MAN B&W 50-98MC: Поршень со штоком и сальником

Поршень и шток

Поршень состоит из двух составных частей:

• Головки поршня
• Юбки поршня

Головка поршня крепится к верхней части штока с помощью болтов. Болты застопорены стопорной проволокой.

Юбка поршня крепится к головке поршня с помощью болтов с отбортовкой. Болты застопорены стопорной проволокой. Сверху головка поршня имеет теплостойкое покрытие. Головка поршня имеет канавки с хромовым покрытием для четырех поршневых колец. Два верхних могут быть увеличенной высоты.

Все поршневые кольца имеют косой разъем:

• на поршневых кольцах №№ 1 и 3 -правый, и
• на поршневых кольцах №№ 2 и 4 -левый.

В верхней части головки поршня имеется канавка для установки подъемных приспособлений.

Шток поршня имеет сквозное отверстие для трубы охлаждающего масла, которая крепится к верхней части штока поршня посредством болтов с отбортовкой.

Охлаждающее масло подается по телескопической трубе к крейцкопфу и проходит по сверлению в основании штока поршня и через трубу охлаждающего масла в штоке к головке поршня.

Масло проходит через ряд отверстий в ребрах жесткости головки поршня и поступает в пространство вокруг трубы охлаждающего масла в штоке поршня.

Из отверстия в пятке (основание) штока поршня масло направляется через крейцкопф к сливному колену и далее в трубу с прорезью внутри картера двигателя, а также через датчики контроля потока и температуры масла.

Нижнее основание штока поршня опирается на торцевой вырез в поперечине крейцкопфа и направляется трубой в крейцкопфе.

В зависимости от типа двигатель может быть оборудован прокладкой между штоком поршня и крейцкопфом. Шток крепится к поперечине крейцкопфа четырьмя болтами, которые ввинчиваются сквозь основание штока поршня в крейцкопф. Болты застопорены стопорной проволокой.

Сальник штока поршня

В отверстие для штока поршня в днище ресивера продувочного воздуха установлен сальник штока поршня, предотвращающий попадание смазочного масла из картера в полость продувочного воздуха.

Сальник предотвращает также попадание продувочного воздуха в картер. Сальник установлен на фланце, приболченном к днищу ресивера продувочного воздуха.

Сальник вынимается вместе со штоком поршня во время ревизии поршня, но может быть также разобран для ревизии в картере, при этом поршень остается в двигателе. Корпус сальника состоит из двух частей, соединяемых болтами.

На корпусе имеются семь проточенных на станке кольцевых канавок:

• Самая верхняя канавка с маслосъемным кольцом, состоящим из четырех частей, с косыми кромками, которое предотвращает попадание шлама из подпоршневой полости на другие кольца.

Под маслосъемным кольцом расположено уплотнительное кольцо, состоящее из восьми частей и служащее для предотвращения проникновения продувочного воздуха вниз вдоль штока поршня.

Маслосъемное кольцо и уплотнительное кольцо направляются двумя цилиндрическими штифтами.

• В следующих двух канавках находятся по уплотнительному кольцу, состоящему из четырех частей, и по уплотнительному кольцу, состоящему из восьми частей, под ним. Кольца направляются двумя цилиндрическими штифтами.
• В четырех нижних канавках расположены маслосъемные кольца, состоящие из трех частей, которые снимают смазочное масло с шатуна.

Из трех нижних канавок масло возвращается в картер через отверстия в корпусе сальника.

Каждая из этих трех частей состоит из основного кольца с двумя проточенными на станке канавками с впрессованной пластиной в каждой из них с маслосъемной кромкой, обращенной к штоку поршня.

Через отверстия в корпусе и трубу канавка верхнего маслосъемного кольца сообщается с контрольной воронкой снаружи двигателя.

Эта воронка обеспечивает контроль правильности функционирования уплотнительных и маслосъемных колец:

• прорыв воздуха указывает на дефекты уплотнительных колец, а избыток масла -на дефекты маслосъемных колец.

Сегменты колец сальника удерживаются на месте и прижимаются к штоку поршня с помощью спиральных пружин, которые расположены в проточенных канавках снаружи маслосъемных и уплотнительных колец.

