Сделай Сам Свою Работу на 5

Определение поступательно и вращательно движущихся масс.

В кривошипно-шатунном механизме поступательное движение совершает комплект поршня (поршень, палец, кольца, верхняя головка шатуна), вращательное – кривошип коленчатого вала и нижняя головка шатуна, сложное плоскопараллельное движение – стержень шатуна. Массы этих деталей при движении образуют силы инерции, которые создают динамическую нагрузку в КШМ и их необходимо учитывать. Для расчетов эти массы принимают по аналогии с уже существующими конструкциями (табл.8 и 9).

Масса, совершающая возвратно-поступательное движение mj сосредоточена в т.С. (см. рис.4.):

mj=mп+mшп=3055+1101=4156 г

где mп – масса комплекта поршня,

mшп – масса верхней части шатуна, условно сосредоточенная в т.С. Принимаем

mшп = 0,275 mш=0,275*4005=1101 г

, где mш – масса шатуна, тогда mj=mп+0,275mп , кг.

Масса, совершающая вращательное движение mR, сосредоточенна в точке А и включает массу не уравновешенных частей кривошипа mк, приведенную к оси шатунной шейки вала и массу нижней части шатуна mшк.

Принимаем mшк=0,725mш=0,725*4005=2903 г

. Таким образом mR=mк+0,725 mш=2261+2903=5164 г

 

 

Таблица 8.

Массы поршневой и шатунной групп двигателей

Модель двигателя Поршневая группа Шатунная группа λ=R/L
Материал поршня Абсолютная масса, г Относительная масса, г/см2 Материал шатуна Абсолютная масса, г Относительная масса, г/см2
Дизели
СМД-14 Ал.сплав 28,3 Сталь 35,4 0,280
                 

 

Таблица 9.

Конструктивные массы деталей КШМ

Тип двигателя Материал поршня mп/Fn, г/см2 Материал шатуна mш/Fn, г/см2 Материал коленч. вала mк/Fn, г/см2
Автотратор-ные дизели Алюмин. сплав 25…40 15…30 Сталь 25…40 Стальной с полыми шейками 20…40
Тракторные дизели Алюмин. сплав 35…45 25…30 Сталь 30…50 Чугунный с полыми шейками 15…30

Определение сил действующих в КШМ.

Значения сил и давлений рассчитанные по приведенной в данном разделе методике заносят в таблицу 10. В конце раздела помещают кинематическую схему КШМ проектируемого двигателя (рис.4) с указанием инерционных масс и сил, действующих в соответсвующих точках механизма. Следует учитывать, что периодическое изменение знака ускорения j и угла β влияет и на знак действующих сил, зависящих от этих параметров.



1. Центробежная сила инерции

PR = -mR . R. , кН

2. Избыточное давление газов на поршень

рги = рц – ро , МПа

где рц – текущее значение давления цикла, в зависимости от угла поворота вала φпкв (определяется по индикаторной диаграмме).

3. Сила давления газов на поршень

PГ = рги . Fп , кН

4. Силы инерции поступательно движущихся масс

Pj= mj . jп , кН

Значение ускорения поршня принимают из таблицы 7.

5. Суммарные силы, действующие на поршень

РΣ = Pj + PГ , кН

6. Нормальная сила N, направленная перпендикулярно оси цилиндра и прижимающая поршень стенке цилиндра

N = PΣ . tgβ , кН

В зависимости от угла β сила N будет менять знак.

7. Сила, действующая вдоль шатуна, которая толкает кривошип и сжимает или растягивает шатун

Рш = , кН

8. От действия силы Рш на шатунную шейку вала возникают силы:

- радиальная Z/; действующая по радиусу кривошипа

Z/= , кН

- тангенциальная Т, направленная по касательной к окружности кривошипа радиусом R, толкающая кривошип и создающая крутящий момент

Т = , кН

9. На шатунной шейке вала в точке А радиальная сила Z/ будет суммироваться с центробежной силой инерции PR и давать результирующую радиальную силу

Z = Z/+ РR , кН

10. Для контроля правильности вычислений следует сравнить среднее значение силы по данным таблицы 10 и среднее значение силы Тср, рассчитанной аналитическим методом.

= , кН

где k – число суммируемых сил.

При интервале φ = 30ْ пкв. для четырехтактного двигателя k=24.

Силу Тср рассчитывают по данным теплового расчета

Тср = , кН

Расхождения в расчетах и Тср не должно быть больше ±3%.

Таблица 10.

Силы, действующие в КШМ одного цилиндра двигателя

φ град.   рги МПа PГ Н Рj Н РΣ Н N Н Рш Н Т Н Z Н

 

0,09
0,09
0,09
0,09
0,09
0,09
0,09
0,10
0,14
0,24
0,74
1,59
8,86
3,69
1,59
0,75
0,59
0,49
0,29
0,26
0,22
0,14
0,11
0,10
0,09

 

 

-2581
-5899
-6692
-6637
-6692
-5899
-2581
-2581
-5899
-6692
-6637
-6692
-5899
-2581

 

-1564
-4882
-5675
-5620
-5562
-4317
-1155
-3360
-3754
-3413
-999

 

-456
-1220
-802
-38
-2919
-3852
-163
-1140
-1471

 

-1629
-5032
-5732
-5620
-5617
-4450
-1167
-3360
-3791
-3518
-1041

 

-1564
-3618
-2143
-131
-11575
-16956
-436
-4520
-6475

 

-3316
-10271
-11044
-8002
-6184
-5880
-6290
-8407
-11538
-8188
-5465
-13219
-12050
-10418
-8140
-7983
-9055
-11209
-10207
-3226

 

 

Рис.4. Схема сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме.



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.