Расчет судового двигателя внутреннего сгорания. Анализ конструкции судовых двигателей различных типов. Общий вид дизельного двигателя серии MAN B&W S50-98MC, страница 51

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания принимается, что максимальное суммарное напряжение в шатунных болтах двигателя, для высоколегированной стали должно находиться в интервале sб £130,00 МПа.

3.5.5. Анализ прочности поршневого кольца

Высота поршневого кольца двигателя, hпк:hпк =1,60 см – задано по условию. Толщина поршневого кольца двигателя, bпк:bпк = 2,20 см – задано по условию.

Диаметр поршневого кольца двигателя в рабочем положении, dпк:dпк = 70,00 см – задано по условию.

Зазор в замке поршневого кольца двигателя в рабочем положении, sпк:sпк = 0,28 см – задано по условию.

Зазор в замке поршневого кольца двигателя в свободном положении, lпк:lпк = 7,00 см – задано по условию.

Прогиб поршневого кольца при его сжатии до диаметра цилиндра двигателя, fпк ': fпк'= lпк - sпк = 7,00-0,28 » 6,72 см.

Прогиб поршневого кольца при его надевании на поршень двигателя, fпк '': fпк''= 2 p bпк - fпк'= 2 3,14 2,20 - 6,72 » 7,10 см.

Модуль упругости материала поршневого кольца двигателя, Eпк:

Eпк » 8,25 104 МПа – принимается для чугуна.

Максимальное напряжение в поршневом кольце при его сжатии до диаметра цилиндра, σк ':

Максимальное напряжение в поршневом кольце при его надевании на поршень двигателя, σк '':

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания принимается, что максимальное суммарное напряжение в поршневом кольце двигателя, для высоколегированной стали должно находиться в интервале sк £120,00 МПа.

Сила давления поршневого кольца на стенку поршня за счет сил упругости, Qпк:

Qпк = 0,33 sк' dк (bdпкпк2-bпк )= 0,33 49,49 70,00 (270,20,002 -2,20) » 0,02 МПа.

п

3.5.6. Анализ прочности анкерной связи

Диаметр анкерной связи фундамента двигателя, dфа: dфа =18,00 см – задано по условию.

Длина анкерной связи фундамента двигателя, lфа: lфа =190,00 см – задано по условию.

Коэффициент предварительной затяжки анкерной связи, λз: lз =1,58 – принимается из опыта эксплуатации.

Сила предварительной затяжки анкерной связи фундамента двигателя, Pфа: lз pmax p D 2 = 1,58 15,00 3,14 0,702 » 2,27 МН.

                          Pфа =                                                                              

4          Ł 4 ł            4         Ł       4        ł

Расчетная сила, воспринимаемая анкерной связью при работе двигателя, Pр'':

                                               а + pmax p D 2 = 2,27 +15,00      3,14 0,702 » 3,72 МН.

Pр''= Pф

Ł 16 ł                      Ł      16       ł

Модуль упругости материала анкерной связи фундамента двигателя, Eфа:

Eфк » 2,00 105 МПа – принимается для стали.

Максимальное суммарное напряжение в анкерной связи фундамента двигателя, σа:

4 P ''

sа = p 2 10000 = 3,144 318,72,002 10000 »146,04 МПа.

p dфа

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания принимается, что максимальное суммарное напряжение в анкерной связи фундамента двигателя, для высоколегированной стали должно находиться в интервале sб £180,00 МПа.

Удлинение анкерной связи фундамента двигателя при ее затяжке, δlфа:

4 Pа lа dlфа = фа 2 Eффа 1000 = 3,144 218,27,002 2190,00,00105 1000 » 0,01 см. p dф

3.5.7. Выводы по результатам анализа

Основные выводы по результатам расчета прочности коленчатого вала:

•  Диаметры рамовых dкврш ≈ 0,785 м и мотылевых шеек dквмш ≈ 0,790 м коленчатого вала двигателя превышают пороговое значение dкв ≈ 0,490 м, установленное Российским Морским Регистром Судоходства;

•  Условие прочности коленчатого вала выполняется для I-го расчётного положения: σрш ≈ 33,19 МПа < 80,00 МПа, σмш ≈ 48,30 МПа < 100,00 МПа, σщ ≈ 39,33 МПа < 120,00 МПа; II-го расчётного положения: σрш ≈ 79,75 МПа < 80,00 МПа, σмш ≈ 50,97 МПа < 100,00 МПа, σщ ≈ 29,90 МПа < 120,00 МПа;

Основные выводы по результатам расчета прочности шатуна:

•  Степень надёжности шатуна двигателя λш 5,35 удовлетворяет требованиям, предъявляемым к судовым малооборотным дизелям в соответствии с которыми 4,00 < λш < 6,50;