что отдельные узлы судна, механизмы, устройства и аппараты в процессе ремонта заменяют новыми или заранее отремонтированными. Ремонт судна сводится к демонтажу изношенных агрегатов и монтажу заблаговременно подготовленных. Для организации агрегатного метода ремонта предприятие должно создать обменный фонд, в который войдет запас новых или бывших в работе, но отремонтированных и испытанных агрегатов. Для каждой серии судов устанавливается своя номенклатура агрегатов. В нее включают преимущественно сменные детали, узлы, дельные вещи, вспомогательные механизмы и устройства, механизмы управления систем, приборы управления судном и т. п. Агрегатный ремонт судов является современным прогрессивным методом и имеет существенные преимущества перед другими видами ремонта. Такой метод значительно снижает трудоемкость работ и сокращает сроки ремонта. Вспомогательные механизмы и устройства проходят тщательные испытания на стендах цеха, а это ведет к сокращению сроков и объема швартовных и ходовых испытаний. Надежность и качество ремонта повышаются, так как улучшается подготовка производства и ритмичность работы судоремонтных предприятий. ЛЕКЦИЯ №7 МЕТОДЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ В СУДОМОНТАЖНЫХ И СУДОРЕМОНТНЫХ РАБОТАХ 1.Задачи дефектоскопии и характер износа Дефектоскопией называют комплекс технологических, физических и химических методов контроля, направленных на своевременное обнаружение дефектов в деталях, полуфабрикатах и материалах. Дефектоскопия является ответственным этапом технологического процесса. От четкости ее организации зависят качество выпускаемой продукции и стоимость монтажных и ремонтных работ. Задача дефектоскопии – проверка целостности деталей, определение степени износа, деформации, нарушения взаимного расположения поверхностей и их шероховатости, установление истинной причины появления дефекта. Процесс выявления причин, характера, размера и места дефектов, позволяющий судить о степени годности материала и деталей к дальнейшей обработке и эксплуатации, называется дефектацией. Под дефектами следует понимать восстанавливаемые и невосстанавливаемые отклонения деталей, полуфабрикатов и материала от технологических требований, технических условий и чертежей. Основными источниками возникновения дефектов в процессе эксплуатации судовых энергетических установок являются: механический износ (от механических или тепловых нагрузок), а также коррозионные и эрозийные разрушения. Износ детали представляет собой сложный физико-химический процесс, связанный с изменением геометрических размеров, формы и структуры материала. Нормальным физическим износом принято считать износ, возникающий при нормальной эксплуатации судовой установки вследствие воздействия на нее таких неустранимых факторов, как трение, коррозия, эрозия, упругие и пластические деформации, температурные напряжения и знакопеременные нагрузки. На основании обобщения многочисленных экспериментальных работ различают износ механический, молекулярномеханический и коррозионно-механический. Механический износ (абразивный) возникает вследствие пластического деформирования и хрупкого разрушения. Это царапины, риски, надиры сопрягаемых трущихся поверхностей при попадании пыли и загрязненных смазочных материалов в узлы трения. Молекулярно-механический износ образуется при схватывании частиц металла трущихся поверхностей с последующим переносом металла (в виде налипания) с одной сопрягаемой поверхности на другую при разрушении возникающей связи. Этот износ наблюдается у грубообработанных сопрягаемых трущихся поверхностей, при нарушении режима смазки в подшипниках и т. д. Коррозионно-механический износ возникает в результате комплексного воздействия механического износа, усиленного явлениями коррозии. Этот вид износа характеризуется образованием на трущихся поверхностях множества мельчайших трещин и углублений, которые появляются в результате высоких удельных давлений и химического воздействия среды. 2. Современные методы дефектоскопии Для качественного контроля и выявления дефектов деталей в процессе их изготовления, эксплуатации и в ремонтный период применяют следующие методы: - технологический (визуальный осмотр наружных и внутренних полостей, обмер мерительным инструментом, проверка прочности и плотности соединений); - физический (дефектоскопия, основанная на молекулярных свойствах жидкости, на свойствах магнитного поля, электромагнитных и звуковых волн: мело-керосиновая проба, люминесцентный, магнитный, рентгеновский, гамма-лучевой, ультразвуковой методы и т. д.); - химический (контроль поверхностей деталей травлением с использованием растворов соляной и серной кислот для выявления трещин, пор, непровара, волосовин и т. д.). Технологический метод дефектоскопии при ремонте применяют для выявления видимых дефектов невооруженным глазом, а в местах плохо доступных осмотру, - путем обстукивания. Наружный осмотр и осмотр внутренних полостей предшествуют всем остальным проверкам и выполняются с использованием набора луп (бинокуляра) и приспособлений с зеркалами для выявления микротрещин — волосовин, расслоений, коррозионных и эрозийных разрушений, изменения структуры поверхностного слоя металла от перегрева и т. д. С целью проверки геометрических размеров, правильности геометрических форм, посадок и гарантийных зазоров дефектацию деталей осуществляют с использованием соответствующего контрольно-измерительного инструмента методом обмера. При этом методе дефектации применяют линейки, кронциркули и нутромеры, штангенциркули, микрометры, миниметры, индикаторы, щупы, гладкие и резьбовые калибры-кольца, пробки и другие приборы. Гидравлические и воздушные испытания широко используют при определении плотности и прочности паровых котлов, судовых систем, для выявления дефектов водяных, масляных, топливных полостей и деталей судовых механизмов, которые в процессе эксплуатации находятся под давлением пара, газа и жидкости, а также при определении водонепроницаемости отсеков и корпуса судна. Целью испытаний, проводимых в цехе, является определение прочности и плотности соединений испытуемого образца после ремонта, изготовления и сборки, а непосредственно на судне — контроль плотности соединений после выполнения монтажных работ. Широко используют в судоремонте дефектоскопию, основанную на молекулярных свойствах, жидкостей. Для выявления поверхностных дефектов деталей судовых механизмов, изготовленных из немагнитных материалов, используют взаимодействие молекулярных сил жидкости и твердых тел, применяя такие жидкости, которые отличаются хорошей смачиваемостью. ЛЕКЦИЯ №8 Консервация и расконсервация судового механического оборудования Консервация — защита металлических поверхностей механизмов от коррозии, от разрушения в результате химического или электрохимического воздействия на них внешней среды. Существуют различные способы защиты механизмов