Зазоры между концами сегментов колец обеспечивают их прилегание к штоку поршня даже в изношенном состоянии.

Выем поршня в сборе с сальником

Демонтаж поршня (902-2.1)

• 1.   Опустите крейцкопф вниз настолько, чтобы обеспечить доступ к сальнику штока поршня, крепежным болтам штока поршня и телескопической трубе.
• 2.   Освободите сальник снятием внутренних болтов со стопорными устройствами от фланца сальника.
• 3.   Отдайте болты со штока поршня. Установите две прокладки на нижней части штока поршня для защиты нижнего маслосъемного кольца и центровки сальника.
• 4.   Снимите крышку цилиндра, см. статью – «Крышка цилиндра - устройство, ремонт, демонтаж, монтаж » операцию 901-1.1. Тщательно зачистите все неровности от износа в верхней части втулки цилиндра с помощью ручного шлифовального круга, см. операцию 903-2.1.
• 5.  Отпустите и снимите четыре болта крепления телескопической трубы к колену. Снимите один болт с корпуса сальника и установите специальное приспособление для подвешивания телескопической трубы.

Поверните крейцкопф в ВМТ, проверяя при этом, чтобы направляющие штифты прокладок входили в отверстия сальника. Подвесьте телескопическую трубу с прокладками, навинтив гайку на специальную шпильку. При поворачивании вниз удалите проставочную трубу с колена.

Внимание! При демонтаже поршня ни в коем случае не проворачивайте двигатель, не демонтировав телескопическую трубу с крейцкопфа.

• 6.   Верхняя часть поршня теперь вне втулки цилиндра. Снимите одну или две шпильки крышки цилиндра.

Прочистите верхнюю канавку головки поршня и установите подъемное приспособление так, чтобы два «крепежных» шипа приспособления вошли в канавку для подъема поршня.

Установите третий, регулирующий шип приспособления в канавку поршня и затяните его до упора в приспособление.

• 7.   Поднимите поршень с сальником вверх и опустите его на опору, помещенную заранее над одним из отверстий площадки обслуживания.
• 8.   Закройте крышкой отверстие для сальника штока поршня в днище блока цилиндров. Очистите и восстановите втулку цилиндра, произведите ее обмер. См. операцию 903-2.1 в статье «Втулка цилиндра и смазка цилиндра»
• 9.   Опустите крейцкопф так, чтобы обеспечить возможность монтажа защитного щитка на крышке подшипника крейцкопфа.

Монтаж поршня (902-2.2)

• 1.  Установите поршневые кольца (попеременно с правыми и левыми замками) так, чтобы замки колец были расположены через 180°. Нанесите слой масла на поршневые кольца и втулку цилиндра.
• 2.  Установите подъемное приспособление на головке поршня.
• 3.  Обеспечьте правильное размещение сальника над направляющими штифтами в прокладках, установленных на нижней части штока поршня. Нанесите слой масла на уплотнительные О- кольца сальника.
• 4.   Демонтируйте защитный щиток с крышки подшипника крейцкопфа. Снимите крышку с отверстия для сальника штока поршня в днище блока цилиндра.
• 5.   Поверните крейцкопф в положение 45° от ВМТ. Установите направляющее кольцо для поршневых колец на втулке цилиндра.
• 6.   Опустите поршень во втулку цилиндра, направляя нижнюю часть штока поршня через вырез во фланце сальника - до того как поршневые кольца не войдут внутрь втулки, что соответствует расстоянию 30 мм между подъемным приспособлением и направляющим кольцом.
• 7.  Установите проставочную трубку на колене. Поверните крейцкопф в ВМТ, проверяя, чтобы направляющее кольцо крейцкопфа вошло в центральное отверстие штока поршня.
• 8.  После установки поршня в ВМТ отверните съемный шип подъемного приспособления и высвободите подъемное приспособление из канавки для подъема поршня. Снимите подъемное приспособление и направляющее кольцо для поршневых колец. Снимите висящую телескопическую трубу и поместите ее на проставочую трубку. Снимите подъемные устройства телескопической трубы.
• 9.  Опустите крейцкопф со штоком поршня и телескопической трубой вниз так, чтобы была возможна затяжка болтов телескопической трубы. Удалите проставки с основания штока поршня. Установите и затяните болты штока поршня. См. Данные. Застопорите их стопорной проволокой. Стопорную проволоку следует установить так, чтобы проволока натягивалась при повороте болта влево. См. статью «Инструмент и приспособления общего назначения » операцию 913-7.
• 10.   Затяните вниз сальник штока поршня болтами через внутренние отверстия во фланце сальника и застопорите их стопорной проволокой. Установите стопорную проволоку так, чтобы обе части натягивались при повороте болта влево. См. операцию 913-7.
• 11.   Установите шпильки крышки цилиндра с помощью устройства для установки шпилек. См. Данные. Тщательно очистите поверхности вокруг основания установленных шпилек и заполните должным образом их концы перматексом 3.
• 12.   Смажьте шток поршня дисульфидом молибдена, затем поверните коленчатый вал на пару оборотов. Установите крышку цилиндра. См. «статью Крышка цилиндра» операцию 901-1.2.
• 13.   Запустите двигатель и дайте ему поработать около 15 минут при очень малой частоте вращения. Затем остановите двигатель и осмотрите шток поршня и сальник.

