Co sprawdzić w Wał pośredni.
Linia wałów napędowych nie jest jednolitym prętem stalowym. Wał oporowy, tuż za przekładnią albo kołem zamachowym silnika, przenosi osiowy napór śruby do łożyska oporowego i kadłuba. Wał śrubowy na drugim końcu przechodzi przez pochwę wału i niesie samą śrubę, więc doznaje momentu gnącego od zwisającego ciężaru i jest na rufowym końcu zwilżany. Między nimi biegnie jeden albo więcej wałów pośrednich, opartych na łożyskach ślizgowych, których jedynym zadaniem jest przenoszenie momentu w prostej, dobrze ustawionej linii. Ponieważ wał pośredni nie przenosi naporu i nie jest wystawiony na wodę morską, jego postacie…
Co wyróżnia ten odcinek linii wałów
Linia wałów napędowych nie jest jednolitym prętem stalowym. Wał oporowy, tuż za przekładnią albo kołem zamachowym silnika, przenosi osiowy napór śruby do łożyska oporowego i kadłuba. Wał śrubowy na drugim końcu przechodzi przez pochwę wału i niesie samą śrubę, więc doznaje momentu gnącego od zwisającego ciężaru i jest na rufowym końcu zwilżany. Między nimi biegnie jeden albo więcej wałów pośrednich, opartych na łożyskach ślizgowych, których jedynym zadaniem jest przenoszenie momentu w prostej, dobrze ustawionej linii. Ponieważ wał pośredni nie przenosi naporu i nie jest wystawiony na wodę morską, jego postacie awarii wiążą się najbardziej ze współosiowością, stanem łożysk i nienaruszalnością sprzęgieł, a nie z korozją czy zużyciem łożyska oporowego.
Główne elementy
- Korpus wału – kuty pręt stalowy, często przewiercony na całej długości, tak by materiał dało się badać ultradźwiękowo zarówno od wewnątrz, jak i z zewnątrz, i by oszczędzić ciężaru przy długich liniach wałów.
- Sprzęgła – kołnierze kute jako jedna całość z wałem, sprzęgła skurczowe bezkołnierzowe albo na starszym tonażu sprzęgła na klin. Rozwiązania skurczowe bezkołnierzowe są dziś preferowane, bo usuwają spiętrzenie naprężeń przy rowku klinowym, które bywało częstym miejscem powstawania pęknięć.
- Łożyska pośrednie – łożyska stojakowe wylane białym metalem, podpierające wał w odstępach ustalonych obliczeniem współosiowości, smarowane albo z kąpieli olejowej pierścieniem czy tarczą, albo zasilane pod ciśnieniem z pompy instalacji przy większych układach.
- Nadzór temperatury i drgań łożysk – czujniki temperatury rezystancyjne osadzone w białym metalu i wprowadzone do instalacji alarmowej, bo rosnąca temperatura łożyska jest zwykle pierwszym znakiem niewspółosiowości albo zaniku smarowania.
Dobór i wymiarowanie
Średnica nie jest wyborem swobodnym: wynika z obliczenia opartego na przenoszonej mocy, prędkości obrotowej wału, granicy plastyczności i wytrzymałości materiału oraz na współczynniku najmniejszym ustalonym przepisami towarzystwa klasyfikacyjnego. To samo obliczenie ustala najmniejszą średnicę otworu, jeśli wał jest drążony. Rozstaw łożysk ustala obliczenie drgań giętnych i współosiowości, które trzyma częstość własną zginania wału z dala od prędkości roboczej i utrzymuje reakcje łożysk w granicach dopuszczalnego nacisku białego metalu.
Przepisy i klasa
Przepisy towarzystw klasyfikacyjnych (ujednolicone wymagania IACS dla linii wałów są zwykłym odniesieniem) ustalają wzór na najmniejszą średnicę wału oraz wymagane badania nieniszczące odkuwek przed wprowadzeniem do służby. Same wały pośrednie nie podlegają zwykle stałemu pięcioletniemu przeglądowi z wyciąganiem, jaki dotyczy uszczelnień pochwy wału śrubowego, ale bada się je przy przeglądach pośrednich i odnowieniowych pod kątem stanu sprzęgieł, zużycia łożysk i współosiowości, a każde spawanie naprawcze czy przetoczenie powierzchni sprzęgła wymaga zatwierdzenia klasy.
Typowe usterki
| Usterka | Skutek |
|---|---|
| Niewspółosiowość po remoncie silnika głównego albo przekładni | Nierówne obciążenie łożysk, podwyższona temperatura łożysk i przyspieszone zużycie białego metalu |
| Korozja cierna na powierzchniach sprzęgła na klin | Zapoczątkowanie pęknięcia u podstawy rowka klinowego, historycznie jedna z głównych przyczyn awarii wałów w starszych rozwiązaniach klinowych |
| Pierścień albo tarcza olejowa łożyska ślizga się lub zaciera | Zagłodzone smarowanie i szybkie przegrzanie łożyska, czasem aż do wytopienia białego metalu |
| Poluzowane albo skorodowane śruby sprzęgła | Postępująca korozja cierna między powierzchniami kołnierzy, dająca w końcu mierzalny luz i drgania |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Świadectwa odkuwek z wynikami badań ultradźwiękowych i materiałowych, dopasowane do towarzystwa klasyfikacyjnego właściwego dla jednostki
- Konstrukcję sprzęgła zgodną z istniejącą linią wałów, a nie niedobrany rozstaw śrub czy grubość kołnierza
- Tolerancje obróbki powierzchni sprzęgieł i czopów łożyskowych podane względem uznanej normy, a nie tylko "jak zamontowano"
- Gotowość wsparcia obliczeń współosiowości dla konkretnej jednostki, zamiast dostawy na ogólną długość
Po każdej pracy naruszającej posadowienie silnika albo przekładni śledźcie temperatury łożysk pośrednich przez pierwsze godziny pracy, zamiast ufać samej kontroli współosiowości na zimno; rozszerzalność cieplna konstrukcji silnika potrafi po cichu wyciągnąć linię poza tolerancję, gdy wszystko się rozgrzeje.