и аппаратов от коррозии в период их постройки и хранения до начала монтажа а эксплуатации. При выборе способа консервации следует также учитывать и способ расконсервации, который должен быть простым и экономичным. Наиболее распространенным способом консервации является нанесение на поверхность слоя консистентной смазки: предохранительной СП2, пушечной, смазки К17, технического вазелина, смесей консистентных смазок с минеральными маслами. При этом способе гарантийный срок хранения, как правило, не превышает одного года, а расконсервация механизмов трудоемка и длительна. Консервацию механизмов этим способом следует проводить в сухую погоду при температуре окружающего воздуха не ниже 0°С или в сухом отапливаемом помещении. На крупные детали смазку наносят кистью, небольшие по размерам детали окунают в ванну с расплавленной смазкой. Как правило, смазку наносят на консервируемые поверхности дважды. При консервации двигателей масляную систему прокачивают авиационным маслом до выступания его из всех зазоров сопрягаемых поверхностей, смазываемых под давлением. В цилиндры двигателей консервант заливают через отверстия для форсунок, а затем проворачивают коленчатый вал на один-два оборота. При консервации редукторов вскрывают крышки редуктора и подшипников и после промывки зацепления бензином кистью или наливом наносят смазку. Часто, в качестве подготовительной операции, для покрытия нерабочих поверхностей применяют лакокрасочные материалы. Так, наружные поверхности котлов покрывают алюминиевой краской на битумном лаке. Более современный способ консервации и снижения агрессивности среды осуществляется введением летучих ингибиторов или сухой консервацией силикагелем, основанной на его способности осушать находящийся внутри механизма или аппарата воздух до относительной влажности не более 30-40%, при которой коррозионные процессы практически не протекают. При этих способах необходимо обеспечить надежную герметизацию внутренних полостей. Ингибированным называют воздух, насыщенный парами летучего ингибитора в специальной установке. При прохождении ингибированного воздуха по внутренним полостям и при контакте его с поверхностью металла происходит десублимация ингибитора, который осаждается на поверхности в виде сплошного кристаллического слоя. В качестве ингибиторов применяют моноэтаноламин и НДА (диксан), т.е. нитрит дециклогексиламина. Расконсервацию, проводят промывкой холодной водой до тех пор, пока взятая проба воды не будет иметь нейтральную реакцию. Слив воды с растворенным в ней НДА в количестве свыше 0,01 мг/л в канализацию или за борт запрещен и должен производиться в специальные емкости для последующей очистки. При консервации способом проработки механизм заполняют жидкой консервационной смазкой до рабочего уровня, обеспечивающего запуск и проработку механизма, после чего включают его в работу на холостом ходу в течение 5-10 мин. Этот способ широко применяется при консервации турбинных механизмов, двигателей внутреннего сгорания и др. Результаты консервации фиксируют в специальных актах, составленных представителем ОТК, бригадиром, проводившим консервацию, и лицом, ответственным за консервацию. В формуляр механизма заносят: время консервации, наименование консервирующих составов, дату и результаты осмотра консервации, способ консервации. ЛЕКЦИЯ №9 ВОССТАНОВЛЕНИЕ И УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ И УСТРОЙСТВ Все детали ремонтируемых узлов и механизмов в зависимости от их назначения, условий эксплуатации и ряда других факторов можно разделить на детали, подлежащие восстановительным процессам, и детали разового пользования. Опытом установлено, что стоимость восстановительных процессов при ремонте отдельных деталей и узлов составляет 10-50% стоимости изготовления новых деталей. Поэтому во многих случаях экономически целесообразно восстановление изношенных деталей для снижения стоимости судоремонта. В тех случаях, когда восстановление деталей невозможно или неэкономично, заменяют их новыми. Возвращение судовым механизмам первоначальных технико-эксплуатационных качеств достигают тремя методами: - отбраковкой изношенных деталей и заменой их новыми; - доведением размеров изношенных деталей до установленных очередных ремонтных (первого, второго и последующих) с применением соответствующих видов обработки; - восстановлением изношенных поверхностей деталей до минимальных (начальных). В процессе восстановления геометрической формы и размеров деталей, а также устранения дефектов необходимо учитывать возможность применения процессов, способствующих повышению эксплуатационных качеств, износостойкости и долговечности деталей. К таким технологическим процессам относят металлизацию, электролитическое наращивание, электронаплавку, термодиффузионные методы, механическую обработку, применение эпоксидных составов, пластмасс, нанесение лакокрасочных покрытий и т. д. Металлизация распыливанием. Металлизацию распыливанием успешно применяют на судоремонтных предприятиях для восстановления размеров изношенных поверхностей, повышения износостойкости деталей и получения антикоррозионного и декоративного покрытий. Сущность процесса металлизации состоит в том, что расплавленный металл, в специальном аппарате-металлизаторе распылённый струей сжатого воздуха давлением 5-7 бар, наносят в виде мельчайших частиц на заранее подготовленную восстанавливаемую поверхность. Метод деформирования. Восстановление изношенных и погнутых деталей до номинальных размеров и получение их правильной геометрической формы осуществляют раздачей, обжатием и правкой. Раздачей восстанавливают цилиндрические детали, имеющие наружный износ (например, поршневые пальцы). Деформирование обжатием применяют для восстановления размеров деталей, у которых наблюдается износ внутренних поверхностей вследствие уменьшения наружного диаметра (например, втулок). Ремонт деталей раздачей и обжатием производят в холодном и нагретом состоянии, непосредственно под прессом или молотом при помощи приспособлений, состоящих из пуансона, подставки и матрицы. Детали, подвергаемые восстановительному процессу методом деформирования непосредственно перед механической обработкой, подлежат нормализации для снятия внутренних напряжений. Метод заливки. Восстановительному процессу рабочих поверхностей заливкой обычно подвергают вкладыши подшипников скольжения, имеющие слой антифрикционного сплава (баббита, алюминиевой или свинцовистой бронзы), и ряд деталей, имеющих бронзовые облицовки. В зависимости от степени износа и повреждения вкладыши подвергают полной перезаливке или восстанавливают только поврежденные места способом местной наплавки, с последующей механической обработкой. В настоящее время перезаливку подшипников осуществляют ручным способом (заливка в неподвижном состоянии), центробежным способом, армированной заливкой и заливкой под давлением. Типовая