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 слу­чаев 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.

Развертывание отверстий производят непосред­ственно 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 R_z <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 % F_з 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.