Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu .
Đồ thị mài mòn chốt khuỷu biểu diễn trạng thái mài mòn lý thuyết của chốt khuỷu từ đó xác định miền phụ tải bé nhất để khoan lỗ dầu bôi chơn chốt khuỷu.
Sở dĩ gọi là mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta dùng giả thiết sau đây:
- Phụ tải tác dụng lên chốt là phụ tải ổn định ứng với công suất Ne và tốc độ n định mức.
- Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200
- Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải
- Không xét đến các điều kiện công nghệ và sử dụng lắp ghép, ví dụ không xét đến vật liệu, độ cứng bề mặt, độ bóng, độ chặt lỏng, dầu mỡ bôi trơn
44 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 2674 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tính toán động cơ D25, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
áp suất cuối hành trình
pc = pa.en1 = 0,085.17,31,353 = 4,022 MN/m2
f. Nhiệt độ cuối hành trình nén
Tc = Ta.en1-1 = 345.17,31,353-1 = 9430K
3.Quá trình cháy
a.Hệ số tháy đổi phân tử lí thuyết
a>1
b.Hệ số thay đổi phân tử thực tế
c.Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại z
xz = xz/xb = 0,75/0,85 =0,88
d.Nhiệt độ tại z
QH = 42,5.103 KJ/kg
+ Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy tại z
= 20,766 + 0,00264Tz
+ Tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình của sản vật cháy tại z
= 29.08 + 0,00264Tz
Thay vào phương trình cháy
Tz = 20360K
e.Tỉ số tăng áp suất
l = 1,48
f. áp suất pz
pz = l.pc = 1,48.4,022 = 5,59 MN/m2
h.Tỉ số giãn nở ban đầu
r = bz.Tz/l.Tc = 1,034.2036/1,48.943 = 1,508
g.Tỉ số giãn nở sau
s = e/r = 17,3/1,508 = 11,46
4.Qúa trìnhgiãn nở đa biến trung bình
Chọn n2 = 1,243
Tb = Tz/sn2-1 = 2036/11,461,243-1 = 11250K
1,243 – 1 = 0,243
Vậy n2 =1,243
c. áp suất cuối quá trình giãn nở
pb = pz/sn2 = 5,95/11,461,243 = 0,286 MN/m2
d.Kiểm tra nhiệt độ khí sót
Trt = Tb(pr/pb)(m-1)/m =1125(0,115/0,286)(1,5-1)/1,5 = 8300K
III.Tính các quá trình giãn nở
1. áp suất chỉ thị trung bình lí thuyết
2. áp suất chỉ thị trung bình
pi = pi’.ji = 0,756.0,94 = 0,71 MN/m2
3.Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
4.Hiệu suất chỉ thị
5. áp suất tổn thất cơ khí trung bình
Pm = A + B Cm
Cm = S.n/30 = 0,125.1700/30 = 7 m/s
D25 => Pm = 0,05 + 0.0156.7 = 0,1592
6.Suất cơ tính trung bình
pe = pi – pm = 0,71 – 0,1592 = 0,55
7.Hiêụ suất cơ khí
hm = pe/pi = 0,55/0,71 = 0,77
8.Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
ge = gi/hm = 202/0,77 = 262 g/kw.h
9.Hiệu suất có ích
he = hi . hm = 0,77.0,42 = 0,32
10.Kiểm nghiệm đường kính xy lanh
dm
=110mm
IV.Vẽ và hiệu đính đồ thị công