Наклон поршня (902-2.3)

• 1.   Снимите одну или две шпильки крышки цилиндров. Поднимите поршень так, чтобы обеспечить достаточное пространство над шпильками крышки цилиндра. Установите хомут на штоке поршня так, чтобы распорки хомута упирались в поршень.
• 2.   Разместите опорные приспособления на шпильках крышки цилиндра и опустите поршень так, чтобы хомут лег на приспособления. Снимите подъемное приспособление с поршня. Зацепите поперечину краном и прикрепите ее к хомуту для наклона поршня.
• 3.   Поднимите поршень на максимальную высоту, обеспечиваемую краном. Перемещайте кран поперек судна, одновременно наклоняя поршень. При наклоне следите, чтобы шток поршня не касался втулки цилиндра и шпилек.
• 4.   Если позволяют габариты по высоте, возвратите поршень в вертикальное положение и подведите его к отверстию площадки для переборки поршня.

Когда поршень находится на подходящей высоте над отверстием площадки, расположите опору поршня вокруг штока и хомута. Теперь опустите поршень, направляя опору к отверстию площадки.

После опускания поршня с обеспечением его правильной установки на опоре, снимите приспособление для его наклона.

Примечание: На двигателях с крайне малой высотой подъема используйте сдвоенный кран для машинных отделений вместо поперечины.

Проверка поршня и поршневых колец (902-3)

• 1.   Проверьте наличие заедания или разрушения поршневых колец. см. статью «Состояние цилиндра» раздел 707.
• 2.   Снимите поршневые кольца с помощью специального приспособления и замерьте радиальную ширину D-2.
• 3.   Замерьте зазор в замке поршневого кольца D-3. Во время замера вставьте поршневое кольцо либо в новую втулку цилиндра, либо в нижнюю часть бывшей в употреблении втулки цилиндра.
• 4.   Очистите головку поршня и проверьте наличие прогорания с помощью шаблона, показывающего максимально допустимое прогорание, см. D-4. Проверьте наличие прогорания по всей окружности головки поршня.
• 5.   Очистите кепы и проверьте их на наличие обгораний или других деформаций. Замерьте кепы с помощью индикатора с круговой шкалой или калибра. См. D-5., см. статью «Состояние цилиндра» раздел 707.
• 6.   Установите поршневые кольца (поочередно с правым и левым замками и с зазорами, расположенными через 180 градусов относительно друг друга и с пометкой «верх» сверху) с помощью специального приспособления. Это приспособление предотвращает непреднамеренную деформацию колец.

• 
• 2.   Изношенные кольца следует заменять, если радиальная ширина D-2 менее 17 мм. Новое поршневое кольцо D-1 = 20 мм. Изношенное поршневое кольцо D-2 = 17 мм.
• 3.   Произведите проверку зазора кольца в новом цилиндре или в нижней части бывшей в употреблении втулки. Минимальный зазор кольца D-3 = 4 мм.
• 4.   Максимально допустимое прогорание верхней поверхности поршня D-4 = 8 мм.

