Расчёт главного двигателя на режиме полного хода. Анализ рабочего цикла. Температура в цилиндре в конце сжатия, страница 12

― моменты от центробежных сил

M^ц_j1 = P^ц_j l₁ =                                  =                   Hм;                            (187)

M^ц_j2,6 = P^ц_j l₂ =                                =                  Hм;                             (188)

M^ц_j3,5 = P^ц_j l₃ =                                =                  Нм.                             (189)

― моменты от сил инерции 1-го порядка

M¹_j1 = P¹_jl₁ =                           =               Hм;                                       (190)

M¹_j2,6 = P¹_jl₂ =                                =                  Hм;                             (191)

M¹_j3,5 = P¹_jl₃ =                      =                  Hм.                                       (192)

― моменты от сил инерции 2-го порядка

M²_j1 = P²_j  l₁ =                       =                  Hм;                                       (193)

M²_j2,6 = P²_j  l₂ =                     =                  Hм;                                       (194)

M²_j3,5 = P²_j  l₃ =                     =                  Hм.                                       (195)

Масштаб моментов от сил инерции при построении силовых многоугольников моментов:

― 1-го порядка

M_мj1 =                ;

― 2-го порядка

M_мj2 =                .

Строим силовые многоугольники моментов от сил инерции (рисунок 12, г) и находим результирующие моменты

ΣM^ц_j= 0;

ΣM¹_j= 0;

Σ M²_j=                Hм.

Усиление от максимальной суммарной касательной силы  Т_Σ^max, определяющей нагрузку на фундамент двигателя

Т_Σф^max = Т_Σ^maxF_п10⁶  =                                   =                  H,             (196)

где l_б― расстояние от оси КВ до крепёжных болтов фундамента двигателя, м.

Максимальное значение крутящего момента двигателя

M_кр^max= Т_Σ^maxF_п10⁶R = 5                                   =                   Hм.          (197)

Увеличение нагрузки на фундамент двигателя из-за сил инерции не происходит, т.к. двигатель полностью уравновешен по всем силам инерции: .

Увеличение нагрузки на фундамент двигателя из-за моментов центробежных  сил  и  сил  инерции  I  порядка  не  происходит,  т.к.  двигатель

полностью уравновешен по моментам от этих сил: ΣM^ц_j= ΣM¹_j= 0.

Увеличение нагрузки на фундамент двигателя из-за неуравновешенного максимального момента от сил инерции II порядка:

δ_м² = =                                                        =               (198)

Выводы по результатам расчёта уравновешенности двигателя:

1) двигатель полностью уравновешен по всем силам инерции и по моментам от центробежных сил и сил инерции I порядка.

2) двигатель не уравновешен по моментам от сил инерции II порядка: Σ M²_j= 1505694  Hм.  Момент от этих сил воздействует на двигатель в продольной вертикальной плоскости и создаёт дополнительную нагрузку на фундамент двигателя в размере 54%. Все современные двигатели имеют противовесы с носа и кормы, полностью уравновешивающие Σ M²_j .

2.5. Проверка прочности основных деталей двигателя

Целью подраздела является  дать представление об особенностях нагружения основных деталей ДВС и о требованиях, предъявляемых к этим деталям с точки зрения прочности.        

2.5.1. Расчёт прочности коленчатого вала

Размеры КВ:

― межосевое расстояние                                                 L=                м;

― длина мотылёвой шейки                                               l_м=               м;

― длина рамовой шейки                                                    l_р=               м;

― диаметр рамовой и мотылёвой шеек                          d=               м;

― толщина обхвата шейки щекой                                   δ=               м;

Коэффициент, учитывающий число цилиндров  φ=            м.

Определяем толщину щеки

h=0,5(L-l_м-l_р)=                            =             м.                                      (199)

Определяем расстояние от середины рамовой шейки до щеки

а=l_р/2=           =          м.                                                                      (200)