Выбор и изготовление компенсирующих звеньев

Монтаж судовых механизмов производят не на опорных поверхностях фундаментов, а на компенсирующих звеньях, т.е. на подкладках. Это происходит из-за трудности взаимной пригонки больших опорных поверхностей фундаментов и корпусов устанавливаемых механизмов, а также зачастую из-за необходимости соосного монтажа взаимосвязанных механизмов. Прокладки или клинья должны обеспечивать надежное крепление и минимальную трудоемкость монтажа механизмов. Эти требования для одного и того же механизма могут быть удовлетворены при различных конструкциях и материалах прокладок. Окончательный выбор определяется технологичностью конструкции компенсирующего звена и техническими возможностями завода – строителя судна.

По типу и материалу компенсирующие звенья делятся на:

· неметаллические: пластмассовые и деревянные прокладки;

· металлические;

· резиновые и пружинные амортизаторы.

I тип. Неметаллические компенсирующие звенья.

Прокладки из пластмасс – это наиболее технологичное компенсирующее звено, применение которого полностью исключает ручные пригоночные операции при монтаже механизмов. Пластмасса заполняет неровности опорных поверхностей, а также монтажные зазоры и в таком виде отверждается. При применении пластмасс обработка судового фундамента, точное измерение толщины прокладок, их изготовление на станке и пригонка по месту не нужны.

Пластмассы должны отвечать определенным требованиям:

- достаточно высокие механические свойства (δ_сж=800 – 1200 кг/см²) и незначительная усадка после отверждения – не более 0,5%;

- возможность приготовления и отверждения в различное время года при нестабильных температурных условиях судна и цеха;

- время перехода пластмассы из жидкотекучего (вязкого) состояния в твердое должно быть не менее одного часа для формирования прокладок и заполнения пластмассой монтажных зазоров;

- отсутствие ползучести и стойкость при условиях эксплуатации механизма (повышение температуры опорных поверхностей до 50-60°).

Пластмасса состоит из нескольких компонентов: основы, отвердителя, пластификатора и наполнителя, смешивание которых в строго определенной пропорции после отверждения должно давать свойства, которые удовлетворяют вышеупомянутым требованиям. В данное время монтаж судовых механизмов выполняется на подкладках из пластмасс БКД (бакелит – контакт – дерево) и ФМВ (формируемая малоусадочная волокнистая).

Деревянные прокладки применяют для нецентрируемого оборудования, их изготавливают из твердых пород древесины (бук, дуб, ясень) с влажностью не более 15 %. Деревянные прокладки имеют невысокий предел прочности при сжатии δ_сж ≥ 460 кг/см². С течением времени возможно усыхание и растрескивание древесины, что приводит к ослаблению крепления механизма. Кроме того, необходима пригонка прокладок «по месту». Поэтому деревянные прокладки целесообразно применять при монтаже только отдельных механизмов с жестким корпусом (насосы, вентиляторы и др.), имеющих крепление к вертикальным и потолочным фундаментам, когда затруднительно использование пластмассы БКД. Для защиты от загнивания прокладки перед окончательной установкой проваривают в олифе.

Таблица 2. Допускаемые зазоры в узлах крепления и методы их контроля при установке механизмов на выравнивающих и деревянных подкладках.

II тип. Металлические жесткие компенсирующие звенья.

Металлические прокладки изготавливают из углеродистой стали марок Ст.3 и Ст.3С.

В отличие от пластмассовых компенсирующих звеньев металлические прокладки и клинья сохраняют геометрические размеры и свойства при изменении температурных и других условий на судне. Однако для исключения деформаций механизмов при затяжке фундаментных болтов необходимо обеспечить плотное прилегание прокладок и клиньев к опорным поверхностям механизма и фундамента, что достигается трудоемкой ручной пригонкой клиньев и тщательной обработкой фундамента. Поэтому целесообразно ограничить номенклатуру механизмов, монтаж которых в настоящее время пока выполняют с использованием металлических компенсирующих звеньев. Размеры прокладок и клиньев выбирают в зависимости от удельного давления и материала корпуса механизмов. Величина удельного давления не должна превышать:

а) для стальных корпусов механизма [q] = 400 кг/см²;

б) для корпусов из чугуна, силумина и других материалов [q] = 200 кг/см².