Зазор в канавках поршневых колец:

• 5.   Максимальная вертикальная высота в изношенном кепе не должна превосходить D-5:
  Кепы №№ 1 и 2 = 14,7 мм
  Кепы №№ 3 и 4 = 11,7 мм
  Кеп является также изношенным, если в нем нет слоя хрома.
• 6.   Монтаж поршневых колец.

См. также операцию 902-2

• 7.  Вертикальный зазор, новое поршневое кольцо и новый или восстановленный кеп D-6 = 0,40-0,45 мм.

Переборка поршня (902-4)

Замена уплотнительного кольца (902-4.1)

• 1.   Поместите уплотнительные О-кольца на площадку над отверстием для опоры.
• 2.   Опустите поршень так, чтобы сальник был ниже площадки. Поднимите уплотнительные О-кольца и установите опору. Поместите уплотнительные О-кольца на опоре.
• 3.   Отдайте болты с юбки - если юбка не будет сдвигаться, опустите ее с помощью двух демонтажных болтов.
• 4.   Теперь вворачивайте четыре болта в опору до тех пор, пока юбка не ляжет на опору. Замените старые уплотнительные кольца. Установите новые кольца и покройте тонким слоем смазочного масла.
• 5.   Произведите установку в обратном порядке - поднимите юбку с помощью четырех болтов на опоре. Покройте болты смесью масла и графита и установите стопорные шайбы. Затяните моментом, указанным на листе Данных.
• 6.   Испытайте поршень под давлением. См. операцию 902-4.3

Замена трубы охлаждающего масла (902-4.2)

• 1.   Установите подъемное приспособление на поршне. Снимите стопорную проволоку и внутренние болты крепления штока к головке поршня. Поднимите головку поршня - если ее трудно сдвинуть, поднимите ее с помощью четырех болтов на опоре.
• 2.   Снимите болты фланца трубы охлаждающего масла. Установите рым-болты и поднимите трубу охлаждающего масла.
• 3.   Произведите монтаж в обратном порядке
• 4.   См. значение момента, требуемого для затяжки болтов трубы охлаждающего масла, на листе Данных.
• 5.   Перед монтажом головки поршня установите на штоке поршня новые уплотнительные кольца, слегка смазанные маслом.
• 6.   Покройте болты смесью масла и графита. Закрепите моментом, указанным в Данных.
• 7.   Стопорная проволока должна быть установлена так, чтобы проволока была натянута, если один из болтов ослаблен.
• 8.   Испытайте поршень под давлением. См. операцию 902-4.3.

Замена головки поршня и испытание под давлением (902-4.3)

Головка поршня может быть также заменена следующим способом:

NB: Наклон поршня должен производиться только со смонтированным сальником штока поршня.

• 1.   Во время завешивания поршня в сборе на подъемном устройстве установите хомут так, чтобы распорки хомута касались поршня. Опустите поршень так, чтобы хомут лег на площадку. Снимите подъемные приспособления с верхней части головки поршня. Зацепите кран машинного отделения за поперечину для подъема, а цепи поперечины для подъема за скобы хомута.
• 2.   Поднимите поршень, наклоните его в горизонтальном положении и в таком положении опустите его на пару деревянных брусков. Снимите поперечину для подъема и цепи с хомута. Прикрепите подъемное приспособление для испытания под давлением к пятке (основанию) штока поршня. Зацепите краном подъемное приспособление. Поднимите поршень с деревянных брусков. Затем передвиньте сальник штока поршня до соприкосновения с хомутом.
• 3.   Теперь установите поршень в вертикальное положение так, чтобы головка поршня лежала на деревянных брусках. Снимите стопорную проволоку и внутренние болты между штоком и головкой поршня и, когда эти болты удалены, поднимите шток поршня и опустите его в горизонтальном положении на пару деревянных брусков.
• 4.   Снимите болты в юбке и установите два рым-болта в отверстия под демонтажные болты. Теперь юбка может быть поднята и опущена на пару деревянных брусков. Теперь можно очистить внутренние полости головки поршня, или заменить ее новой. Перед сборкой головки поршня и штока поршня установите направляющие болты в головку.
• 5.   Монтаж выполняется в обратном порядке, но перед монтажем установите новые уплотнительные кольца, слегка смазанные маслом. Стопорная проволока должна быть установлена так, чтобы проволока была натянута, если один из болтов ослаблен.
• 6.   Отдайте подъемное приспособление для испытания под давлением и заполните поршень и шток поршня смазочным маслом. Прикрепите подъемное приспособление для испытания под давлением к пятке штока поршня. Испытайте поршень под давлением, указанным на листе Данных. Проверьте плотность контактных поверхностей поршня и уплотнительных колец. Проверьте головку поршня на наличие возможных трещин.

