научная статья по теме РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И УСТРОЙСТВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И УСТРОЙСТВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ»

ОРГАНИЗАЦИЯ VI ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2015

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И УСТРОЙСТВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

А. А. Ива, канд. техн. наук, тел. (812) 6106589,

И. В. Грачёв, О. Е. Фёдорова (АО «ЦТСС») удк 629.5.061.1-036.6

Полимерные компенсаторы — это заливаемые в монтажные зазоры плоские прокладки или цилиндрические втулки из пластмасс холодного отверждения, применяемые при монтаже судовых механизмов, оборудования, валопроводов и устройств. Применение полимерных компенсаторов позволяет существенно уменьшить продолжительность и трудоёмкость монтажных работ, повысить их качество. При этом они обладают вибродемпфирующими свойствами, что значительно улучшает условия работы механизмов и устройств. Специалистами АО «ЦТСС» еще в 60-е годы [1, 2] прошлого века были разработаны способы монтажа с использованием пластмассы БКД на основе бакелита, малоусадочных пластмасс на основе эпоксидной смолы — ФМВ, ЖМ-250 и ЖМ-150ПК (рис. 1—3).

Полимерные компенсаторы при монтаже и ремонте главных двигателей, вспомогательных механизмов, валопроводов, рулевых устройств [3] применялись на большом количестве судов и подводных лодок. Так, например, в 1985 г. в эксплуатации находилось более 350 судов, на которых были использованы полимер-

ные компенсаторы при монтаже валопроводов. Валопроводы подводных лодок с 70-х годов прошлого века и по настоящее время устанавливаются с применением полимерного состава ЖМ-150ПК.

Однако начиная с 90-х и по 2000-е годы, в связи с экономическим кризисом в России, направление применения полимерных компенсаторов практически не развивалось. Разработанная ранее техническая документация, технологическое оснащение и полученный опыт постепенно устарели или были утеряны. В этот период в отечественное гражданское судостроение пришли зарубежные технологии [4] с сервисным обслуживанием и использованием таких полимерных материалов, как «Еросаэ1 36» (Германия), EPY (Польша), а также — «Бельзона» (Англия). Зарубежные технологии и материалы применяются, например, на Адмиралтейских верфях, Балтийском заводе, Северной верфи, Волгоградском, Ярославском, Амурском судостроительных заводах, заводе «Янтарь», ПО «Севмаш» и др.

В настоящее время АО «ЦТСС» разработана технология монтажа судовых механизмов, оборудова-

ния, валопроводов и устройств с применением отечественных полимерных компенсаторов нового поколения. Выполнены следующие работы:

— создан двухкомпонентный полимерный материал нового поколения ЭПМ;

— исследовано напряжённо-де-формированнное состояние полимерных компенсаторов применительно к современным узлам креплений главных и вспомогательных механизмов, валопроводов и рулей;

— разработаны соответствующие технология и средства технологического оснащения (СТО).

Так, разработана рецептура нового двухкомпонентного полимерного материала холодного отверждения ЭПМ, предназначенного для изготовления компенсаторов в узлах крепления судового оборудования, механизмов, устройств и валопроводов. Прошли испытания экспериментальных и опытных образцов (рис. 4).

Новый полимерный материал по своим физико-механическим свойствам превосходит используемый в настоящее время отечественный материал ЖМ-150ПК и не уступает импортным аналогам (таблица).

В результате были разработаны технические условия литера «О» на полимерный материал нового поколения и технология его изготовления.

При исследовании напряжённо-деформированнного состояния полимерных компенсаторов применительно к современным узлам креплений главных и вспомогательных механизмов, валопроводов и рулей были определены значения и полу-

Конструкция узла крепления главного двигателя 8ДР 43/61 к судовому фундаменту:

1 — лапа двигателя;

2 — проходной болт;

3 — прокладка из пластмассы ФМВ;

4 — полка фундамента

Рис. 2. Конструкция дейдвудного устройства с применением полимерных компенсаторов:

1 — яблоко ахтерштевня; 2, 7 — полимерный компенсатор (материал ЖМ-150ПК); 3 — дейдвудная труба; 4, 5 — подшипник; 6 — приварыш

. Схема опоры рулевого

устройства с применением полимерного компенсатора:

1 — подшипник; 2 — промежуточная втулка; 3 — полимерный материал (компенсатор);4 — мортира;

5 — ограничительное кольцо;

6 — технологическое уплотнение; 7 — баллер

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2015

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

Рис. 4. Материал ЭПМ в виде пластины (а) и его образцы для определения физико-механических характеристик (б, в, г)

Сравнительные основные характеристики отечественных и зарубежных полимерных материалов для судовых монтажных компенсаторов

Наименование материала Предел прочности, МПа Ударная вязкость, кДж/м2 Модуль упругости при сжатии, МПа Время жиз-неспособности при 20 °С, мин

при сжатии при растяжении при сдвиге

ЭПМ (Россия) 178,8 53,8 72,0 11,7 5154 50

ЖМ-150ПК (Россия) 140,0 51,1 13 —15 9,7 4660 50

Пластмасса ЖМ-100ПК 120 _ 13 —15 — — 60

(Россия)

Epocast 36 (Германия) 164 49,4 _ — 5610 30

Chockfast Orange (США) 131 34 37,3 — 3682 30

EPY (Польша) 169,0 45,9 59,1 11,9 4915 30

чены картины распределения нормальных, касательных и эквивалентных напряжений (рис. 5—7) для типовых конструкций. Установлено сложнонапряженное состояние полимерных компенсаторов и что необходим расчет возникающих в них условных давлений и напряжений. По

результатам исследований разработаны расчетные методы определения условий применения полимерных компенсаторов.

