Совершенствование технологии ремонта судовых рулевых устройств с поворотными насадками

В процессе ремонта судов, оснащенных поворотными рулевыми насадками, возникла необходимость в разработке типового технологического процесса восстановления рулевого устройства, учитывающего фактор влияния сварочных деформаций конструкции.

Актуальность вопроса подтверждена опытом ремонта судов на судоремонтном заводе «Нерпа» (г. Снежногорск Мурманской обл.).

Ремонт рулевой поворотной насадки относится к доковым работам.

Судовладельцы заинтересованы в сокращении срока пребывания судна в доке с точки зрения оценки затрат на ремонт, т.к. стоимость т.н. докосуток весьма существенно влияет на общую цену заказа.

Судоремонтный завод также стремится к сокращению длительности докового ремонта, т.к. чем менее продолжительным будет пребывание судна в доке, тем более интенсивно может быть реализована производственная программа завода. Это означает, что увеличивается значение величины ремонтируемых регистровых тонн в год для данного дока, что естественно, выгодно предприятию.

Значительную часть общего времени пребывания судна в доке составляют пригоночные работы. Это имеет место и применительно к поворотным насадкам, т.к. при их ремонте используется сварка, которая приводит к деформациям конструкции, требующей достаточно точного позиционирования по отношению к осям валопровода и гельмпортовой трубы.

Поэтому возможным путем сокращения технологического времени докового ремонта является сокращение объема пригоночных работ, необходимость в которых вызвана сварочными деформациями насадки.

Это может быть достигнуто за счет более рациональной технологии сварочных работ, позволяющей отслеживать и при необходимости корректировать положение главных осей насадки, определяющих ее взаимное положение относительно винта после монтажа.

Такой подход, помимо сокращения сроков, позволит существенно повысить качество ремонта поворотных насадок, т.к. в большей степени позволит сохранить форму конструкции и ее монтажное положение, предусмотренные про-ектно-конструкторской документацией, а также условиями гидродинамической схемы взаимодействия с винтом.

Практика ремонта показала, что изложенные в различных источниках методики ремонта рулевых устройств с поворотными насадками, не охватывают весь объем проблем, возникающих при ремонте поворотных насадок, в первую очередьпроблему сохранения их проектной геометрии.

Технологические принципы, действующие при изготовлении поворотных насадок, при ремонте мало приемлемы.

При постройке установка осей насадки выполняется при помощи сварочного кондуктора [26]. Установка плоскости верхнего фланца и перпендикулярной к нему оси нижней втулки производится на станке после сварки конструкции. При судоремонте мы имеем дело с уже сформированной конструкцией, имеющей монтажно-технологические базы, заданные при постройке. Как показывает опыт, практически всегда операция сварки при ремонте приводит к таким деформациям конструкции, которые нарушают созданное при постройке расположение частей насадки относительно имеемых построечных баз. Однако ни в нормативной документации, ни в технической литературе не описаны требования к геометрическим параметрам насадки после ремонта, к расположению осей, отсутствует какая-либо количественная оценка допустимых деформаций насадки после ремонта. В связи с этим исследование поведения конструкции насадки в процессе сварки при ремонте, определение предельных дефектов, при наличии которых конструкция может быть признана неремонтопригодной, является весьма актуальным.

Результаты исследования должны позволить создать типовой технологический процесс ремонта рулевого устройства с поворотной насадкой, предусматривающий проведение работ с учетом мероприятий по сохранению геометрии конструкции насадки относительно построечных баз в связи с протекающими в конструкции деформационными процессами в процессе сварочновосстановительных работ.

5.3. Выводы по главе 5.

1. В результате выполненных исследований разработан технологический процесс ремонта поворотных насадок судовых рулевых устройств.

2. В разработанном технологическом процессе отсутствуют трудоемкие операции пригонки, что позволяет сократить затраты на ремонт поворотных насадок. Ожидаемый экономический эффект составит около 716 тыс. руб. на ремонт одной насадки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований автором получены следующие основные результаты:

1. Установлено, что наиболее эффективным на настоящий момент способом ремонта рулевых поворотных насадок остается использование сварки при ремонте. Однако возникающие в процессе сварки деформации конструкции насадки требуют выполнения последующих пригоночных работ, что существенно повышает трудоемкость ремонта, увеличивает время пребывания в доке и снижает качество ремонта.