1.Các giá tri đã biết
p0 = 0,1 MN/m2 ; pa = 0,085 MN/m2 ; pc = 4,022 MN/m2
pz = 5,952 MN/m2 ; pb = 0,286 MN/m2 ; pr = 0,115 MN/m2
+ Vh = P.D2.S/4 ; Vc = Vh /e-1
+ Giả thiết : quá trình nạp đẳng áp : p = pa = hằng
quá trình nén đẳng áp : p = pr = hằng
Vh = pD2.S/4 = 3,14.1,12.1,25/4 = 1,187 dm3
Vc = vh/e-1 = 1.1,187/17,3-1 = 0,073
+ Quá trình cháy:
Động cơ Điezel : giả thiết cháy hỗn hợp
1 phần cháy đẳng tích V = hằng
1 phần cháy đẳng áp V = h ằng
Vz = r.Vc = 1,508.0,073 = 0,11
II. Lập bảng
Quá trình nén
Pvn1 = hằng
Px.Vxn1 = pc.vn1 => px = pc.1/in1
Đặt Vx =1Vc ; i=1- e
Quá trình giãn nở
PVn2 = hằng
Px.Vzn2= pz .Vzn2 => px = pz(vz/vx)n2
Đặt Vx =i.vc ;i= 1 - e
vz = r.vc => px = pz. rn2/in2
Kết quả tính toán
i.vc
Quá trình nén
Quá trình giãn nở
in1
px = pc.1/ in1
in2
px =pz. rn2/in2
1.vc
1
4,022
1
r.vc
1,508
2,667
1,508
6,576
2.vc
2,554
1,574
2,366
4,191
3.vc
4,421
0,909
3,917
2,531
4.vc
6,525
0,616
5,602
1,770
5.vc
8,824
0455
7,392
1,341
6.vc
11,293
0,356
9,273
1,069
7.vc
13,912
0,289
11,231
0,883
8.vc
16,667
0,241
13,259
0,748
9.vc
19,547
0,205
15,350
0,646
10.vc
22,542
0,178
17,498
0,566
11.vc
25,645
0,156
19,699
0,503
12.vc
28,849
0,139
21,949
0,451
13.vc
32,148
0,125
24,245
0,4409
14.vc
35,539
0,113
26,585
0,373
15.vc
39,016
0,103
28,965
0,342
16.vc
42,576
0,094
31,384
0,316
17.vc
46,216
0,087
33,841
0,293
17,3.vc
47,323
0,084
34,585
0,285
Vẽ đồ thị công
Chọn tỷ lệ xích:
mp=P/l = 6,576/250 = 0,0263(MN/m2/mm)
Chọn trục hoành tương ứng
mv= evc/223= 17,3/223 = 0,0775
Tiến hành hiệu đính các điển trên đồ thị
Từ O’ của đồ thị Brích xác định góc đóng muộn của xupáp thải j4 =220 bán kính này cắt đường Brích ở a, từ a’ dóng đường song song với tung độ cắt đường Pa ở a, nối điểm r trên đường thải với a ta có đường chuyển tiếp từ đường thải sang đường nạp.
Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén.
áp suất cuối quá trình nén thực tế c’ được xác định:
Pc’ = Pc + 1/3( Pz– Pc) = 1/3(6,576 – 4,022) + 4,022
Pc’= 4,783(MPa)
Điểm c’’ đường nén tách khỏi đường nén lý thuyết được xác định theo góc đánh nửa sớm (góc phun sớm) q = 180 đặt trên đồ thị rồi dóng xuống đường nén xác định điểm c’ ta nối c’’ với c’
Điển z’’=2/3zz’
Hiệu đính điểm T1 căn cứ vào góc mở sớm j3=640 của xupap thải, áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế Pb’ thường thấp hơn áp suất quá trình giãn nở lý thuyết.
Pb’ = Pr + 1/2( Pb – Pr ) = 0,115 + 1/2( 0,29 – 0,115) = 0,202( MPa)
Hiệu đính tại Pzmax thực tế tại góc 150 sau điểm chết trên từ đồ thị brích kể góc 170 dóng xuống đồ thị công dùng một cung thích hợp nối với c với z và đường cháy giãn nở.
