Расчёт главного двигателя на режиме полного хода. Анализ рабочего цикла. Температура в цилиндре в конце сжатия, страница 15

― в щеке (на середине широкой стороны)           

=                           =       МПа;                                     (237)

― в щеке (на середине узкой стороны)       

=                           =        МПа.                                    (238)

Напряжения изгиба:

― в рамовой шейке

=                         =        МПа;                                    (239)

― в мотылевой шейке

=                           =        МПа;                                    (240)

― в щеке (от реакции R_j/2)      

=                          =        МПа;                                    (241)

― в щеке (от крутящего момента)

=                          =                  МПа.                           (242)

Напряжение сжатия в щеке

=                 =         МПа.                                              (243)

Сложные напряжения:

― в рамовой шейке          

=                                 =         МПа;                          (244)

― в мотылёвой шейке     

=                                =         МПа;                          (245)

― в щеке (на середине широкой стороны)

 =                                      =             МПа;     (246)

― в щеке (на середине узкой стороны)

=                               =                   МПа.      (247)

Сложные напряжения в элементах колена для углеродистой стали должны находиться в пределах:

― рамовая шейка [б_р]=40÷80  МПа;

― мотылёвая шейка  [б_м]=60÷100  МПа;

― щека колена  [б_щ]=80÷120  МПа.

Выводы по результатам расчёта КВ:

1) диаметры шеек КВ соответствуют требованиям Российского Морского Регистра Судоходства;

2) условие прочности КВ выполнено как в 1-м расчётном положении КВ, так и во 2-ом.

2.5.2. Расчёт шатуна

Площадь поперечного сечения стержня шатуна

f_ш = Пd²_ш / 4 =                    =                  м²,                                          (248)

Момент инерции расчётного сечения шатуна

J_ш = Пd⁴_ш / 64 =                           =                  м⁴.                                (249)

Радиус инерции сечения шатуна:

i = =                    =                  м.                                                     (250)

Степень гибкости шатуна

=                              =                                                               (251)

где L ― длина шатуна, м.

Момент сопротивления сечения шатуна на расстоянии                от головного        подшипника

W_ш = 0,1·dш³                       =                 м³ .                                         (252)

Критическая сила, ломающая шатун

=                                  =                  МН.         (253)

Степень надежности стержня шатуна при продольном изгибе

=                                    =                                                      (254)

Напряжения сжатия в стержне

     =                                     =         МПа.                           (255)

Максимальная сила инерции, действующая на единицу длины шатуна при работе дизеля

=

=0,0707·7800·1,337·(3,14·84,83/30)²= 58172  Н/м,                            (256)

где     r ― плотность материала шатуна,  кг/м³;

Максимальный изгибающий момент, действующий на стержень шатуна

=                                        =                   МН×м.      (257)

Максимальное напряжение изгиба в стержне

=                            =         МПа.                                    (258)

Суммарное условное  напряжение в стержне шатуна

=                  =                   МПа.                                   (259)

Выводы по результатам расчёта шатуна: степень надёжности шатуна составляет , что удовлетворяет требованиям к МОД (ε=4÷6,5). Суммарное условное напряжение в стержне шатуна составляет                  МПа. Допустимое напряжение составляет 100 МПа.

2.5.3. Расчёт шатунных болтов

Количество шатунных болтов i_б=2.

Диаметр шатунных болтов           м.