технологическая последовательность перезаливки подшипников: удаление старого слоя антифрикционного сплава; подготовка поверхностей под заливку; заливка подшипников антифрикционным материалом; контроль качества заливки и механическая обработка; подгонка по месту и контроль качества подгонки. Восстановление деталей электролитическим наращиванием. Электролитическое наращивание металла основано на явлениях электролиза и применяется в настоящее время для восстановления размеров изношенных поверхностей деталей, повышения их износостойкости, а также в качестве декоративной отделки металлических изделий. К гальваническим способам нанесения покрытия наращиванием относят хромирование, никелирование, осталивание, меднение, цинкование. Наиболее распространенными методами, позволяющими получить покрытия нужной толщины, достаточной прочности и износостойкости, являются хромирование, осталивание и меднение. Подготовка деталей к гальваническому покрытию заключается в обработке с целью получения правильности геометрических форм и необходимой шероховатости поверхности, с последующим обезжириванием деталей перед загрузкой в ванну гальванопокрытия. Обезжиривание поверхностей производят в электролитических ваннах со щелочными электролитами в течение 2-4 мин, после чего деталь промывают в горячей и холодной проточной воде. Последняя операция подготовки к покрытию — декапирование, т. е. удаление окислительной пленки с поверхности детали травлением в 2-3%-ном растворе серной кислоты. Использование эпоксидных составов и пластмасс при судоремонте Удачное сочетание механических, физических, химических и других свойств эпоксидных составов позволяет широко применять их при ремонте в качестве покрытий, клеящих материалов, для заделки раковин, трещин, устранения протечек и др. Для восстановления деталей, склеивания и исправления дефектов применяют состав, приготовленный из эпоксидных смол ЭД-5, ЭД-6 или их заменителя Э-40, состоящий из следующих компонентов: - эпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6 или Э-40 (основа клея); - отвердители, вызывающие затвердение эпоксидных смол; - наполнители (бронзовые, стальные, чугунные и другие порошки), повышающие прочность места склеивания на сжатие и стойкость к изменениям температур; - пластификаторы, улучшающие механические свойства затвердевшей смолы. При исправлении или склеивании производят предварительную подготовку дефектных деталей. Дефектные участки и склеиваемые поверхности очищают от ржавчины, окалины и грязи; чистота поверхности должна соответствовать 6-му классу. После очистки поверхности обезжиривают бензином, ацетоном, растворителем Р-4 или другим и просушивают прогревом или на воздухе. При небольших размерах дефектов (трещины, поры, раковины до 1 мм) обязателен подогрев дефектных мест до 60—80° С. Непосредственно перед использованием в смесь добавляют отвердитель и перемешивают в течение 2-3 мин. Технология ремонта и склеивания определяется характером дефекта и его величиной. Для устранения дефектов больших размеров применяют высоковязкую пасту. Для удаления тонких трещин используют смесь без добавки наполнителя. Смесь наносят под давлением или с обратной стороны дефектной стенки создают вакуум. ЛЕКЦИЯ № 10 Способы повышения износостойкости и долговечности деталей Важнейшим фактором, определяющим срок службы и износостойкость деталей механизмов, является физическое состояние их поверхностного слоя, зависящее от физико-механических свойств материала, шероховатости поверхности, способов обработки и нанесения покрытий. Точностью обработки называют степень соответствия геометрической формы и размеров изготовленной детали геометрической форме и размерам, указанным в чертеже. В результате нарушения технологического процесса при обработке деталей и их износа при эксплуатации возможны искажения геометрических поверхностей. В поперечном сечении могут возникать овальность (эллиптичность) — отклонение, при котором диаметры в поперечном сечении в различных направлениях неодинаковы, и огранность - многогранное сечение, контур которого вписывается в окружность. В продольном сечении могут быть бочкообразность непрямолинейность образующих, при которой диаметры поперечных сечений возрастают от краев к середине; вогнутость - непрямолинейность образующих, при которой диаметры поперечного сечения увеличиваются от середины к краям; и конусность - непараллельность образующих в продольном сечении. Чтобы оценивать величину. допустимых отклонений, ГОСТ устанавливает 11 классов точности. 1-й класс характеризует обработку деталей измерительного инструмента, топливной аппаратуры и др.; 2-й класс - обработку шеек валов, деталей топливных и масляных насосов; 3-й класс - обработку рабочих поверхностей втулок цилиндров и поршней; 4-й класс - обработку деталей двигателей и вспомогательных механизмов. Остальные классы определяют более грубую обработку. Шероховатость (чистоту обработки) поверхности характеризуют 14 классами, которые разделены на три группы. Первая группа: 1-4-й классы (грубо обработанные поверхности); вторая группа: 5-12-й классы; третья группа: 13-14-й классы. Чтобы повысить точность и улучшить шероховатость деталей судовых механизмов, применяют различные способы тонкой и доводочной обработки. К ним относят тонкое точение, тонкое шлифование, хонингование, отделочное шлифование (суперфиниш), притирку и другие. Высокоточным процессом отделки поверхностей является притирка. Она позволяет получить чистоту поверхности от 11 до 14-го класса и точность выше 1-го класса. Притирку производят вручную на плоских притирах (плитах, дисках и т. п.) или на станке с закреплением притира в цанговом патроне, навернутом на шпиндель станка. Притиры изготовляют в виде пробок, разрезных колец или брусков. Перечисленные методы обеспечивают получение точных размеров деталей и высокое качество обработки сопрягаемых поверхностей, повышая их износостойкость и долговечность. Основные причины сокращения эксплуатационного срока и долговечности деталей машин - износ поверхности и коррозия металла. Для повышения сопротивляемости деталей износу необходимо, чтобы их поверхностный слой был прочным, хорошо противостоял усталостным напряжениям, отличался способностью хорошо удерживать смазку, а также чтобы обеспечено было наивыгоднейшее соотношение твердости поверхностей сопрягаемых трущихся пар. Для упрочнения и повышения износостойкости деталей судовых механизмов применяют следующие методы обработки: - механический - получение поверхностного наклепа специальными инструментами (обработка наружных и внутренних поверхностей деталей шариками или роликами, вставленными в специальные оправки; дробеструйный метод и т. д.); - термический и химико-термический — обычная закалка изакалка токами высокой частоты (т. в. ч.), отпуск, отжиг, нормализация, цементация, обработка деталей холодом и др.; - гальванический - нанесение тонкого слоя более прочного металла на поверхность детали электролизом. Для предохранения металла деталей от коррозии применяют металлические и неметаллические покрытия. Металлические покрытия — защита детали от коррозии нанесением тонкого слоя металла, стойкого к воздействию данной эксплуатационной среды. Неметаллические покрытия — краски, лаки, смазка, эмали, смолы, резина, пластмассы и т. д. Выбор вида неметаллического покрытия поверхности детали зависит от условий ее эксплуатации в узле, узла в механизме, а также от характера воздействия окружающей среды. ЛЕКЦИЯ №11 Технологический процесс и основные этапы монтажа оборудования Технологический процесс является частью производственного. Он определяет последовательность выполнения операций по монтажу судового механического оборудования, способы и средства, позволяющие с наименьшими затратами и при высокой производительности труда произвести его установку. Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП) предусматривает единый порядок разработки технологической документации и применение типовых технологических процессов, унифицированного оборудования и стандартной оснастки. Разработка и оформление технологической документации ведется на основе Единой системы технологической документации (ЕСТД). Основное назначение стандартов ЕСТД - установление на всех предприятиях единых правил оформления и ведения технологической документации, что дает возможность взаимообмена между предприятиями технологическими документами без их переоформления. Технологические процессы монтажа оборудования, по сравнению с другими процессами машиностроения, обладают определенной спецификой. Технология изготовления деталей предусматривает участие рабочих множества профессий (токарей, фрезеровщиков, расточников, карусельщиков, долбежников, сверловщиков и др.), а также разделение операций на составные части (проход, переход, установка и т. п.). Технологический процесс монтажа оборудования такого разделения не предусматривает и выполняется в основном рабочими одной профессии — слесарями-монтажниками, с кратковременным подключением такелажников и сварщиков. Подавляющее большинство механизмов при установке на судне проходит шесть этапов: подготовка монтажной базы, погрузка оборудования на судно, базирование оборудования, установка компенсирующих звеньев, крепление оборудования, контроль качества монтажа. Подготовка монтажных баз Качество монтажа судового механического оборудования и его трудоемкость в значительной мере определяются правильным выбором монтажных баз и способами их подготовки. При монтаже судового механического оборудования рассматривают две координатные системы: неподвижную и подвижную. Первая непосредственно связана с корпусными конструкциями и включает в себя диаметральную (ДП) и основную (ОП) плоскости судна (см. рис.1). Во вторую входят поверхности, принадлежащие монтируемому механизму. Таким образом, задачей базирования судового механического оборудования является совмещение подвижной координатной системы с неподвижной. Монтажной базой называется совокупность поверхностей, линий и точек, определяющих положение механизма на судне. Различают общую и местную монтажные базы. Общая монтажная база - совокупность поверхностей, линий и точек, относящихся к корпусным конструкциям: ДП, ОП, опорная поверхность фундамента, теоретические линии судна, центровые риски фундамента, плазовые точки на переборках. Местная монтажная база - совокупность поверхностей, линий и точек, относящихся к устанавливаемому механизму: опорная поверхность механизма, его центровые риски, определяющие оси валов и т. д. Подготовка монтажной базы включает в себя следующие операции: проверку положения фундамента на основе технических требований отраслевой нормали на установку механизма; контроль конструкции фундамента; обработку опорной поверхности фундамента; ее консервацию и закрытие предохранительными щитами, если установка механизма по каким-либо причинам откладывается; снятие щитов и расконсервация поверхности при продолжении работ по монтажу. Рис. 1. Основные плоскости судна Трудоемкость подготовки монтажной базы в значительной мере зависит от типа компенсирующего звена и способа монтажа. Больший экономический эффект дает применение агрегатного метода монтажа оборудования, при котором большой объем работ переносится со строящегося судна в цех и отпадает необходимость применения переносных станков и последующей слесарной обработки поверхности. Когда этот метод применить невозможно, обработку фундамента механизируют, используя переносные фрезерные станки различных типов, пневматические шлифовальные машинки, механические шаберы. Корпус судна в процессе постройки не остается статичным и основная линия его постоянно претерпевает изменения, которые происходят от перераспределения внутренних напряжений, связанных со сборочно-сварочными и погрузочными работами. В связи с тем, что процесс монтажа главных механизмов и движительной установки довольно продолжителен, до начала работ должны быть выполнены следующие условия: - в районе МКО, по верхнюю палубу включительно, должны быть закончены сборочно-сварочные работы; - бортовые и днищевые цистерны в районе МКО испытаны и сданы ОТК и заказчику; - в МКО, независимо от сроков монтажа, должны быть погружены и установлены максимально близко к штатным местам все тяжеловесные и громоздкие механизмы и конструкции; - до начала монтажа и ежедневно в процессе его необходимо контролировать положение корпуса на построечном месте; - внутри фундамента должны быть уложены участки трубопроводов; - кабель в МКО должен быть затянут и закреплен; - нерабочие поверхности фундамента должны быть, очищены и окрашены согласно окрасочной ведомости. Погрузка оборудования на судно Работы по погрузке на судно и перемещению внутри него большей части механического оборудования на судостроительных предприятиях выполняют такелажники. С точки зрения техники безопасности, транспортировка механизмов относится к разряду работ с повышенной опасностью и может выполняться только специально обученным персоналом. При соблюдении технологической последовательности и определенных правил, а также обеспеченности соответствующей оснасткой и приспособлениями эта операция особых трудностей не вызывает. Погрузка оборудования на судно производится через специально предусмотренные вырезы и люки, размеры которых должны соответствовать габаритам механизмов. Перед погрузкой с них должны быть сняты арматура и приборы, которые могут быть повреждены, все отверстия и фланцы патрубков необходимо закрыть заглушками. У большинства механизмов для погрузки предусмотрены отверстия в рамах, обухи и приливы для установки рымов. Наиболее сложно грузить оборудование большой массы и габаритов, имеющее неодинаковую жесткость конструкции. В этом случае, применяют специально разработанную такелажную оснастку. Для