Phần II Tính toán động học và động lực học
Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học
Vẽ đường biểu diễn hành trình của piton x = f(a)
áp dụng phương pháp Brích
Trên đồ thị công vẽ đường biểu diễn nửa đường tròn bán kính P tâm O
Lấy về phía điểm CD một đoạn OO’
O’O = lR/2 = 0,271.62,5/2 = 8,49
Trên nửa vòng tròn Brích chia thành các cung bằng nhau 00, 100...1800 ( lấy tâm à O’)
Vẽ trục toạ độ x = f(a) để xác định chuyển vị x tương ứng
ma =1 (mm/độ)
Dóng các điểm 100...1800 tương ứng trên đồ thị x = f(a) để xác định chuyển vị x tương ứng
Nối các giao điểm ta có đồ thị x = f(a)
Vẽ đường biểu diễn tốc độ của piton V = f(a)
Tiến hành cụ thể:
Vẽ nửa vòng tròn tâm O bán kính R phía dưới đồ thị x = f(a)
Vẽ vòng tròn có bán kính lR/2 = 17,5 mm tâm O
Chia nửa vòng tròn R và vòng lR/2 thành 18 phần theo ngược chiều nhau
Từ các điểm chia trên vòng tròn kẻ đường song song với trục tung, các đường song song với hoành độ suất phát từ các điểm chia tương ứng trên vòng tròn lR/2 tại các điểm a,b,c ...
Nối các điểm a,b,c tao thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ ta có đồ thị V = f(a)
Vẽ đường biểu diễn gia tốc của piton J = f(a)
Vẽ đường này theo phương pháp Tôlê: chọn hoành độ với trục
x= f(a)
Chọn tỷ lệ xích mj = 50(m/s2/mm)
Tính:
Jmax = Rw2(1 + l) = R
Jmax = 2561 (m/s2)
Jmax/mj = 2561/50 = 50 mm
Jmin = Rw2(1 - l) = R
Jmin = 1601 (m/s2)
Jmin/mj = 1450/50= 29 mm
EF = .R. w2.l = 3.0,0625. 184,22.0,271 = 1600
EF = 1601/50 = 51mm
Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = Jmax
Từ điểm B tương ứng điểm chết dưới BD = Jmin
Nối C với D cắt trục hoành tại E , lấy EF về phía BD
Nối C với F và F với D đẳng phân định hướng CF và FD sau đó nối các điểm này với nhau.
Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với các đường thẳng trên ta được đường cong biểu diễn đồ thị J = f(x).
Tính toán và vẽ các đồ thị động lực học
Xác định khối lượng vận động
Diện tích đỉnh piton
Fp= pD2/4 = 3,14.0,112/4 = 0,0095 m2
Khối lượng đơn vị nhóm piton
mp=Mp/Fp = 2,445/0,0095 = 257,36 (kg/m2)
Khối lượng đơn vị nhóm thanh truyền
mt=Mt/Fp = 2,965/0,0095 = 312,1(kg/m2)
Khối lượng đơn vị nhóm thanh truyền quy về đầu nhỏ
m1 = 0,275.mt = 0,275. 312,1= 85,82 (kg/m2)
Khối lượng đơn vị nhóm thanh truyền quy về đầu to
m2 = 0,725.mt = 0,725.312,1 = 226,27 (kg/m2)
Khối lượng vận động tịnh tiến
m = mp + m1 = 257,36 + 85,82 = 343,18 ( kg/m2 )
Khối lượng vận động quay
Mr = m2 = 226,27 ( kg/m2 )
Xác định lực quán tính vận động quay
I = mr.R.w2.10-6 = 226,27.0,0625.184,22.10-6 = 0,447 (MPa)
Xác định lực quán tính vận động tịnh tiến
Pjmax = m.R. w2.(1+l).10-6 = 343,18.0,0625.(1+ 0,271).177,92.10-6
Pjmax = 0,946(MPa)
AC = Pjmax / mp = 0,946/ 0,0263 = 36 (mm)
Pjmin = - m.R. w2.(1-l).10-6 = 343,18.0,0625.(1- 0,271).177,92.10-6
Pjmin = 0,526 (MPa)/mp = 0,526 / 0,0263= 20 (mm)
Giá trị EF = 3.m.R. w2.l.10-6 = 3. 343,18.0,0625. 177,92.0,271.10-6
EF = 0,604 (MPa)/mp = 0,604 / 0,0263 = 23(mm)
Vẽ đồ thị biểu diễn lực quán tính Pj = f (x)
Vẽ theo phương pháp tô lê nhưng hoành độ đặt trùng với đường P0 ở đồ thị công và vẽ đồ thị :
Pj = f(x) được tiến hành theo các bước sau :
Trên trục tung lấy AC = Pjmax
Từ điểm B trên trục hoành lấy BD = Pjmin
Nối CD cắt trục P0 tại E , lấy EF ( giá trị đã tính ở trên ) về phía BD
Nối CF và FD sau đó làm tương tự với đồ thị J = f(a) ta được đồ thị –Pj = f(a)
Triển khai đồ thị công P-V và Pkt = f(a)
Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta phải triển khai đồ thị công trên trục tọa độ P- a
Chon tỷ lệ xích m a = 20/ mm đặt hoành độ a này trên cùng đường đậm biểu diễn P0
Tỷ lệ xích mP = 0,0263 của đồ thị công
Xác định Pkt ứng với các góc a từ đồ thị Brích ròi đặt các giá trị này trên trục tọa độ P- a
Khai triển đồ thị Pj = f(x) thành Pj = f(a)
Đồ thị Pj = f(x) biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng, tốc độ của động cơ. Nếu động cơ tốc độ cao, đường này thế nào cũng cắt đường nén AC. Ngoài ra đường Pj còn cho ta tìm được giá trị của đường PS chính là khoảng cách giữa đường Pj với đường biểu diễn Pkt của các quá trình nạp, nén, cháy giãn nở và thải của động cơ.
Khai triển đường Pj = f(x) thành Pj = f(a) cũng thông qua Brích để chuyển tọa độ. Nhưng tọa độ P- a phải đặt đúng số âm dương của Pj .
Giá trị của Pj = f(a)
Vẽ đồ thị PS= f(a)
Như đã biết PS=Pkt +Pj vì vậy đã có Pkt= f(a) và Pj= f(a) để xây dựng đường PS= f(a) chỉ làm việc cộng tọa độ các trị số tương ứng của Pkt và Pj . giá trị của PS= f(a) trong bảng 2.5
Vẽ lực tiếp tuyến T= f(a)và đường lực pháp tuyến Z= f(a)
Như ta đã biết , theo kết quả tính phần động lực học ta có :
T = PS. (MPa)
Z= PS. (MPa)
Vẽ hai đường này theo các bước sau :
Bố trí hoành độ a với tỷ lệ m a = 20/ mm; m P cùng tỷ lệ xích đã chọn.
Căn cứ vào l = = tra các trị số và
Giá trị trong bảng 2.5
a
PS
T
Z
0
36
0
1
0
36
10
35
0,2201
0,9766
7,7
34
20
33
0,4297
0,9077
14
29
30
29
0,6187
0,7974
17
23
40
24
0,7786
0,6520
18
15
50
18
0,9028
0,4797
16
8
60
12
0,9870
0,2903
11
3
70
5
1,0300
0,0938
5
0,4
80
-2
1,0330
-0,0998
3
0
90
-7
1
-0,2823
-7
2
100
-11
0,9365
-0,4471
-10
5
110
-14
0,8493
-0,5901
