Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-09-30 | 651 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Расчёт коленчатого вала на выносливость
Особенности конструкции
Коленчатый вал двигателя 6 ДКРН 60/202 составной, один фланец отбора мощности. Коленчатый вал собирается из кривошипов в цельную конструкцию горячим прессовым соединением рамовых шеек со щекой. Заклинка кривошипа имеет угол 60°. Смазка рамовых и шатунных подшипников осуществляется независимо друг от друга.
Коленчатый вал сделан из стали 40ХН с обкаткой шеек роликами для увеличения долговечности, коэффициент усиления =1,3. Характеристики стали 40ХН: предел прочности при растяжении, ; предел тякучести, ; предел выносливости при изгибе, ; предел выносливости при кручении, .
Условие нагружение и расчёта коленчатого вала
Коленчатый вал во время работы двигателя подвергается изгибу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, от радиальной и тангенциальной сил, . Характер изменения этих сил, в функции угла поворота коленчатого вала, показанной на рисунках 1 и 2.
Шейки коленчатого вала дополнительно скручиваются от набегающих тангенциальных сил. Расчёт этих сил, осуществляется с учётом начальных фаз всех колен. Анализ тангенциальных моментов показывает, что не все шейки нагружены одинаково. Расчёту подвергаются только наиболее нагруженные шейки.
Коленчатый вал испытывает напряжение от крутильных, осевых и изгибных колебаний, степень опасности их зависит от близости к резонансу. Учитывать эти напряжения можно только после установления резонансных частот вращения.
Рисунок 1 - Эскиз полуостовного колена двигателя 6 ДКРН 60/202.
Рисунок 2 - Диаграмма радиальной силы.
Рисунок 3 - Диаграмма тангенциальной силы.
Рассмотренные нагрузки периодически меняются, в результате чего в материале вала возникают переменные напряжения. Под действием переменных напряжений в материале вала зарождаются и развиваются усталостные трещины.
Механизм усталостного разрушения коленчатого вала весьма сложен и зависит от множества факторов. По этой причине расчет принято сводить к определению коэффициента запаса прочности на выносливость, с помощью которого косвенно судят о ресурсе.
Расчетная модель, принятая в данной работе, идеализирует коленчатый вал в виде разрезной балки. В этой модели рамная конструкция (Рисунок 3) покоится на жестких точечных опорах. В качестве внешних нагрузок рассматриваются силы z и t, приложенные в середине шатунной шейки, а также моменты, скручивающие рамовые шейки.
Рисунок 4 - Расчётная схема коленчатого вала.
Расчёт коленчатого вала на выносливость
Вывод
В результате расчёта выявлены самые нагруженные рамовые шейки: пятая и шестая. Для них подсчитаны коэффициенты запаса прочности с учётом дополнительных напряжений от крутильных колебаний, удовлетворяющие требованиям работоспособности деталей коренных шеек ( и шатунных шеек
Детали шатунной группы
Условия нагружение
При работе дизеля детали шатунной группы совершают качательное движение и подвергаются действию нагрузок, основными из которых являются силы давления газов и инерции движущихся масс. Результирующей указанных сил будет сила, действующая по оси шатуна. Так как проектируемый нами двигатель является двухтактным, то нагрузка на шатун – знакопостоянная.
Рисунок 9. Сила, действующая по оси шатуна.
Расчёт стержня шатуна
В двухтактных двигателях характер нагружение шатуна определяется знаком силы действующей по оси шатуна. Если знак положительный, то сила сжимающая, если знак отрицательный, то растягивающая. В данном случае и , больше нуля, следовательно стержень рассчитывается на сжатие.
Стержень шатуна имеет круглое сечение. Основные размеры круга в среднем сечении стержня: , . Геометрические характеристики сечения
Из чертежа (Рисунок 8) шатунной группы двигателя 6ДКРН60/202 имеем:
Определим напряжения сжатия в среднем сечении стержня:
- в плоскости качения шатуна
где - модуль упругости,
- в плоскости перпендикулярной к плоскости качения
Характер изменения напряжения в стержне шатуна знакопостоянный. Для данного цикла амплитудное и среднее напряжения в плоскости качения шатуна
Соответствующие значения напряжений для плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна
Для рассматриваемого цикла коэффициенты запаса прочности вычисляем по пределу выносливости. Коэффициент запаса прочности:
- в плоскости качения шатуна
где - масштабный фактор, для заданных размеров верхней головки
- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна
Расчёт шатунных шпилек.
Шатунные шпильки относятся к наиболее ответственным деталям шатунной группы. Разрыв шпильки приводит, как правило, к аварии двигателя со всеми вытекающими отсюда последствиями:
-недостаточное усилие предварительной затяжки, что вызывает раскрытие стыка и образование
-наклёпа на контактируемых поверхностях;
-перетяжка шпилек, превышающая предел текучести материала последующим ослаблением затяжки;
-чрезмерные динамические нагрузки, которые обусловливают усталостные трещины.
Вывод
В данном разделе был выполнен расчёт прочности шатуна. Коэффициент запаса прочности для наружной поверхности верхней головки шатуна – 4,64, для внутренней поверхности верхней головки – 30,6.
Коэффициент запаса прочности для сечения стержня шатуна в плоскости качания шатуна – 2,12, в плоскости перпендикулярной плоскости качания – 3,26.
Расчёт кривошипной головки шатуна показал запас прочности на выносливость равный 4,07.
На разрабатываемом шатуне на верхней головки стоят 4 шпильки М45×3 c запасом прочности – 2,39, и на нижней головки шатуна стоят две шпильки с запасом прочности -4,8.
Список используемой литературы
1. Румб В.К., Медведев В.В. Прочность судового оборудования Часть 1. Конструирование и расчёты на прочности судовых двигателей внутреннего сгорания. - СПб.: СПбГМТУ, 2006. – 534 с.
Расчёт коленчатого вала на выносливость
Особенности конструкции
Коленчатый вал двигателя 6 ДКРН 60/202 составной, один фланец отбора мощности. Коленчатый вал собирается из кривошипов в цельную конструкцию горячим прессовым соединением рамовых шеек со щекой. Заклинка кривошипа имеет угол 60°. Смазка рамовых и шатунных подшипников осуществляется независимо друг от друга.
Коленчатый вал сделан из стали 40ХН с обкаткой шеек роликами для увеличения долговечности, коэффициент усиления =1,3. Характеристики стали 40ХН: предел прочности при растяжении, ; предел тякучести, ; предел выносливости при изгибе, ; предел выносливости при кручении, .
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!