Переборка сальника штока поршня (902-5)

Приведенные зазоры относятся к новым кольцам.

В качестве общего руководства рекомендуется, в зависимости от интервалов времени между переборками и собственного опыта, заменять уплотнительные и маслосъемные кольца, когда величины указанных зазоров изменились более чем на 50%.

Пружина верхнего маслосъемного/уплотнительного кольца и пружины уплотнительных колец (защитные кольца/ уплотнительные кольца)

• L0 при усилии - 0Н . Контр.дл. 618 мм
• L1 при усилии - 106±7Н . Контр.дл. 902 мм
• L2 при усилии - 136±7Н . Контр.дл. 983 мм

Пружины маслосъемных колец

• L0 при усилии - 0Н . Контр.дл. 606 мм
• L1 при усилии - 106±7Н . Контр.дл. 780 мм
• L2 при усилии - 136±10Н . Контр.дл. 844 мм

Переборка сальника штока поршня, снятого с двигателя (902-5.1)

• 1.  Как правило, переборка сальника штока поршня выполняется по графику совместно с демонтажем (выемкой) поршней. Во время переборки поршень находится на опоре, расположенной над одним из отверстий верхней площадки. Работа с сальником производится с нижней площадки.

ДЕМОНТАЖ

• 2.   Установите два болта во фланец сальника для его подъема, и зацепите двумя талями. Затем приподнимите сальник немного вверх по штоку поршня и установите рабочий столик вокруг штока поршня на удобной для работы высоте. Положите сальник на рабочий столик и отдайте тали и болты.
• 3.   Снимите уплотнительные О-кольца сальника. Если О-кольцо не повреждено и может быть использовано вновь, передвиньте его вверх по штоку поршня и закрепите его, например, с помощью ленты. Снимите гайки со стопорными шайбами с болтов сальника.
• 4.  Снимите шесть болтов со стопорными шайбами и разъедините половины сальника. Установите рым-болты на одной из половин сальника и снимите ее с рабочего столика.
• 5.  Прижмите все уплотнительные и маслосъемные кольца к рабочему столику. Замерьте зазор между сегментами колец (чтобы судить о необходимости замены, см. Данные). После замера снимите и сложите в штабель кольца в том же порядке, как они устанавливаются на сальнике.

Тщательно очистите сегменты колец. Осмотрите и оцените качество поверхности уплотнительных колец. Если поверхности трения имеют царапины или риски, замените кольца.

• 6.   Выполните контрольную калибровку пружин (см. Данные).
• 7.   Осмотрите поверхность штока поршня. Если обнаружены небольшие продольные царапины (в результате плохой подгонки колец сальника), зачистите тщательно поверхность штока поршня мелкозернистым абразивным кругом. В случае глубоких царапин может оказаться необходимым выполнить шлифовку на станке в мастерской.
• 8.   Очистите половины корпуса сальника.

МОНТАЖ

• 9.   Смажьте шток поршня (в районе установки колец) дисульфидом молибдена (MoS2).

Соберите все кольца вокруг штока поршня на рабочем столике следующим образом:

• Положите сегменты самого нижнего маслосъемного кольца на рабочий столик.
• Положите пружину вокруг сегментов и с помощью двух крюков соедините концы пружины. Повторите эту операцию с остальными маслосъемными кольцами.
• 10.   Выше маслосъемных колец соберите два уплотнительных кольца (с кольцами, состоящими из 4 и 8 частей).

Соберите уплотнительное кольцо, состоящее из 8 частей, так, чтобы два направляющих штифта были обращены вверх, разместите пружину вокруг сегментов и с помощью двух крюков соедините концы пружины.

Соберите уплотнительное кольцо, состоящее из 4 частей над уплотнительным кольцом, состоящим из 8 частей. Нажмите на оба кольца вместе так, чтобы направляющие штифты в нижнем уплотнительном кольце вошли в два отверстия в верхнем уплотнительном кольце.

Наконец соберите самое верхнее кольцо (состоящее из маслосъемного кольца из 4 частей и уплотнительного кольца из 8 частей).

• 11.   Используйте половину сальника на рабочем столике для регулировки высоты всех собранных блоков колец на штоке поршня так, чтобы блоки колец были напротив соответствующих канавок корпуса сальника. Затем установите половину сальника на штоке поршня вокруг блоков колец.
• 12.   Проверьте зазоры колец. Затем установите другую половину корпуса сальника на рабочем столике, заталкивая ее на место вокруг колец. Установите и затяните призонные болты моментом, указанным на листе Данных. Установите уплотнительные О-кольца в канавках сальника.
• 13.   Вверните болты, подсоедините тросы, и приподнимите сальник. Снимите рабочий столик и опустите сальник до его прилегания к проставкам на пятке штока поршня. Снимите тросы и болты.

Переборка сальника штока поршня внутри двигателя (902-5.2)

Если в период между переборками поршней оказывается необходимым осмотреть сальник штока поршня, это может быть сделано следующим образом:

• 1.   Поверните коленвал в положение около 90° от ВМТ. Установите резиновый рукав вокруг штока поршня для защиты подшипника крейцкопфа.
• 2.   Снимите трубу слива масла и два внутренних болта, расположенные противоположно на фланце сальника вдоль двигателя.

Закрепите приспособление для выема к сальнику, заверните гайки на анкерных болтах снизу до упора в кольцо хомута и зажмите хомут вокруг штока поршня. Снимите все болты и гайки с фланца сальника. Опустите фланец до упора в приспособление для выемки.

• 3.   Поверните крейцкопф в нижнюю мертвую точку, посредством чего снимите сальник из верхней плиты картера.
• 4.   Установите рабочий столик вокруг штока поршня между сальником и фланцем. Освободите гайки на анкерных болтах приспособления для выема, и опустите сальник на стол. Теперь выверните анкерные болты из корпуса сальника. Отдайте зажим хомута на штоке поршня, используя его для установки сальника на место после переборки. О переборке сальника см. операцию 902-5.1.
• 5.   Вверните анкерные болты в корпус сальника. Удалите рабочий столик. Поворачивайте коленвал вверх пока сальник не займет свое место в верхней плите картера.
• 6.   Поднимите фланец до уровня днища блока цилиндра, направляя его по направляющим штифтам. Установите и затяните гайки болтов фланца, а также внутренние болты за исключением двух, упомянутых в п.2.
• 7.   Снимите приспособление для выема. Затем вставьте, затяните и застопорите последние два внутренних болта фланца. Установите трубу слива масла.
• 8.   Застопорите все болты сальника с помощью проволоки. Установите стопорную проволоку так, чтобы проволока была натянута, если один из болтов ослаблен.
• 9.   Снимите защитный резиновый рукав со штока поршня и крейцкопфа. Смажьте шток поршня дисульфидом молибдена. Затем проверните коленчатый вал на пару оборотов.

Запустите двигатель и дайте ему поработать около 15 минут при частоте вращения, соответствующей «Самый малый». После этого остановите двигатель и осмотрите шток поршня и сальник.

Литература

Инструкция для главных двигателей типа 50-98МС. Издание 8С

• Системы продувки двухтактных двигателей
• Рабочие циклы двухтактных двигателей
• Рабочие циклы четырёхтактных двигателей
• Основные данные двигателей: рабочий объем цилиндра
• Классификация и маркировка двигателей