Построение диаграммы касательных усилий

Касательные усилия, приложенные к центру шатунной шейки коленчатого вала графическое изображение которого представлено ранее.

Определяется в кгс/см² через 15° поворота кривошипа по формуле

            P_k =P_g * sin (φ + ψ ) / cosψ

P_k –величина движущей силы в кгс/см²

φ – мгновенные значения угла поворота кривошипа

ψ – угол между осью цилиндра и осью шатуна

По данным расчёта по этой формуле через каждые15° строится диаграмма касательных усилий.

Подсчёт ординат Р_к диаграммы следует производить в табличной форме.

Для того чтобы не делать двойных обратных вычислений величины движущей силы Р_g следует заносить в таблицу в мм и обязательно ставить перед цифрой знак плюс или минус. Тогда получаемые значения Р_к тоже будут в мм. Значения sin (φ + ψ ) / через 15° принятой величины λ принимают по таблице в методической справочной литературе. Для построения диаграммы необходимо выбрать масштаб. Вертикальный масштаб остаётся прежний (1кгс/см² – 2мм), а масштаб оси абцис целесообразно принять 1мм = 1, 5°. В этом случае на 10мм на диаграмме будет соответствовать15° поворот кривошипа, а вся длина диаграммы будет ровно 480мм.

На горизонтальной прямой, равной 480 мм, через каждые 10мм (15°) откладываются величины соответствующих ординат из таблицы: отрицательные значения откладываются в низ, а положительные – вверх.

Из диаграммы видно, что касательное усилие в мёртвых точках равняется нулю, а максимальное своё значение Р_к (max) достигает один раз за рабочий цикл на такте расширения.

В четырёхтактных дизелях Р_к обычно имеет место при угле поворота кривошипа φ _к между 375 и 390°.

Угол φ _к определяется следующим образом: из центра О радиусом ½ описывается полуокружность из точки Z опускается перпендикуляр до пересечения с этой полуокружностью (т. М) от точки О откладывается поправка «Брикса» ОО₁ величина которой равна ОО₁ = О мм и определена ранее. Затем точка М соединяется с центром О₁. Получившийся угол φ _к и будет углом, при котором возникает максимальное касательное усилие.

Величина угла φ _к замеряется транспортиром или определяется через тригонометрические зависимости треугольникаМКО₁

КМ / МО₁ = sinφ _k       φ _к = °

Для определения max касательного усилия Р_к(max) = Р_g = sin(φ +ψ ) /cosψ необходимо знать величину угла ψ – отклонение оси шатуна.

Угол ψ определяется из тригонометрической зависимости                                 sinψ = λ sinφ λ = (принято ранее)

Sinψ =           ψ = °

Величина Р_g при учёте φ _к =  определяется замером ординаты на диаграмме движущих усилий Р_g =мм

          Р_к (max) = sin = мм

Полученная ордината при угле φ _к откладывается на диаграмме.

Для того чтобы определить величину касательного усилия в кгс/см² при любом угле поворота кривошип необходимо замерить величину ординаты в (мм) соответствующей данному углу и разделить её на масштаб давления(г)

Для получения полной величины Р_к в кгс через каждые 60° поворота кривошипа необходимо значение Р_к в кгс/см² умножить на площадь поршня в см² проектируемого дизеля

                                   = кг

Максимальное касательное усилие Р_к(max) = кгс возникает в данном случае при

φ _к = Касательное усилие приложено к центру кривошипной шейки и направленно по касательной к окружности, описываемой этим центром.

При положительном значении касательное усилие, направленное в сторону вращения кривошипа, т.е. помогает его перемещению, при отрицательном значении – препятствует вращению.

 

 

Проектирование маховика

Назначение, сущность действия и общее положение по

Расчёту маховика.

Из полученной суммарной диаграммы касательных усилий видно, что это усилие, приложенное к фланцу коленвала и вращающий гребной винт изменяется по величине, а у малоцилиндровых дизелей и по направлению. В результате коленвал будет вращаться рывками. Сила же сопротивления вращению t_с, возникающая на гребном винте величина постоянная.

Чтобы обеспечить равномерное вращение коленвала необходимо иметь какое-то среднее касательное усилие, не меняющееся по величине, которое равнялось бы сопротивлению вращения t_c

 Для этой цели на коленвал насаживают маховик.

Во время работы дизелей при возникновении на фланцах коленвала максимального касательного усилия Р_к(max), маховик как бы притормаживает вращение коленвала, забирая на себя избыточную работу А. Во время возникновения минимального усилия Р_к(min) маховик даёт избыточную работу коленвалу.

Поэтому заштрихованная площадка избыточной работы (выше линии t_c) и недостающей работы (ниже линии t_c) бывают примерно равны.

Для расчёта принимается площадка, большая по величине. Практика использования маховиков показывает, что маховик не может оцениваться только по весу или только по диаметру. Он оценивается так называемым маховым моментом GD² где G – активный вес маховика, равный весу обода плюс ⅓ веса ступицы,

Д – расстояние между центром тяжести обода (средний диаметр обода)

Таким образом, разные по весу и диаметру маховики, но с одинаковым маховым моментом (GD²) могут обеспечивать одинаковую степень неравномерности вращения.

Практически расчёт маховика сводится к определению величины избыточной работа А, последующему нахождению махового момента GД² и принятию основных размеров и веса маховика, исходя из имеющейся величины махового момента.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной лабораторной работе мы рассмотрели прототип двигателя 8NVD 36, произвели тепловой расчет, динамический расчет. На основании всех расчетов были построены следующие диаграммы: индикаторная диаграмма, диаграмма касательных усилий и др.

Кроме этого был произведен расчет цилиндровой втулки и шатунного болта данного двигателя, к ним были начерчены и приложены эскизы.

 

 

Список используемой литературы

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: