Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора

Запас усталостной прочности:

, что также допустимо.

6.3 Расчет элементов поршневой группы

6.3.1 Расчет поршневого пальца

Рис. 35 - Силовая схема поршневого пальца

Материал - сталь 18Х2Н4МА

Расстояние между бобышками b = 50 мм

Опорная длина подшипника a = 48 мм

Длина пальца l = 110 мм

Внутренний диаметр пальца d = 22 мм

Диаметр пальца dп = 44 мм

Расчетная нагрузка - максимальное усилие, с которым палец прижимается к бобышкам:

При схеме нагружения, показанной на рисунке, максимальное напряжение изгиба посередине длины пальца равно

,

что допустимо для пальцев из легированной стали.

Напряжение среза в пальце:

Максимальная срезывающая сила действует на палец в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна. Максимальное касательное напряжение в этих сечениях:

, что также допустимо.

Напряжения от овализации поперечного сечения пальца определяются по формулам криволинейного бруса прямоугольного сечения.

Рис. 36 - Схема нагружения поршневого пальца

Рис. 37 - Эпюры нагружения от овализации

Рис. 38 - Расчётные точки (1-4) поршневого пальца

Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в горизонтальном сечении в точке 1 при ц = 0

Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в горизонтальном сечении в точке 2 при ц = 0

Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в вертикальном сечении в точке 3 при ц = 90

Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в вертикальном сечении в точке 4 при ц = 90

Где ;

Эти значения допустимы для форсированных двигателей.

Деформация (увеличение диаметра) пальца в средней части в направлении, перпендикулярном оси цилиндра:

Наибольшие удельные давления на поверхность пальца в шатуне и на бобышки поршня:

; , что можно считать допустимым для высокофорсированных дизелей.

6.3.2 Расчёт прочности поршневого кольца

На рабочем режиме кольцо находится в сжатом состоянии и испытывает напряжения изгиба, возникающие в результате действия сил давления от стенок цилиндра, которые направлены радиально к центру кольца. При этом наружные волокна кольца растянуты, а внутренние - сжаты. Рассматривая кольцо как криволинейный брус, лежащий в одной плоскости и нагруженный равномерно распределённой нагрузкой, определяем напряжения изгиба.

Напряжение изгиба кольца в рабочем состоянии

, где P - величина давления на кольцо со стороны рабочего цилиндра

Исходя из конструктивных соотношений:

- Радиальная толщина кольца

- Высота кольца

- Зазор в замке в свободном состоянии

- Зазор в рабочем состоянии

Деформация замка в рабочем состоянии:

Отсюда напряжение изгиба кольца в рабочем состоянии

Допускаемые значения напряжения изгиба (100?200) МПа

Давление кольца на зеркало рабочего цилиндра

Допускаемые значения давлений лежат в пределах (0,06?2) МПа.

Деформация кольца при надевании его на поршень

Напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

,

Допускаемые значения напряжений изгиба лежат в пределах 300 МПа.

Список литературы

1. Румянцев В.В. Конструкция и расчет двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2004. - 277 с.

2. Дьяченко Н.Х., Харитонов Б.А., Петров В.М. и др. Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания: Учебник для вузов под ред. Дьяченко Н.Х. - Л: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. - 392 с.

3. Алексеев В.П., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» под ред. Орлина А.С., Круглова М.Г. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 288 с.

4. Батурин С.А., Синицин В.А. Уравновешенность ДВС в примерах и задачах: Учебное пособие /Алт. политехн. ин-т им Ползунова И.И./ - Барнаул: Б. и.,1990. - 88 с.

5. Исаков Ю.Н., Костин А.К., Ларионов В.В. Расчет рабочего цикла и газообмена в поршневых ДВС: Пособие по курсовому проектированию под ред. Дьяченко Н.Х.- Л.: Изд-во ЛПИ имени Калинина М.И., 1977. - 81 с.

6. Дьяченко Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания. Рабочие процессы. - Л.: Машиностроение, 1974. - 551 с.

Размещено на Allbest.ru