2.Установлено, что сварочную деформацию поворотной насадки можно рассматриваться как изменение координат некоторой контрольной точки, положение которой определяет работоспособность конструкции в связи с другими смежными конструкциями и что в качестве такой контрольной точки для поворотной насадки можно считать крайнюю осевую точку нижней втулки насадки.

3. Установлено, что величина перемещения контрольной точки насадки в результате сварки не должна превышать некоторой допустимой величины, зависящей от величины зазора между лопастями и насадкой. Подтверждено предположение о величине коэффициента пропорциональности между перемещением контрольной точки и центра окружности среднего пояса, как определяемом через геометрические параметры насадки.

4.Предложена и подтверждена экспериментально методика для определения допустимой величины отклонения крайней нижней осевой точки нижней втулки после сварки 1нг&bdquoучитывающая погрешности геометрических параметров элементов винторулевого комплекса.

5. При помощи современных программных комплексов AUTOCAD-2000 и ANSYS построена расчетно-графическая модель, использованная для исследования деформационных процессов в насадке.

6.Путем анализа поведения графической модели построена графическая зависимость величины отклонения осей насадки от объема сварочных работ при ремонте, выполнено ее сравнение с аналогичной зависимостью, полученной в производственных условиях, подтверждено соответствие характера данных зависимостей, хотя величины, определенные путем моделирования, оказались несколько выше величин, полученных экспериментально.

7. Предложена методика прогнозирования ожидаемых сварочных деформаций насадки до проведения ремонтных работ на основании результатов дефектации.

8. Впервые предложен термин «контрольное звено деформации «, при использовании которого проведено исследование.

9. Предложен типовой технологический процесс ремонта корпусов насадок, в основу которого положены принципиально новая методика обеспечения точности геометрических параметров насадки, а также некоторые технологические особенности проведения сварочных работ при ремонте насадок, выявленные в ходе исследования. К таким особенностям следует отнести то, что :

Закрепление насадки при ремонте с применением сварки необходимо выполнять с одной стороны по схеме рис. 16а.

При необходимости замены внутренней обшивки площадь каждого из ввариваемых листов должна составлять не более 8−10% от ремонтируемой площади. При этом вварку необходимо производить в диаметрально противоположных районах. В процессе сварки контроль за деформациями насадки можно выполнять путем оценки перемещения нижней осевой точки нижней втулки, являющейся для данной конструкции контрольной точкой. 10. Созданы предпосылки к введению классификации сварных конструкций по принципу высокоточных конструкций, конструкций обычной точности, не точных конструкций. Классификационным параметром при этом может являться допустимая величина контрольного звена деформации.

Данная работа развивает теоретические представления о деформационных процессах в конструкции насадки, происходящих при сварке.

Примененный метод исследования расширяет область практического использования современных расчетных вычислительных средств, в частности, системы АЫ8У8, при оценке сварочных деформаций точных сварных конструкций.

Предложенный термин «контрольное звено деформации» и связанный с этим термином принцип оценки сварочных деформаций насадки вносят некоторый вклад в общую теорию сварочных деформаций.

Созданы предпосылки к введению классификации сварных конструкций, классификационным параметром при этом может являться допустимая величина контрольного звена деформации.

Методика оценки и управления сварочными деформациями при ремонте насадки позволяет эффективно использовать ее при разработке рабочих технологических процессов ремонта.

Прилагаемая к диссертации технология ремонта корпуса насадок, разработанная на основании результатов исследования, не имеет аналогов и позволяет существенно повысить качество, снизить трудозатраты на ремонт, сократить срок докования судна.

Результаты исследований использованы в рабочем технологическом процессе на ремонт насадки буксиров пр. 498, подготовленным к внедрению на судоремонтном заводе «Нерпа» (г. Снежногорск).