Перейти к содержимому

Монтаж судовых механизмов: проблемы и решения

В 60-е годы прогресс судостроения характеризуется систематическим увеличением тоннажа, скорости хода и энерговооружённости судов. Увеличивались напряжённость механизмов, давления рабочих сред, температуры, нагрузки на подшипники, скорости вращения и, как следствие, износы трущихся частей.

В это время основное внимание технологов-судостроителей обращалось на сокращение трудоёмкости и длительности механомонтажных работ. В значительно меньшей степени получили развитие специальные технологические приёмы монтажа, повышающие надёжность судовых механизмов. Применяемые показатели для оценки сохранения качества стендовой сборки технически были не обоснованы. Для обеспечения надёжной эксплуатации редукторов, гидрозубчатых передач и автономных турбогенераторов на основании теоретических и экспериментальных исследований были разработаны методы монтажа, обеспечивающие воспроизведение стендовой сборки при монтаже механизмов на судах. Активное участие во внедрении этих методов на заводах отрасли принимали опытные специалисты А. П. Марков и В. Л. Норландер.

Сложившаяся ещё до недавнего времени технология установки судовых механизмов отличалась использованием тяжёлого ручного труда при подготовке фундаментов к монтажу механизмов. Для того, чтобы установить механизм, требовались тщательная пригонка по месту с большой точностью специальных подкладок прямоугольной или круглой формы, которые устанавливались между механизмом и фундаментом.

Специалисты ЦНИИТС поставили перед собой задачу облегчить труд монтажников и сократить трудоёмкость установки механизмов на фундамент. К этому времени химической промышленностью был создан ряд полимерных связующих материалов, обладающих высокими прочностными свойствами. Специалисты Н. К. Неделин и П. М. Сысоев предложили смелое решение: не устанавливать подкладок под механизм, а заполнять монтажный зазор составом, состоящим из бакелитовой смолы, древесных опилок и контакта Петрова. Свой состав авторы назвали БКД (бакелит - контакт Петрова - древесные опилки). Применение пластмасс БКД исключило необходимость обработки фундаментов.

Это новаторское решение явилось толчком к применению полимерных материалов в механомонтажном производстве. Успеху предшествовал длительный поиск путей сокращения трудоёмкости механомонтажных работ. Подсчитав и взвесив возможности, авторы предложения убедились в незначительной величине удельной нагрузки от веса механизмов на слой полимера. Новые лабораторные опыты подтвердили возможность промышленного применения новой технологии. В порядке экспериментальной поверки, на одном из транспортных судов был установлен вспомогательный механизм на слое пластмассы БКД. Жёсткие условия эксплуатации судна показали, что слой пластмассы БКД обеспечивает надёжность установки механизма.

Такой подход к вопросу установки механизмов на фундаментах открыл новую страницу в технологии судостроения не только в нашей стране, но и за рубежом.

Разработанная пластмасса БКД нашла широкое применение только при установке вспомогательных механизмов. Физико-механические характеристики пластмассы БКД сдерживали её использование при установке тяжело нагруженных главных двигателей.

Специалистам Д. Л. Гармашеву и А. П. Маркову потребовался длительный поиск, большая экспериментальная работа, прежде чем было найдено эффективное решение. В сотрудничестве с учёными Московского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева ими была разработана новая пластмасса, названная ФМВ (формируемая, малоусадочная, волокнистая), состоящая из резанного стекловолокна, асбеста, эпоксидной смолы и отвердителя ПЭПА. Создателям новинки было выдано авторское свидетельство на изобретение.

Большое сомнение вызывало у работников судостроительных заводов предложение об установке на этой пластмассе главных двигателей. И это неслучайно, ведь впервые в мировой практике предлагалось установить мощный ответственный двигатель по принципиально новой технологии.

В 1963 году на Адмиралтейском заводе на танкере "Егорьевск" была опробована новая технология, которая обеспечивала фиксированное положение двигателя как в процессе установки, так и в эксплуатации.

Случилось так, что танкеру "Егорьевск" было уготовано суровое испытание. При плавании в Бискайском заливе на судне произошли взрывы в танках и пожар, но на работоспособность главного двигателя это не повлияло. Так были рассеяны сомнения скептиков о ненадёжности пластмассы, её прочностных свойств и высокой температуре.

Однако опытное внедрение пластмассы ФМВ на этом не окончилось. Предстояло ещё создать необходимую оснастку для выполнения работ. Созданный специалистами ЦНИИТС смеситель для приготовления пластмассы и комплект устройств для введения пластмассы в монтажный зазор успешно решил задачу механизации трудоёмких операций. Применяемые в различных областях промышленности смесители для данной цели не могли быть использованы. Дело в том, что разработанная пластмасса существенно отличалась от всех применяемых до этого времени составов. В силу высокой вязкости пластмассам ФМВ требовались смесители, обладающие высокой мощностью и способностью качественного перемешивания компонентов, входящих в этот состав.