погрузки судовых ДВС в собранном виде используют траверсы, равномерно распределяющие внутренние напряжения и обеспечивающие правильное положение их в подвешенном состоянии (рис. 2). Переходные шпильки траверсы наворачивают на концы штатных шпилек крышек цилиндров, а стропы крепят за штыри балки. Если же грузоподъемность кранового оборудования не обеспечивает погрузку агрегатов (масса составляет несколько сот тонн), то их грузят отдельными блоками. В этом случае плавное опускание ответственных частей осуществляют специальным гидравлическим приспособлением (рис.3), которое состоит из гидроцилиндра с обухом 2 и поршня со штоком, к которому крепится крюк 3. Рис. 2. Траверса для погрузки ДВС 1 — гак; 2 —стропы; 3— траверса; 4 — крышка цилиндра Рис. 3. Гидравлическое приспособление Для плавного опускания механизма открывают перепускное отверстие, масло поступает в верхнюю полость и поршень с крюком движется вниз. Особую сложность для погрузки представляют главные судовые паровые котлы, так как обладают малой жесткостью конструкции и неравномерным ее распределением. Для выполнения этих работ также применяют специально разработанные приспособления. Погрузка вспомогательных механизмов менее трудоемка. Это объясняется их большей жесткостью, меньшими массой и габаритами, широким применением агрегатирования. При небольших отстояниях фундаментов от вырезов и люков с целью исключения перемещений механизма внутри судна успешно применяют специальные погрузочные скобы (рис.2.5). Установка, механизма в стороне от выреза обеспечивается наличием у кронштейна глубокого зева. Механизмы большой массы внутри судна перемещают по эстакадам или настилам лебедками или талями, заведенными на оттяжку. Небольшие вертикальные и горизонтальные перемещения механизмов на фундаменте выполняют с помощью отжимных болтов, клиновых, винтовых и гидравлических домкратов, монтажных скоб. Базирование оборудования Базирование судового механического оборудования - важный этап монтажа. От его точности зависит качество работы всей энергетической установки в целом и отдельных ее агрегатов, а также сохранение положения центра тяжести судна близким к расчетному, что улучшает условия его балластировки. На трудоемкость базирования влияют назначение механизма, его конструкция и условия взаимодействия с другими механизмами. Базирование состоит из большого числа операций с применением сложного оптического и другого оборудования и заключается в совмещении центровых рисок механизма и рисок фундамента (совмещение местной и общей судовой монтажных баз). Для практического выполнения базирования необходимо материализовать теоретические, линии и точки, что достигается нанесением на переборках МКО или других помещений судна плазовых точек исходя из данных плазовой книги. Если вблизи механизма переборки отсутствуют, то плазовые точки материализуют установкой мишеней на массивных стойках-шергенях, которые должны устанавливаться строго на шпангоутах судна, так как плазовые данные даются по шпангоутам. В период подготовки монтажной базы и в других случаях возникает необходимость материализовать теоретические линии (теоретические оси валопровода, промежуточного вала грузового насоса и т. п.). Для этого по соответствующим плазовым точкам в переборках сверлят отверстия диаметром до 3 мм и с помощью натяжного устройства натягивают струну (стальную проволоку диаметром 0,5—1 мм). Центровка механизмов, строго обязанных с координатами судна, может быть выполнена различными способами: оптическим, с применением стрел и лазерного луча. Установка компенсирующих звеньев Необходимость установки компенсирующих звеньев диктуется целым рядом причин (неточностями изготовления корпусных конструкций, разностью величин допусков на корпусные и судомонтажные работы и др.). В связи с этим на стадии проектирования искусственно создается зазор между опорными поверхностями механизма и фундамента достаточный для установки забойного участка монтажной размерной цепи. Эту цепь составляет группа сопряженных размеров, образующих замкнутый контур и связывающих положение поверхностей механизма и базовой судовой конструкции. Компенсирующим называется предварительно выбранное звено размерной цепи, изменением размера которого достигается требуемая точность замыкающего звена. Рассмотрим уравнение линейной размерной цепи на примере монтажа насосного агрегата (рис. 2.16). При монтаже необходимо совместить с заданной точностью ∆L осевые риски 1 рамы и судового фундамента. ∆L=L1-L2, где L1 - расстояние от базового шпангоута до риски фундамента; L2 - расстояние от базового шпангоута до риски на раме агрегата. Горизонтальность агрегата с отклонением ∆H достигается за счет компенсирующих подкладок 2 высотой Н3к: ∆H =H1-(H2+H3+H4). Точность размеров замыкающего звена получают регулированием или пригонкой компенсирующих звеньев. В судостроении применяют компенсирующие звенья различных видов. Условно можно выделить пять типов соединений механизмов с фундаментами: непосредственное, при помощи пригоняемых по месту подкладок, при помощи выравнивающих подкладок, компенсирующее неточности сопряжения установкой подкладок из полимерных материалов и с помощью подкладок композитной конструкции. Стальные компенсирующие звенья относятся к наиболее надежным. Несмотря на высокую трудоемкость установки и появление более технологичных компенсирующих звеньев их продолжают широко применять для установки главных и вспомогательных механизмов большей массы, строго связанных с координатами судна. Подкладки изготовляют из стали марок Ст.З, ВМСт.Зсп и других (ГОСТ 380—80). Величина допускаемого удельного давления [q], принимаемого в расчетах, не должна превышать 40 МПа для стальных корпусов механизмов и 20 МПа для корпусов из чугуна, силумина и других материалов. Форму подкладок выбирают преимущественно круглой исходя из условий асимметричного нагружения сжимаемых болтом деталей соединения. Подкладки делают в механических цехах по замерам с места с припуском на пригонку до 0,5 мм. После пригонки между сопрягаемыми поверхностями механизма, подкладки и фундамента не должна проходить пластина щупа 0,05 мм. При этом допускаются местные проходы щупа 0,1 мм, если их общая длина не превысит 1/3 периметра подкладки. Для определения высоты подкладок применяют индикаторный нутромер. Сферические самоустанавливающиеся подкладки (рис. 2.19, а) состоят из двух половин: верхней и нижней. Они выполнены в форме дисков и сопрягаются по сферической поверхности, благодаря чему без дополнительной пригонки достигается компенсация уклона фундамента. Радиус сферы R колеблется от 200 до 400 мм в зависимости от диаметра диска. Высоту подкладки определяют по одному замеру по оси отверстия в лапе механизма. Подкладки обязательно маркируют, так как они не взаимозаменяемы. При изготовлении к ним предъявляют высокие требования: между сопрягаемыми половинами