Промышленная геодезия: измерение коленчатого вала MAN B&W 6L 58/64.

Поступил заказ на проточку и шлифовку шеек (рамовых и мотылёвых ) коленчатого вала главного двигателя корабля.

Для выполнения ремонта требовалось провести дефектовку. Для этого мы использовали собственную промышленную геодезию на базе измерительного инструмента Leica AT403. 

Для восстановления шеек использовали мобильное токарное оборудование. Процесс ремонта можно узнать в данной публикации. В этой публикации отчет по процессу и результатам измерений.

Методология и объем работ

Для исключения погрешностей, вызванных собственным весом и прогибом вала, был реализован комплексный подход:

1. Установка вала. Вал размещен на трех призмах с равномерным распределением центров масс.
2. Многократные измерения. Оси центров всех рамовых шеек измерялись координатно-измерительной системой (лазерный трекер) путем сканирования по 40-50 точек на каждый цилиндр.
3. Исключение системных погрешностей. Процедура измерений была повторена четыре раза с поворотом вала на 90° после каждого замера. Это позволило нивелировать влияние возможного провисания на опорах.
4. Определение истинной геометрии. Итоговая кривизна оси рамовых шеек определена как среднее арифметическое всех четырех измерений, что гарантирует высокую достоверность результата.

Результаты всех измерений будут предоставлены в виде отчета с схематичными изображениями , таблицами результатов замеров и диаграммами.

Процесс выполнения работ

— Анализ технической документации.

— Транспортировка вала и измерительного оборудования на площадку.

— Проведение измерений в соответствии с утвержденной методикой.

Процесс измерений:

Положение и названия шеек

Оси шатунных и рамовой шеек построенные из измеренных осевых точек цилиндров, через которые проведена линия. 

цилиндры 1к-8к — рамовые шейки ; 

цилиндры 3ш, 4ш — шатунные шейки 1 оси; 

цилиндры 2ш, 5ш — шатунные шейки 2 оси; 

цилиндры 1ш, 6ш — шатунные шейки 3 оси. 

Геометрия коленвала по рамным шейкам (шатунные шейки 2 оси вверх)

На картинке снизу показаны отклонения от средней линии (далее ось рамных шеек) построенной по центарльным конечным точкам каждой рамной шейки. Отклонения имеют дугообразный характер прогибом вверх около 1мм.

Геометрия коленвала по рамным шейкам (шатунные шейки 1 оси вверх)

На картинке снизу показаны отклонения от средней линии (далее ось рамных шеек) построенной по центарльным конечным точкам каждой рамной шейки. Отклонения имеют дугообразный характер прогибом вверх около 1мм.

Вид сбоку 2 установка шатунные шейки 1
оси вверх

Геометрия коленвала по рамным шейкам (шатунные шейки 3 оси вверх)

На картинке снизу показаны отклонения от средней линии (далее ось рамных шеек) построенной по центарльным конечным точкам каждой рамной шейки. Отклонения имеют дугообразный характер прогибом вверх около 0,6 мм.  

Вид сбоку 3 установка шатунные шейки 3 оси вверх

Геометрия рамных шеек

Геометрия шатунных шеек

Фотографии ремонтной рамной шейки №4

Фотографии ремонтной рамной шейки №5

Фотографии ремонтной рамной шейки №6

Фотографии ремонтной шатунной шейки №2

Фотографии ремонтной шатунной шейки №3

Карта замеров раскепа

Вывод 

Измерения коленчатого вала проводили, установив его на 2 опоры одинаковой высоты под рамные шейки 3 и 6 (стр. 3). Замеры выполняли с 2-мя поворотами на 120°, шатунными шейками вверх. После 3-х измерений получили систематический прогиб вала в 1 сторону, изгибом вверх не более 1 мм. В результате можно сделать вывод о том, что вследствие упругих деформаций коленвал изгибается и не имеет серьзных отклонений в геометрии,а также не нуждается в процедурах по ее восстановлению. 

Рекомендации по ремонту 

В при внешнем осмотре поверхностей мотылевых и рамных шеек и после измерения их диаметров в различных плоскостях выявлено 5 шеек для обязательного ремонта. 

Рамные шейки . 

• Рамная шейка №4 имеет круговые риски и вкрапленный в основной металл баббит (схватывание) 
• Рамная шейка №5 имеет круговые риски и вкрапленный в основной металл баббит (схватывание) 
• Рамная шейка №6 имеет круговые риски и вкрапленный в основной металл баббит по большой площади (схватывание) 

Мотылевые шейки. 

• Мотылевая шейка №2 имеет большой износ с выработкой эллипсной формы (разность диаметров в плоскостях под 90 градусов до 0,72 мм, вкрапления баббита, базовые галтели взначительной части (90 процентов) схвачены баббитом. 
• Мотылевая шейка №3 имеет отчетливый пригар в средней части и круговые риски. 

На основании вышеуказанного предлагается: 

Ремонт мотылевой шейки №2 произвести в 3 перехода 

1. восстановить геометрию поверхности 2-х базовых галтелей орбитальношлифовальным станком (шлифовка+полировка) 
2. 2-лезвийная обработка шейки в ремонтный размер с устранением эллипсности и обеспечением номинального положения оси шейки с помощью токарношлифовального орбитального станка. 
3. Шлифовка-полировка шейки с помощью токарно-шлифовального орбитального станка. 

Остальные шейки восстановить отбитально-шлифовальным станком шлифовкойполировкой до устранения поверхностных дефектов с соблюдением отклонений формы поверхностей и их взаимного расположения. Остальные поверхности можно полировать при необходимости.