Основной целью проведения анализа прочности элементов двигателя является изучение особенностей нагружения его основных элементов и требований, предъявляемых к этим элемента с точки зрения прочности и надежности. С этой целью:
• Определяются диаметры шеек коленчатого вала двигателя;
• Определяются напряжения в элементах коленчатого вала двигателя при его нахождении в I-ом расчетном положении (верхняя мертвая точка);
• Определяются напряжения в элементах коленчатого вала двигателя при его нахождении в II-ом расчетном положении (момент достижения максимального касательного усилия);
• Определяются напряжения в шатуне двигателя и оценивается степень его надежности;
• Определяются напряжения в шатунных болтах двигателя;
• Определяются зазоры в замках поршневых колец, напряжения, возникающие в поршневых кольцах в рабочем положении и при их надевании на поршень;
• Определяются напряжения в анкерных связях двигателя, величина их затяжки.
Расчет сил динамики базируются на результатах расчетов динамики и уравновешенности двигателя.
Диаметр цилиндра двигателя, D:
D = 0,70 м – задано по условию.
Ход поршня двигателя, S:
S = 2,80 м – задано по условию.
Длина шатуна двигателя, H:
H = 3,00 м – задано по условию.
Расстояние между осями цилиндров двигателя, А:
A =1,25 м – задано по условию.
Толщина щеки коленчатого вала двигателя, hквщ: hквщ = 0,35 м – задано по условию.
Ширина щеки коленчатого вала двигателя, bквщ:
bквщ =1,30 м – задано по условию.
Расстояние от опоры до торцевой грани щеки коленчатого вала двигателя, aкв:
aкв
= 
1
lкврп
= 0,2850 »
0,1425
м.
2
Рис. 25. Расчетная схема коленчатого вала двигателя.
Расстояние от опоры до срединной грани щеки коленчатого вала двигателя, скв:
скв
= 1 (lкврп
+ hквщ )= (0,2850+0,3500)»
0,3175
м.2
Степень форсировки двигателя, δд:
dд = 8,50 + pi = 8,50 + 2,12 »10,62 МПа.
Коэффициент, учитывающий число цилиндров двигателя, φц:
jц » 6,14 – принимается для шестицилиндрового двухтактного дизеля.
Предел прочности материала коленчатого вала двигателя при растяжении, σкв: sкв » 54,00 кг / мм2 – принимается для малоуглеродистой стали.
Коэффициент, учитывающий механические свойства материала коленчатого вала двигателя, ψкв:
yкв =
sквs-кв44,00
=
2
54,5400,00-44,00 » 0,94.
2
Минимально допустимый диаметр рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала двигателя, dкв:
dкв
=
0,12
yкв 3 D
2 (pi H)2 +
(jц dд S)2 =
=
0,12
0,94 3 0,702 (2,12
3,00)2
+
(6,14
10,62 2,80)2 »
0,49
м.
Диаметр сверления в рамовых и мотылевых шейках коленчатого вала двигателя, dсв: dсв = 0,30 dкв = 0,30 0,49 » 0,15 м.
Для определения напряжений в элементах коленчатого вала двигателя необходимо установить коленчатый вал в одно из расчетных положений. Различают два расчетных положения коленчатого вала двигателя:
• I-ое расчетное положение. Кривошип находится в верхней мертвой точке и на него действует усилие от давления газов, которое можно принять равным максимальному давлению в цилиндре pmax;
• II-ое расчетное положение. Кривошип находится в положении, когда на кривошип действует максимальное касательное усилие от всех цилиндров Tmax;
Для определения I-го расчетного положения кривошип каждого цилиндра мысленно устанавливается в верхнюю мертвую точку и определяется величина суммарного касательного усилия, подводимого к этому кривошипу от вышерасположенных цилиндров. Тот кривошип, к которому подводится наибольшее по абсолютной величине суммарное касательное усилие, будет являться расчетным. Определение I-го расчетного положения коленчатого вала (табл. 8):
Таблица 8. Определение I-го расчетного положения коленчатого вала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.