Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Розрахунок і конструювання нерухомих деталей КШМ
|
|
Рисунок 4.9 – Схема і конструктивні параметри циліндра:
а – негільзованого, б – з «мокрою» гільзою
У пояснювальній записці потрібно навести наступні відомості з конструкції нерухомих деталей КШМ:
- особливості конструкції (наявність і тип гільз, спосіб герметизації газового стику тощо);
- конструктивну схему циліндра відповідно до рисунка 4.9;
- конструктивні параметри згідно зі схемою і матеріал деталей у вигляді таблиці 4.3. Усі параметри визначаються конструктивно за даними прототипа або (при їх відсутності або неявності) за статистичними даними (Додаток Б).
Таблиця 4.2 – Величини конструктивних параметрів шатунної групи
| Деталь, елемент | Матеріал | Конструктивний параметр | Величина |
| Блок-картер | Товщина стінок блока | δ б.ц = | |
| Товщина стінок картера | δ к = | ||
| Товщина поперечної перегородки. | δ п.п. = | ||
| Товщина стінки циліндра (при відсутності гільзи) | δ ц = | ||
| Радіуси скруглень порожнин сорочки охолодження | r = | ||
| Діаметри каналів між блоком і головкою | d = | ||
| Ширина порожнин сорочки охолодження | δ п.ох = | ||
| Товщина опорної поверхні піддона картера | δ п.м = | ||
| Головка блоку | Товщина поперечної перегородки головки | δ п.п..г = | |
| Товщина стінки головки | δ ст.г = | ||
| Гільза циліндра (при наявності) | Висота | L Ц = | |
| Товщина стінки | δ ц = | ||
| Діаметр верхнього пояса | D П = | ||
| Діаметр верхнього буртика | D б = | ||
| Висота верхнього буртика | L б = | ||
| Висота верхнього пояса | L П = | ||
| Діаметр ущільнювального пояса | D у = | ||
| Товщина стінки нижньої частини | δ н.ст = | ||
| Вставка у циліндр (гільзу) (при наявності) | Товщина стінки | δ вст = | |
| Висота вставки | L Г = | ||
| Силові шпильки (болти) | Довжина | l шп= | |
| Параметри різьби |
Рисунок 4.10 – Приклади конструкцій сухих (а, б) і мокрих (в – д) гільз
Гільзи циліндрів є досить навантаженими деталями двигуна. Вони випробують комплексні навантаження від дії сил тиску, термічних напружень, що викликані нерівномірним нагріванням, сил впливу деталей поршневої групи кривошипно-шатунного механізму, іноді зусиль попереднього затягування шпильок і т.д. Матеріалом гільз (Додаток А) звичайно служить перлітний сірий чавун, рідше – сталь. При виготовленні гільзи піддають термообробці: цементації, азотуванню, загартуванню СВЧ, пористому хромуванню. Варіанти конструкцій наведені на рисунку 4.10.
Розрахунок є досить складним, тому що вимагає застосування чисельних методів. У курсових і дипломних проектах рекомендується визначати напруження тільки від основних навантажень.
Теплові напруження σ t, МПа, визначають за формулою:
(4.40)
де Е – модуль пружності матеріалу, МПа, для сталі Е = (2…2, 3)·105 МПа, для чавуна Е = 1, 0·105 МПа;
α Ц – коефіцієнт лінійного розширення, 1/К, для сталі α Ц = 1, 0·10-5 1/К, для чавуна α Ц = 1, 1·10-5 1/К;
Δ T – перепад температур, К, за дослідними даними Δ T = 100…150 К;
μ – коефіцієнт Пуассона, для сталі μ = 0, 25…0, 33, для чавуна μ = 0, 23…0, 27;
[ σ t ] – граничні навантаження, для чавунних гільз [ σ t ]= 40…70 МПа, для сталевих [ σ t ]= 60…80 МПа.
Силові шпильки призначені для з'єднання головки блоку з блок-картером. Матеріалом (Додаток А) шпильок у бензинових двигунах і дизелях служать вуглецеві сталі з високою межею пружності і високолеговані сталі.
При розрахунку шпильки на міцність враховують: силу попереднього затягування, сумарну силу і відповідне їй напруження при максимальному значенні рzд у прогрітому двигуні. При цьому приймають, що тиск від газів даного циліндра поширюється тільки на шпильки, які розташовані безпосередньо біля цього циліндра.
Сила попереднього затягування для силових шпильок Рпоп, Н, дорівнює мінімальній силі, що діє на шпильки РР min:
РР min = Рпоп = m· (1 - c) · Р ¢ zд, (4.41)
де m – коефіцієнт затягування шпильки, m = 3…5;
c – коефіцієнт основного навантаження нарізного з’єднання, c = 0, 15…0, 25;
Р ¢ zд – сила тиску газів при згорянні, що приходиться на одну шпильку, Н:
(4.42)
де iшп — число шпильок, що приходяться на один циліндр.
Максимальну силу РР max, Н, що розтягує шпильку, обчислюють за формулою:
РР max = Рпоп +c× Р¢ zд. (4.43)
Відповідно максимальне sP mах, МПа, і мінімальне sP min, МПа, напруження в шпильці:
(4.44)
(4.45)
де f min – перетин шпильки по внутрішньому діаметру різьби, мм2 (див. Додаток Д).
Амплітуду sа, МПа, і середнє значення напружень sm, МПа, визначають за формулами:
(4.46)
(4.47)
Запас міцності шпильки ns за межею утомлення розраховують за формулою:
(4.48)
де s -1 – межа утомленої міцності матеріалу шпильки, МПа (Додаток В);
ks – ефективний коефіцієнт концентрації напружень у різьбі, ks =3, 5…4 для вуглецевих сталей; ks =4…5, 5 для легованих сталей;
as – коефіцієнт приведення даного асиметричного циклу до симетричного (Додаток Г).
Запас міцності для шпильок має бути в межах 2, 5…4.
5 РОЗРАХУНОК ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОГО МЕХАНІЗМУ (ГРМ)
|
|