При разработке технологии и СТО для изготовления компонента № 1 (основы ЭПМ) было создано специальное оборудование.

Смешивание компонента № 1 с компонентом № 2 при монтаже на судне предусматривается с помощью дрели с мешалкой или специального переносного смесителя (рис. 8).

Основные технические характеристики переносного смесителя

Частота вращения вала,

об/мин .....................100—500

Номинальная мощность привода,

кВт ..............................0,37

Электрическое напряжение, В ........380

Основной конструкционный материал.....сталь 12Х18Н10Т

Габаритные размеры, мм:

длина ............................400

ширина...........................430

высота............................825

Масса перемешивающего устройства, кг ......................26

Смеситель состоит из штатива, кронштейна с электродвигателем и круглого столика (для установки бан-

б)

в)

АН

JHÜI

н - ¡м'Г"

о •

>

"-— —

Рис. 5. Распределение нормального напряжения О^ возникающего в плоских полимерных компенсаторах при действии суммарной нагрузки; а, б, в — полимерные компенсаторы с 1, 2 и 4 отверстиями соответственно

Рис. 6. Распределение эквивалентного напряжения по внутренней

поверхности компенсатора валопровода для модели с учетом (а) и без учета (б) адгезии

Рис. 7. Распределение напряжений по полимерному компенсатору в опоре руля (верхнего штыря]

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2015

Рис. 8. Смешивание компонентов ЭПМ:

0 — при помощи ручной дрели; б — с помощью переносного смесителя;

1 — банка компонента № 1; 2 — дрель; 3 —мешалка; 4 — смеситель

Цилиндрические монтажные зазоры макетов опор валопрово-да и руля заполнялись самотеком через воронку или принудительным способом с помощью пневмо-ёмкости.

Демонтаж макетов узлов креплений после отверждения полимерного материала ЭПМ (рис. 12) подтвердил, что разработанная технология обеспечивает качественный монтаж полимерных компенсаторов нового поколения и может быть использована при монтаже.

По результатам отработки технологии и СТО разработаны технические требования к узлам крепле-

блока подтвердила характеристики и целесообразность его применения. АО «ЦТСС» поручено разработать сертификационные документы о допуске этого нового материала к применению при монтаже оборудования.

Применять новую импортозамещающую технологию с использованием полимерных компенсаторов нового поколения предлагается при постройке, ремонте, модернизации судов, кораблей и подводных лодок всех типов и назначений. Для внедрения этой технологии необходимы:

Рис. 9. Макеты для отработки технологии монтажа плоских полимерных компенсаторов нового поколения:

о, б, в — макеты узлов креплений соответственно с 1, 2, 4 крепежными болтами

Рис. 10. Макеты опоры валопровода (о) и опоры руля (б) для отработки технологии монтажа цилиндрических полимерных компенсаторов нового поколения

ки с компонентом № 1) на подшипниковой опоре, способного вращаться вокруг своей оси.

Мешалка представляет собой комбинированную конструкцию лопастей и рамных элементов.

Разработана также технология заполнения монтажных зазоров, включая исследование и определение материалов заливочных уплотнений, антиадгезионных покрытий на макетах типовых судовых узлов креплений (рис. 9 и 10). При этом заполнение плоских монтажных зазоров выполнялось в соответствии со схемой, приведенной на рис. 11.

ния, технология монтажа судового оборудования, механизмов, валопроводов и устройств, рабочая конструкторская документация на СТО для крепления оборудования с использованием полимерных компенсаторов нового поколения. В настоящее время в АО «ЦТСС» создаётся участок по изготовлению полимерного материала ЭПМ для обеспечения судостроительных и судоремонтных предприятий.

Проведённая в ОАО «ПО «Сев-маш» опытная заливка отечественного полимерного материала нового поколения при монтаже зонального

Рис. 11. Схема заливки ЭПМ при монтаже судовых механизмов и оборудования:

1 — лапа механизма; 2 — банка с ЭПМ; 3 — заливочная стенка; 4 — полка фундамента; 5 — пробка (имитатор болта); 6 — полимерный материал ЭПМ; 7 — заливочное уплотнение

— определение дополнительных характеристик полимерного материала ЭПМ для одобрения Российским морским регистром судоходства и прохождения межведомственных испытаний (МВИ);

— разработка, согласование с Российским морским регистром судоходства технических условий на полимерный материал ЭПМ;

4

5

6

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2015

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

Рис. 12. Макеты с полимерными компенсаторами после их заливки и отверждения:

о — плоский полимерный компенсатор после демон

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»