не должна проходить пластина щупа 0,05 мм, а обе половины должны быть взаимозаменяемыми. Отверстие в подкладке под нормальные болты допускается сверлить при ее изготовлении, а под призонные - после установки на место через лапу механизма, подкладку и фундамент. Для сверления обе половины подкладки прихватывают электросваркой. Регулируемые по высоте клинья (рис. 2.19,б) состоят из двух дисков и сопрягаются плоскими поверхностями, выполненными с уклоном 1:20. Компенсация зазора и уклона фундамента происходит за счет сдвига и поворота верхнего диска по нижнему. Сдвиг диска в одну сторону не должен превышать 10 мм, что обеспечивает подъем или опускание верхней плоскости на 0,5 мм. Так как сдвигать верхнюю половину можно в обе стороны, общее отклонение верхней плоскости по высоте может достигать 1 мм. Поворот верхнего диска относительно нижнего обеспечивает уклон подкладки до 8°. Для удобства регулирования в резьбовые гнезда половин заворачивают рукоятки. Подкладки изготовляют в окончательный размер без припуска на пригонку. На боковые поверхности половин наносят установочные риски, при совмещении которых верхняя и нижняя плоскости подкладки должны быть параллельны между собой. Подкладки наборные (рис. 2.19, в) состоят из двух или более пластин из листового материала. Их обрабатывают на фрезерном станке, предъявляя при этом лишь требования к плоскостности. Этот вид стальных компенсирующих звеньев применяют для установки нецентруемых механизмов с жестким корпусом, когда деформации лап при стягивании пластин не нарушают работоспособность механизма. Нерегулируемые по высоте подкладки (клинья) (рис. 2.19,г) изготовляют по замерам высоты, выполняемым в четырех точках. Пригонку клиньев производят на краску ручными пневматическими шлифовальными машинками. Эта операция трудоемка и может быть поручена только рабочим высокой квалификации. Поэтому механизмы на клинья устанавливают в исключительных случаях, если невозможно применить более технологичные звенья или зазор между опорными поверхностями менее 12 мм. Резинометаллические компенсирующие звенья. Для звукоизолирующей и противоударной защиты судового механического оборудования применяют амортизаторы различных конструкций. Амортизаторы сами по себе не компенсируют полностью зазор между опорными поверхностями механизма и фундамента, так как имеют постоянную высоту, и требуют установки пригоночных подкладок или выравнивающих шайб, толщину которых определяют по месту с учетом деформации амортизатора. Применяемые для установки судовых механизмов амортизаторы должны иметь достаточно высокие прочностные и упругие характеристики, мало различающиеся для данной группы амортизаторов; обеспечивать необходимый перепад звуковых вибраций; допускать монтаж и эксплуатацию при нестабильных температурных условиях судна; быть достаточно технологичным при закреплении к фундаменту и механизму. Ам о р т и з а т о р ы п л а ст и н ч а т ы е с у д о в ы е ( А П С ) предназначены для восприятия и гашения нагрузок на сжатие (5-22 кН) (рис. 2.22). Их виброизолирующий эффект 12-15 дБ. Применение амортизаторов с резиновым массивом, наклоненным под углом 30°, повышает виброизолирующий эффект и исключает необходимость установки боковых упорных амортизаторов. Выравнивающие подкладки могут устанавливаться под лапу механизма или между фундаментом и амортизатором. Установка амортизаторов этого типа осложняется наличием в нижней пластине глухих резьбовых гнезд и применением кондукторов для сверления отверстий в фундаменте. Амортизаторы арочные (АА) предназначены для восприятия и гашения нагрузок сжатия (2,5-20 кН) и могут быть применены для установки неуравновешенных механизмов, например дизель-генераторов. Виброизолирующий эффект - до 20 дБ. Его повышение достигается с помощью специальной конструкции резинового массива, выполненного в форме арки. Выравнивающая подкладка устанавливается под лапу механизма и должна плотно прилегать к его опорной поверхности и амортизатору с зазором не более 0,2 мм. А м о р т и з а т о р ы к о р а б е л ь н ы е с в а р н ы е с о с т р а ховкой (АКСС) также предназначены для восприятия и гашения нагрузок сжатия (0,1-4,0 кН). Виброизолирующий эффект (10-20 дБ) зависит от марки применяемой резины. В амортизаторе АКСС-400М применена твердая маслобензостойкая резина, а в амортизаторе АКСС-40И - мягкая, эластичная. Между механизмом и амортизатором АКСС устанавливают выравнивающие шайбы, толщина которых должна быть от 3 до 20 мм. Поверхности шайб обрабатывают не выше Rz = 20 мкм. Качество прилегания проверяют пластиной щупа 0,1 мм. К ора б ел ьн ы е а мор т и з а то р ы с ва р н ы е ( К А С ) пр е д назначены для восприятия и гашения нагрузок сжатия (0,01-6,5 кН). Конструкцией амортизатора предусмотрена страховка от боковых перемещений. Установка выравнивающей шайбы аналогична АКСС. А м о р т и з а т о р ы ц и л и н д р и ч е с к и е у п о р н ы е и опорные. В ряде случаев при установке механизмов на амортизаторы возникает необходимость страховки их от боковых сдвигов. Для этого применяются упорные амортизаторы. Деревянные компенсирующие звенья изготавливают из твердых пород дерева (дуб, бук, граб, ясень) толщиной не менее 25 мм. Древесина не должна иметь сучков, трещин и других пороков. Перед установкой подкладку пропитывают горячей олифой в течение нескольких часов. Подготовка фундамента заключается в зачистке мест установки подкладок до металлического блеска и покрытии их суриком. Для более плотного прилегания подкладки ее устанавливают на парусину, также пропитанную суриком. Эти подкладки применяют для установки только вспомогательных механизмов, так как они имеют низкий предел прочности при сжатии. Величина удельного давления не должна превышать 10 МПа. Пластмассовые компенсирующие звенья. Этот тип звеньев является одним из наиболее технологичных, так как исключает пригонку по месту, чем значительно сокращает трудоемкость монтажа механизмов. Во избежание адгезии и для облегчения демонтажа опорные поверхности смазывают 2 %-ным раствором воска или парафина в бензине. Применяемые пластмассы должны иметь высокие механические характеристики (σсж = 80-120 МПа), линейную усадку после отверждения - не более 0,5% высоты подкладки; процесс отверждения должен длиться не менее 1 ч для возможности формирования подкладок и заполнения монтажных зазоров; пластмассы должны обладать стойкостью при различных условиях эксплуатации механизмов. Пластмассу готовят из отдельных компонентов в механических мешалках непосредственно перед заливкой в формы. Время отверждения различно и зависит от состава пластмассы и температуры окружающего воздуха. При монтаже центруемых между собой и прицентровываемых к валопроводу механизмов базирование выполняют с превышением на величину усадки пластмассы ∆σ=βh + q/50, где β=0,03 - коэффициент усадки пластмассы; h — средняя высота подкладок, мм; q — суммарное удельное давление на подкладку от веса механизма и усилия затяжки болта, МПа. Для установки главных и ответственных вспомогательных механизмов применяют пластмассы на основе эпоксидной смолы ЭД5 (ФМВ, ЖМ-250, ЖМ-150ПК) и на основе бакелита (БКД). Пластмассу готовят смешиванием смолы, отвердителя и пластификатора, затем вводят наполнитель и перемешивают до получения однородной массы. Готовую пластмассу раскладывают в формы. Форма состоит из двух П-образных скоб, стягиваемых струбциной до появления излишек пластмассы. В некоторых случаях используют неразъемную круглую форму, которую заполняют винтовым шприц-прессом. Для дополнительного уплотнения массы в крепежные отверстия забивают деревянные пробки. Пластмасса ЖМ-250 (жидкотекучая малоусадочная). Наполнитель стальные опилки порошкообразной грануляции (250% к массе эпоксидной смолы), обеспечивающий жидкотекучесть. Предел прочности при сжатии – 50-100 МПа. Пластмассу ЖМ-250 применяют в виде тонких прокладок толщиной 5-10 мм между втулкой и отверстием кронштейна гребного вала, узлами рулевого устройства, арматурой и т. п. Плотность заполнения достигается заливкой пластмассы под давлением 0,1-0,2 МПа. Пластмасса ЖМ-150 ПК. В качестве наполнителя используют пылевидный кварц (150% к массе эпоксидной смолы). Применяют в узлах соединений, требующих водонепроницаемости, а также для установки кронштейнов валопровода к корпусу судна. Заливку пластмассы выполняют под давлением. Пластмасса БКД имеет низкий предел прочности при сжатии – 47-57 МПа, большую линейную усадку – 4-7%, является наиболее дешевой и наименее дефицитной из перечисленных марок. Ее широко применяют для установки отдельно стоящих вспомогательных механизмов с жестким корпусом при горизонтальном расположении фундамента. Для приготовления пластмассы БКД контакт Петрова смешивают с водой и заливают в бакелит. В смесь добавляют просеянные деревянные опилки и перемешивают до получения однородной массы. Компенсирующие звенья композитной конструкции состоят из стальной подкладки и двух слоев полимерного материала, который возмещает неточности сопряжения стыков и обеспечивает большую поверхность контакта. Применение компенсирующих звеньев композитной конструкции ограничивает обработку фундамента зачисткой до металлического блеска мест установки подкладок и исключает пригонку сопрягаемых поверхностей. Вместе с тем при большой жесткости сжимаемых деталей высокая остаточная сила затяжки дает требуемую надежность соединения. При установке оборудования применяют пластмассы холодного отверждения. Пластмасса состоит из нескольких компонентов и для ее приготовления необходимо уметь определить количество каждого из них. Выбор типа компенсирующего звена зависит от назначения и конструкции механизма, технологической оснащенности завода-строителя судна и экономической целесообразности. Из рассмотренных выше типов компенсирующих звеньев наиболее технологическими являются пластмассовые и звенья композитной конструкции. Вместе с тем применение трудоемких стальных компенсирующих звеньев обусловлено их высокой надежностью. Величина удельного давления на компенсирующее звено не должна превышать допускаемое удельное давление материала звена, т. е. q = q1 + q2≤[q], где q1 - удельное давление от массы механизма, МПа; q2 - удельное давление от усилия затяжки фундаментных болтов, МПа; [q]—допускаемое удельное давление, МПа. Удельное давление от массы механизма равно q 1 = Q/(пF), где Q - масса механизма, кг; п - число подкладок; F - площадь подкладки, см2. Удельное давление от усилия затяжки болтов q2=V зат /F. Усилие затяжки болта V зат = σ зат F σ , где σ зат = (0,6-0,8)σт - напряжение от затяжки болта, МПа (σт - предел текучести материала болта, МПа); F σ =πd2вн/4 - площадь поперечного сечения по внутреннему диаметру резьбы болта, см2. Величина удельного давления от усилия затяжки болтов значительно превышает удельное давление от массы механизма и является определяющей при выборе размеров и материала подкладок. Крепление оборудования Крепление судовых механизмов имеет существенные отличия от крепления стационарно устанавливаемых механизмов в производственных помещениях. На неподвижность судовых механизмов помимо реакций их рабочих усилий влияют сдвигающие усилия при качке судна, а также деформации фундаментов, неизбежные при эксплуатации судна. Для усиления надежности и ударостойкости судовых механизмов в их крепление кроме обычных болтовых соединений (рис. 2.27, а) вводят призонные (рис. 2.27, б). Для повышения технологичности соединений призонные болты выполняют с пологой конусностью 1:500 (рис. 2.27,в), что снижает трудоемкость их установки и демонтажа. Вопросам жесткости болтовых соединений для судовых механизмов уделяется большое внимание. Основная трудность расчетного определения жесткости стыков, связана с нелинейной зависимостью деформации от сжимающей нагрузки и рядом других факторов, которые нелегко учесть. Учет податливости болтового соединения позволяет уменьшить его жесткость. С результатами этих же расчетов связан вывод о нецелесообразности установки призонных болтов по концам фундамента, так как они, как более жесткие, будут принимать на себя наибольшую часть касательных напряжений. Кроме того, при закреплении механизмов, испытывающих большие сдвигающие усилия (брашпили, рулевые машины и др.) вводят жесткие боковые упоры (рис. 2.27,в). Устанавливая неответственные вспомогательные механизмы небольшой массы целесообразно применять штифты (рис. 2.27,г). Технология установки призонных и простых болтов различна. Работы по установке призонных болтов производят в следующей последовательности: сверление технологических отверстий с припуском на развертывание; развертывание отверстий комплектом разверток; подрезка отверстий; посадка болтов и сборка деталей соединения (шайбы, гайки, детали заземления); предварительная затяжка гаек; окончательное обжатие гаек. В случае использования простых болтов необходимо осуществить; сверление отверстий диаметром, указанным в установочном чертеже (подрезку отверстий); сборку соединения; предварительную затяжку гаек; окончательное обжатие гаек. Сверление отверстий в подавляющем большинстве слу чаев приходится выполнять непосредственно на судне. Для этой цели успешно применяют пневматические сверлильные машинки типа ИП-1011, РС-32, РМС-60М и другие, а также переносные сверлильные, станки с электромагнитным креплением типа СПС-50. Наиболее трудоемка разметка отверстий, которую стараются выполнить по отверстиям в лапах механизма. В этом случае для сверления необходимо снять механизм. Избежать этого удается применением универсальных кондукторов, шаблонов, макет-кондукторов. Точность расположения осей отверстий после сверления их в фундаменте пневматической машинкой по разметке с применением универсального кондуктора составляет 0,3 мм. Отверстия для монтажных единиц, имеющих