Ширина прокладки не должна превышать ширины полки фундамента.

Расстояние между опорными поверхностями окончательно отцентрованного механизма и фундамента измеряют с высокой точностью с помощью специального микрометрического глубиномера, индикаторного нутромера или набора мерных плиток с добавлением пластинок щупа. По результатам измерений в цехе изготавливают прокладки и клинья необходимой высоты.

Контроль качества сопряжения прокладок с опорными поверхностями механизма и фундамента производят при незакрепленных фундаментных болтах. Для механизмов, установленных на вертикальных и потолочных фундаментах, проверка производится при двух затяжных и остальных слегка отжатых болтах.

Таблица 3. Допускаемые зазоры в узлах крепления и методы их контроля при установке механизмов на клиновых и регулируемых подкладках.

III тип. Резино-металлические упругие 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.

Амортизаторы, которые применяют в узлах крепления для звукоизолирующей и противоударной защиты механизмов, должны отвечать следующим требованиям:

- иметь достаточно высокие прочностные и упругие характеристики, мало отличающиеся для каждого амортизатора;

- обеспечивать перепад звуковых вибраций по общему уровню не менее чем на 15-20 дБ;

- обеспечивать монтаж и эксплуатацию при нестабильных температурных условиях судна;

- не иметь ползучести и обладать стойкостью при условиях эксплуатации механизма;

- быть технологичными при креплении к механизму и фундаменту.

Типоразмер амортизаторов выбирают в результате расчета в зависимости от веса механизма и схемы расположения амортизаторов в креплении. Для эффективной работы амортизатора статическую нагрузку на него рекомендуют принимать близкой к номинальной. Удовлетворение требований к амортизаторам обеспечивают в первую очередь свойства резины как конструкционного материала. Полезными свойствами резины являются высокая звукоизолирующая способность, прочность, постоянство упругих характеристик во времени, легкость придания всевозможных форм, стойкость к агрессивным жидкостям (масло, топливо, морская вода), а также возможность прочного крепления к металлам.

В зависимости от характера прилагаемой нагрузки характеристики жесткости делят на статические и динамические (вибрационные и ударные), которые используют при расчете амортизирующего крепления механизма. Амортизаторы имеют большую разницу в жесткостях на сжатие в вертикальном направлении и сдвиг в плоскости крепления. Чтобы компенсировать различие в жесткостях в плоскости крепления амортизаторов, применяют шахматное расположение опорных амортизаторов или дополнительно ставят боковые упорные амортизаторы.

По разбросам деформаций в вертикальном направлении под действием сжимающей статической нагрузки амортизаторы разделены на три группы: нормальной, пониженной и повышенной жесткости. Для крепления механизма надлежит подбирать амортизаторы только одной из групп жесткости.

Амортизаторы изготовляют с применением маслостойких резин. Которые допускают длительную эксплуатацию при температуре от -5 до +70 °С в присутствии паров масла и топлива, а также возможного обливания агрессивными жидкостями.

Длительное сжатие резины под действием постоянной нагрузки может вызывать необратимые деформации резины. Для амортизаторов используют сорта резины, которые дают усадку в течение первого месяца эксплуатации не более 2-5% высоты упругого элемента амортизатора; в последующее время усадка должна практически прекратиться.

Для возможности колебаний амортизированных механизмов необходимо обеспечить между механизмом и корпусными конструкциями зазоры значительно большей величины, чем при жестком креплении механизма. Отклонения по высоте опорных амортизаторов от фундамента и деформации амортизаторов от действия веса механизмов компенсируют с помощью выравнивающих шайб или прокладок.

Высоту выравнивающих шайб или прокладок определяют при окончательном положении механизма, установленного на жестких регулируемых опорах – отжимных приспособлениях. В этом положении механизма рама не должна касаться отдельных амортизаторов, что исключает их перегрузку. Расположение и количество жестких опор выбирают таким образом, чтобы отсутствовала деформация рамы после установки механизма на опоры.

Таблица 4. Допускаемые зазоры в узлах крепления и методы их контроля при установке механизмов на амортизирующих элементах.