1. Технология пробивки теоретической оси валопровода
В зависимости от конструкции валопровода, основной характеристикой которого
является его длина, применяют несколько способов центровки теоретической
оси валопровода как при постройке, так и при ремонте судов.
Под длиной валопровода подразумевается расстояние от кормового подшипника
главного судового дизеля до дейдвудной опоры.
Положение теоретической оси валопровода определяется центрами мишеней,
установленных по плазовым координатам при постройке судна и
материализованных на ремонтируемом судне положением дейдвудной трубы, а
также отверстием на носовой переборке машинного отделения или положением
фланца главного дизеля.
Теоретическую ось валопровода пробивают с помощью стального стеклиня или
светового луча оптического прибора.
Теоретическая ось может быть материализована тонкой стальной проволокой
(стеклинь), натянутой подвешенным на конце ее грузом.
Необходимое усилие натяжения стеклиня зависит от его диаметра .
Пробивку оси с помощью стального стеклиня допускается производить для
валопроводов длиной не более 15 м, причем необходимо учитывать провисание
стеклиня от собственного веса.
Провисание струны , мм, можно определить по формуле В. К. Качурина:
, где – ускорение свободного падения, м/с2;
– масса одного метра струны, кг;
– расстояние до ближайшей точки закрепления струны, м;
– длина струны, м;
– сила для натяжения струны, Н.
Более точно теоретическая ось может быть пробита при помощи оптического
прибора или светового луча.
Первая пробивка световой линии производится для проверки положения
фундаментов под главные машины и подшипники валопровода, а также положения
кронштейнов и мортир на двухвинтовых судах или яблоках ахтерштевня на судах
с одновальной установкой.
За исходную базу при пробивке световой линии принимают геометрическую ось
дейдвудной трубы при одновальной или кронштейна гребного вала при двух- и
при трехвальной установках.
Второй базовой точкой, через которую проходит ось валопровода, является
точка, нанесенная на носовой переборке машинного отделения во время
постройки судна (рис. 1) по данным теоретического чертежа с плаза.
Для того, чтобы сохранить положение этих базовых точек на мортире или
яблоке ахтерштевня, во время постройки наносят контрольную окружность, по
которой можно восстановить положение оси валопровода. Аналогичным образом
при постройке наносят окружность на носовой переборке машинного отделения
для тех же целей.
В случае отсутствия указанных контрольных окружностей за базы принимают
центр кормового отверстия дейдвудной трубы и центр носового коренного
подшипника главного дизеля или в отдельных случаях центр носового отверстия
дейдвудной трубы. Перед пробивкой световой линии выверяют положение корпуса
судна на кильблоках и устанавливают неподвижные указатели (реперы), по
которым ведут наблюдение за деформацией корпуса во время ремонта
валопровода.
На всех поперечных переборках, в опорных подшипниках, в отверстиях
кронштейна гребного вала, в кормовом и носовом подшипниках дейдвудной трубы
устанавливают деревянные шторки с отверстием в середине диаметром 50–70 мм.
Торцы кронштейна, мортиры и поверхность переборок в районе прохождения вала
покрывают меловой краской.
Отверстия деревянных шторок закрывают раздвижными мишенями. При помощи этих
мишеней можно передвигать положение отверстия.
После установки мишеней натягивают стеклинь, который пропускают через
отверстие на носовой переборке машинного отделения, через отверстие шергеня
у мортиры для одновальной установки или у кормового шергеня за кронштейном
гребного вала при двухвальной установке и сквозь щели мишеней. Шергенем
называется неподвижная стойка с отверстием, центр которого лежит на
теоретической оси валопровода.
Стеклинь в данном случае используют только как средство, облегчающее
установку мишеней по горизонтали. После удаления стеклиня на носовую
переборку машинного отделения или за кормовой шергень устанавливают
электрическую лампочку мощностью 300–500 Вт, с точечным накалом, свет
которой виден через кормовой шергень. Мишени устанавливают по свету, при
этом отверстие обычно не превышает 0,75–1,00 мм.
Пробивку световой линии считают законченной, когда через отверстия всех
мишеней будет уловлен световой луч, который исходит от источника света,
расположенного за носовой машинной переборкой.
Используя отверстия мишеней как центры подшипников, соответствующих оси
валопровода, с помощью циркуля производят их разметку.
Разметку наносят на торцевые поверхности вкладышей или на корпус
подшипников в виде контрольных окружностей.
Одновременно проверяют контрольные окружности на торцах мортиры,
кронштейнов и переборках.
После разметки и нанесения рисок вторично проверяют световую линию с целью
установления того, что мишени при нанесении рисок не сбиты. Проверку
световой линии и ее предъявление для контроля производят ночью, когда
выравнивается температура всех металлических частей корпуса.
После производства расточки отверстий кронштейна гребного вала, дейдвудной
трубы и т. д. может быть произведена контрольная проверка оси валопровода
путем установки по центрам расточенных отверстий мишеней и пробивки ее по
свету.
Пробивка осей валопровода с помощью света имеет недостаток, заключающийся в
рассеивании (дифракции) лучей света при прохождении его через мишени.
При прохождении света через две мишени поле света имеет значительные
размеры, а улавливание луча «на яркость» зависит от положения наблюдателя и
то субъективных качеств его зрения.