Специалисты института разработали конструкцию смесителя, который отвечал этим требованиям. Пластмасса "ФМВ" получила "права гражданства". В след за советскими судостроителями американские фирмы, а за ними и предприятия ФРГ, ГДР, ПНР в качестве компенсации неточности сопряжения механизмов с фундаментом стали использовать различные виды литьевых пластмасс.

На протяжении 10 - 12 лет технология монтажа ответственных механизмов была основополагающей в обеспечение сокращения трудоёмкости механомонтажа. При внедрении нового метода монтажа большой вклад внесли рабочие Л. А. Семёнов и Ж. И. Ефимов. Благодаря их энергии и инициативе удалось применить прогрессивную технологию на многих предприятиях отрасли.

Конец 70-х - начало 80-х годов ознаменовалось рядом новых исследований, направленных на совершенствование технологии монтажа механизмов с применением полимерных материалов. Накопленный опыт и достижения современной науки и техники позволили с новых позиций подойти к вопросам совершенствования монтажа. Зарубежными фирмами рекламировались установка механизмов на толстом слое жидкотекучей пластмассы, заливаемой в зазор между механизмом и фундаментом.

Задачу обеспечения оптимизации соединений механизмов с фундаментами поставил перед собой инженер Ю. В. Раздрогин. На основании выполненных исследований ему удалось обнаружить парадоксальный эффект, заключающийся в том, что введением в соединение податливого слоя полимера достигалась жёсткость соединения, обеспечивающая высокую надёжность. Объяснение такого явления заключалось в том, что полимер хорошо заполняет все микронеровности, увеличивает площадь контакта, а тонкий его слой, не превышающий 0,1 - 0,5 мм, практически не деформировался и не приводил к снижению прочности соединения.

Разработанная технология монтажа механизмов базировалась на применении в качестве заполнителя зазоров между механизмом и фундаментом металлических подкладок и лишь минимальный зазор в 0,1 - 0,5 мм заполнялся полимером, легко наносимым на сопрягаемые поверхности кистью. При этом исключалась обработка фундамента и обеспечивалось резкое снижение расхода пластмассы и высокая надёжность соединения.

Большой объём опытных работ, выполненных инженером Б. Д. Русачёнком, подтвердил приемлемость разработанного способа.

Однако поначалу промышленному внедрению нового технологического процесса пришлось преодолевать препятствия со стороны проектантов судов и заказчиков сомневавшихся в прогрессивности метода. Потребовалось два года на проведение большого объёма опытных работ, чтобы доказать преимущества прогрессивного метода монтажа.

Первое опытное внедрение технологии на заводе "Северная верфь", при установке рулевой машины на судне типа "ро-ро", рассеяло сомнение о неоправданной трудоёмкости при демонтаже механизма, а опыт эксплуатации - о недостаточной надёжности слоя пластмассы. Новая технология была применена на крупногабаритных главных двигателях ДКРН. Установка двигателя по прогрессивной технологии в 1975 году обеспечила успешную эксплуатацию судна.

Широкое внедрение новой технологии и длительный опыт эксплуатации механизмов обеспечивали возможность разработки отраслевого стандарта на установку механизмов с использованием тонкого слоя полимерного материала.

Возникновение и быстрое развитие пластмассового судостроения выдвинуло новую проблему - создание способов соединения металлических механизмов с фундаментами из стеклопластика.

После долгих поисков и проведения экспериментальных работ был найден способ, обеспечивающий технологичность конструкции, низкую трудоёмкость и гарантированную несущую способность. Таким эффективны техническим решением стало стандартное болтовое крепление в сочетании с тонким слоем полимерного материала, наносимым на сопрягаемые поверхности механизмов с фундаментами. Что касается технологии выполнения соединения, то она сводилась к приёмам и методам, которые используются при выполнении соединений механизмов с металлическими фундаментами.

Подводя итоги 30-летнего использования полимерных материалов при установке судовых механизмов и оборудования, следует отметить приоритет отечественной науки в создании нового направления. На протяжении этого периода учёными и инженерами ЦНИИТС проделана большая работа по созданию полимерных композиций, проведению экспериментальных работ и изучению опыта эксплуатации механизмов, установленных по этой технологии. Сегодня уже можно смело утверждать, что нет такого судна, на котором бы не применялась технология монтажа механического оборудования с применением полимерных материалов. Транспортные сухогрузные, рыбопромысловые суда, танкеры, морские и речные буксиры - вот далеко неполный перечень объектов, на которых применяется прогрессивная технология.

Источник:

Флагман технологии судостроения: очерки по истории ЦНИИТС / Ф 69 С. Н. Адаменко, Л. Ц. Адлерштейн, В. М. Александров и др. - Л.: Судостроение, 1989. - 248 с.: ил.

Флагман технологии судостроения

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.