Расчёт деталей двигателя
αц и αп – коэффициенты линейного расширения материалов цилиндра и поршня, αц = 11·10-6 1/К, αп = 22·10-6 1/К;
Тц, Тг и Тю – соответственно температура стенок цилиндра, головки и юбки поршня в рабочем состоянии, Тц = 385 К, Тг = 500 К и Тю = 428 К;
То – начальная температура цилиндра и поршня, То = 293 К.
Тепловые зазоры обеспечены.
Расчет поршневого пальца
Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные никелем и хромом стали с твёрдой поверхностью и вязкой основой. Максимальные напряжения в пальцах дизелей возникают при работе на номинальном режиме.
Основные конструктивные размеры поршневых пальцев принимаются по данным прототипа. Кроме того по данным теплового расчета принимаем: максимальное давление сгорания = 12,64 МПа, наружный диаметр пальца
dп = 45 мм, внутренний диаметр пальца dв = 27 мм, длина пальца lп = 104 мм, длина опорной поверхности пальца в головке шатуна lш = 52 мм, расстояние между торцами бобышек b = 51 мм.
Материал поршневого пальца – сталь 12ХНЗА, Е = 2,2×105 МПа. Палец плавающего типа.
Определяем расчетную силу, действующую на палец:
газовая:
, МПа, (3.21)
где k – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца, k = 0,72;
МПа.
инерционная:
, МН, (3.22)
где – угловая скорость при номинальной частоте вращения,
, рад/с, (3.23)
рад/с.
МН.
расчётная:
, МН, (3.24)
где к=0,72,
, МН.
Определяем удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:
, МПа, (3.25)
МПа.
Определяем удельное давление пальца на бобышки:
, МПа, (3.26)
МПа,
где – длина опорной поверхности пальца в бобышках, м.
Определяем напряжение изгиба в среднем сечении пальца:
, МПа, (3.27)
МПа,
где – отношение внутреннего диаметра пальца к наружному.
Определяем касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:
, МПа, (3.28)
МПа.
Определяем наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации:
, мм, (3.29)
мм,
где Е – модуль упругости материала пальца, Е = 2,2×105 МПа.
Определяем напряжения овализации на внешней поверхности пальца:
в горизонтальной плоскости (ψ = 0°)
, МПа, (3.30)
МПа.
в вертикальной плоскости (ψ = 90°)
, МПа, (3.31)
Популярные материалы:
Варианты возможных методов восстановления автосцепного оборудования
Значительную часть в общем объеме работ по ремонту деталей автосцепного устройства составляют электросварочные работы, причем наибольшее время затрачивается на наплавку изношенных поверхностей.
Наплавочные работы ведут следующими способа ...
Расчет наибольших боковых и рамных сил возникающих при извилистом движении
вагона в прямых участках пути и при выходе его в кривую
Наибольшую величину боковой силы Y при извилистом движении в прямом участке определяют по формуле:
где nD=40 мм – зазор между рабочими гребнями колес и рельсами;
J0 = 0,595*104 – полярный момент инерции тележки относительно вертикальн ...
Требования к испытуемым машинам
Самоходные скреперы и землевозы должны быть подвергнуты испытаниям при максимальном указанном изготовителем значении максимальной полной массы машины с грузом и расчетном распределении ее по осям, включая виды оборудования наибольших масс ...