Для пробивки осей валопроводов применяют также различные оптические
приборы, к которым относятся коллиматор с телескопом, нивелир и визирная
труба стандартных геодезических приборов. Нивелир находит применение для
пробивки осей валопроводов с внутренним сверлением.
В основу использования коллиматора заложен способ определения
геометрической оси валопровода с помощью линз и сферических зеркал. Вместо
коллиматора в настоящее время применяют более простую визирную трубу.
При пробивке световой линии на расстоянии, не превышающем 25 м,
рекомендуется применять визирную трубу теодолита марки Т-5, при больших
расстояниях – визирную трубу прецизионного нивелира марки НА-1.
Основными узлами визирной трубы (рис. 2) являются: объектив 3, фокусирующая
линза 4, сетка с перекрестием штрихов 5 и окуляр 6.
Если перед объективом на каком-либо расстоянии поместить прозрачную
мишень 2 с нанесенными на ней делениями и осветить ее электрической
лампочкой 1, то, наблюдая через окуляр, можно видеть на прозрачной сетке
визирной трубы деления прозрачной мишени. В том случае, когда мишень
находится на одной оси с визирной трубой и перпендикулярна ей, штрихи
делений мишени и перекрестие сетки совместятся в центре мишени.
При размещении электрической лампочки перед окуляром можно спроектировать
перекрестия сетки на мишени, расположенную на расстоянии от визирной
трубы.
Этим и отличаются между собой два способа центровки валопроводов с помощью
визирной трубы. Следовательно, по первому способу проектирования
непосредственно наблюдают мишень в окуляр трубы, а по второму – перекрестие
сетки визирной трубы на мишени.
В первом случае мишени можно изготовлять из органического стекла для лучшей
наводки на них визирной трубы. Но чаще применяют металлические мишени с
белой матовой поверхностью, освещаемой лампой мощностью 40 Вт.
Лампа имеет рефлектор, предотвращающий непосредственное попадание лучей
света в объектив визирной трубы. Во втором случае визирную трубу
дополнительно снабжают проекционной насадкой. Точность, достигаемая первым
способом, несколько выше, чем вторым.
Если установить визирную трубу на кормовой шергень таким образом, чтобы ось
трубы проходила в центре ближайшей мишени, выверенной по контрольным рискам
на мортире, дальняя же мишень была бы установлена на базовой точке,
отмеченной на носовой переборке, то в том случае ось визирной трубы будет
соответствовать направлению оси валопровода. Используя другие мишени, можно
зафиксировать положение оси валопровода в необходимых поперечных сечениях
(переборки, подшипники и т. д.).
В настоящее время для центровки теоретической оси валопровода на крупных
заводах стали применять точные оптические приборы для проверки
прямолинейности, плоскостности и соосности, такие, например, как оптические
струны ДП-477, ППС-11, ДП-725 или автоколлимационная оптическая струна ОС-
ЗМ.
Оптическая струна ДП-477 предназначена для установки в прямую линию
(оптическую ось), а также для измерения отклонений от прямолинейности на
больших расстояниях.
Оптическая струна состоит из двух отдельных элементов (рис. 3) – светящейся
точечной марки I и визирной трубы II.
Нить лампы 1 проектируется коллектором 2 на точечную диафрагму 3. Эта часть
оптической схемы образует точечную марку I. Марка снабжена пятью точечными
диафрагмами с диаметрами: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 и 0,5 мм. Вторая часть
оптической схемы образует визирную трубу II. Она состоит из сферического
мениска 5 и наблюдательного микроскопа III.
Для удобства работы ход лучей в микроскопе изломан с помощью призмы 9.
Изображение диафрагмы 3 точечной марки I с тем или иным увеличением в
зависимости от дистанции проектируется объективом 6 в предметную плоскость
микроскопа III. Микрообъектив 6 переносит изображение в плоскость окулярной
сетки 8, где оно рассматривается через окуляр 7 глазом наблюдателя.
Плоскопараллельная пластина 4 является оптическим компенсатором; наклоны ее
позволяют измерять смещение точечной диафрагмы 3 с оптической оси. Принцип
действия прибора заключается в следующем. Перемещают марку и, если
последняя имеет отступления от прямолинейности, точечная диафрагма 3
смещается с оптической оси. Это вызывает смещение изображения точечной
диафрагмы в предметной плоскости микроскопа III и в плоскости сетки 8.
Таким образом, отступление от прямолинейности в конечном итоге наблюдается
как смещение изображения точки относительно перекрестия окулярной сетки.
Вращение микровинта (на схеме не показано), барабан которого имеет цену
деления, равную 0,001 мм, совмещают наклоном пластины 4 изображение
диафрагмы со штрихом сетки и отсчитывают по барабану винта величину
отступления от прямолинейности в данной точке в микрометрах.
При пробивке теоретической оси валопровода с помощью оптического прибора
его установка должна осуществляться при помощи приспособления, конструкция
которого позволяет изменять положение прибора при его центрировании по
базовым мишеням.
Если на носовой и кормовой переборках машинного отделения зафиксированы
точки, через которые проходит ось валопровода, то, очевидно, совмещая ось
вала главного дизеля с линией, соединяющей эти точки, можно с достаточной
точностью смонтировать главный дизель на машинном фундаменте.