большие допуски на установку (вспомогательные механизмы), стараются выполнить в цехах предприятия на стационарном оборудовании до постановки фундаментов на судне. Раз в ерт ывани е отв ер ст ий пр о и зво д ят непо ср е д ственно на судне, так как оно выполняется совместно на всех стягиваемых элементах. Отверстия под призонные болты должны быть обработаны по 6-7 квалитету и иметь шероховатость Rz <0,63 мкм. Стержень болта обрабатывают по замерам с места по последней чистовой развертке. Диаметр стержня должен обеспечивать гарантированный натяг 10-15 мкм. Развертывание выполняют за несколько проходов. Подрезка отверстий необходима для обеспечения плотного прилегания гаек и головок болтов к стягиваемым поверхностям. Ее выполняют специальной облицовочной зенковкой, установленной в приспособление. Установка призонных болтов производится двумя способами: запрессовкой ударами свинцовой или красномедной киянки или с предварительным охлаждением болта до температуры: –150 - –190 °С. В первом случае неизбежны задиры и уменьшение натяга, так как при запрессовке происходит смятие и срез микронеровностей болта и отверстия. Второй способ более технологичен и обеспечивает расчетный натяг в соединении. Болты охлаждают в ванне, куда из сосуда Дьюара заливают жидкий азот, имеющий температуру кипения -195,6 °С. Температуру охлаждения болта можно определить по формуле t2=t1+(∆+i)/αd, где t1 - температура помещения; ∆ требуемый натяг в соединении; i - технологический зазор для установки болта; α коэффициент линейного сжатия материала болта; d - диаметр болта при температуре помещения. На практике температуру контролируют по времени охлаждения болта. Температура -100 °С достигается примерно за 5 с, -190 °С за 12 с при расчете на 1 мм диаметра болта. Охлажденные болты захватывают щипцами и быстро ставят в отверстия, поверхность которых смазана солидолом. В результате увеличения диаметра болта при его нагревании до температуры помещения, обеспечивается требуемый натяг в соединении. Сборка резьбового соединения предусматривает обеспечение: - расчетного усилия затяжки. Неправильная затяжка приводит к раскрытию стыка или перегрузке болта. Примерно 25 % всех аварий происходит в результате неправильной сборки резьбовых соединений; - плотного прилегания головок болтов и гаек к соединяемым поверхностям. Так, при отклонении оси болта от перпендикулярности на 30° напряжение в теле болта увеличивается в два раза; - равномерности затяжки гаек; - стопорения гаек от самопроизвольной отдачи. Существуют различные способы контроля затяжки болтов: а) По усилию на ключе. При монтаже ответственных соединений применяют ключи с регулируемым крутящим моментом; б) По углу поворота гайки. После заворачивания от руки ключом стандартной длины гайку дополнительно доворачивают на угол 30—45°, для чего используют кусок трубы, увеличивающий плечо, или производят легкие удары кувалдой по ключу. Погрешность усилия затяжки при этом способе велика 18—20 %; в) Комбинированный, предусматривающий предварительную затяжку на 20-30 % Fз по усилию на тарированном ключе, а остальные 70-80 % обеспечиваются по углу поворота. Погрешность в этом случае не превышает 4-6 %. В процессе эксплуатации механизмов неизбежно самоотвинчивание гаек в узлах крепления. Механизм самоотвинчивания основан на законе, определяющем трение двух взаимодействующих твердых тел. Вибрационное нагружение вдоль оси болта вызывает раздельное движение поверхностей резьбы болта и гайки, а также элементов стыка. Причиной этого является утонение стержня болта и расширение гайки, вызванное осевым нагружением. Для предупреждения этого явления применяют различные способы стопорения. При установке стопорных шайб необходимо обеспечить плотное прилегание отгибаемых элементов к граням гайки и торцевой поверхности механизма. Выбор способа стопорения гаек зависит от величины и характера эксплуатационных нагрузок. В особо ответственных случаях устанавливают корончатые гайки со шплинтами. Электрифицированные механизмы необходимо устанавливать с заземлением электродвигателя на корпус судна для обеспечения требований техники безопасности по защитному заземлению механизмов от короткого замыкания. Заземление выполняют красномедной лентой или гибкими многопроволочными перемычками. Площадь поперечного сечения перемычки выбирают в зависимости от мощности электродвигателя, рода тока и величины напряжения. Одним концом перемычку заземления крепят болтом к корпусу электродвигателя, а другим — к торцевой поверхности планки, пригнанной и приваренной по месту к судовому фундаменту. Контроль качества монтажа Контроль качества монтажа сводится к проверке правильности расположения оборудования на судне, сравнению деформаций смонтированных механизмов со стендовыми и проверке соответствующих узлов крепления требованиям чертежа, отраслевых нормалей и Регистра. Существующие методы оценки качества монтажа делятся на две группы: без разборки и с разборкой агрегатов. Первая - более технологична и менее трудоемка. В связи с переходом к индустриальным методам постройки судов и повышением требований к точности монтажа механического оборудования, его координирования в зональных блоках и модулях расширяется применение лазерных измерительных систем. Они компактны, просты в обслуживании, обеспечивают высокую точность контроля на расстояниях 50 м и более и применяются для контроля плоскостности и прямолинейности, соосности, расположения осей и поверхностей, контроля линейных размеров. Широко применяется метод контроля качества монтажа механизмов, предусматривающий регулирование опорных нагрузок (рис. 2.33). На стенде завода-изготовителя собранный и обкатанный механизм 3 поднимают строго параллельно плоскости стенда на величину h. Подъем осуществляют динамометрами 2, заворачиваемыми в опорный фланец механизма. Величину подъема и параллельность контролируют индикаторами 1. Показания динамометров заносят в формуляр. При монтаже на судне добиваются повторения схемы стендовых нагрузок путем изменения положения механизма на фундаменте. Отклонение нагрузок Riм не должно составлять более 5 % от Riст. В отдельных случаях при низкой жесткости механизмов осуществляют контроль плоскостности опорной поверхности фундамента. Способ характеризуется высокой трудоемкостью, затрачиваемой на обработку опорной поверхности фундамента в одну плоскость, и заключается в следующем: механизм собирают на стенде, плоскость которого обработана с высокой степенью точности, а для повторения стендовой сборки на судне фундамент обрабатывают в одну плоскость с теми же требованиями. Ко второй группе контроля относят проверки соосности валов по изломам и смещениям, прямолинейности коленчатых валов, сопряжения шеек валов с подшипниками скольжения, качества зубчатого зацепления по относительным размерам пятен контакта по длине и высоте зубьев и величине бокового зазора.