-11
8
120
-16
0,7449
-0,7096
-12
12
130
-18
0,6292
-0,8058
-11
17
140
-19
0,5068
-0,8800
-9
16
150
-19
0,3812
-0,9345
-7
17
160
-19,5
0,2543
-0,9716
-5
18
170
-19,5
0,1271
-0,9930
-2
19
180
-19,5
E
-1
0
19,5
190
-19,5
-0,1271
-0,9930
2
19
200
-19
-0,2543
-0,9716
4
18
210
-19
-0,3178
-0,9345
7
17
220
-19
-0,5068
-0,8800
9
16
230
-19
-0,6292
-0,8058
12
15
240
-18
-0,7449
-0,7096
14
14
250
-14
-0,8493
-0,5901
15
10
260
-13
-0,9365
-0,4471
14
6
270
-11
-1
-0,2823
11
3
280
-7
-1,330
-0,0998
7
1,5
290
-3
-1,0300
0,0938
3
0
300
1
-0,9870
0,2903
-1
0,3
310
4
-0,9028
0,4797
-4
3
320
4
-0,7786
0,6520
-3
3
330
1
-0,6187
0,7974
-1
0,1
340
-7
-0,4297
0,9077
4
-5
350
-35
-0,2201
0,9766
8
-33
360
-61
E
1
0
-65
370
-101
0,2201
0,9766
-21
-97
380
-90
0,4297
0,9077
-35
-81
390
-20
0,6197
0,7974
-12
-16
400
-9
0,7786
0,6520
-6
-6
410
-4
0,9028
0,4797
-4
-2
420
-4
0,9870
0,2903
-4
-1,1
430
-6
1,0300
0,0938
-6
-0,5
440
-11
1,033
-0,0998
-11
1
450
-15
1
-0,2823
-15
4
460
-19
0,9365
-0,4471
-18
8
470
-21
0,8493
-0,5901
-17
12
480
-23
0,7449
-0,7096
-16
16
490
-24
0,6292
-0,8058
-15
19
500
-24,5
0,5068
-0,8800
-12
21
510
-25
0,3812
-0,9345
-10
23
520
-25
0,2543
-0,9716
-7
24
530
-25
0,1271
-0,9930
-3
25
540
-25
E
-1
0
25
550
-23
-0,1271
-0,9930
3
22
560
-22
-0,2543
-0,9716
6
21
570
-21
-0,3812
-0,9345
8
19
580
-21
-0,5068
-0,8800
10
18
590
-19
-0,6292
-0,8058
12
15
600
-18
-0,7449
-0,7096
14
12
610
-16
-0,8493
-0,5901
14
9
620
-12
-0,9365
-0,4471
12
6
630
-8
-1
-0,2823
8
2
640
-4
-1,033
-0,0998
4
0,3
650
2
-1,0300
0,0938
-2
0,1
660
8
-0,9870
0,2903
-8
2,3
670
15
-0,9028
0,4797
-13
7
680
22
-0,7786
0,6520
-18
14
690
27
-0,6187
0,7974
-17
21
700
32
-0,4285
0,9142
-14
29
710
34
-0,2162
0,9729
-8
32
720
35
0
1
0
36
Vẽ đường ST = f(a) đối với động cơ nhiều xilanh.
Đối với động cơ D25 có 2 xilanh có mô men tích lũy vì vậy cần phải xác định mô men này. Chu kỳ của mô men tổng phụ thuộc vào số xilanh và số chu kỳ, bằng đúng góc công tác của khuỷu
da =
Trong đó : t Số kỳ ; i – Số xilanh
Nếu trục khuỷu không phân bố các khuỷu theo đúng góc công tác
( điều kiện đồng đều chu kỳ của mô men tổng cũng thay đổi ) .
Vẽ đường biểu diễn ST theo các bước sau :
Lập bảng xác định các góc ai ứng với các khuỷu làm việc động cơ hai xilanh 4 kỳ có góc lệch khuỷu 1800 thứ tự làm việc 1-2
Xi lanh 1
Nạp
Nén
Cháy
Thải
Xi lanh 2
Thải
Nạp
Nén
Cháy
a 1 = 0 0 a2 = 5400
a1
T1
a2
T2
TS
0
0
540
0
0
10
7,7
550
3
-13
20
14
560
6
-23
30
17
570
8
-31
40
18
580
10
-35
50
16
590
12
-33
60
11
600
14
-29
70
5
610
14
-23
80
3
620
12
-14
90
-7
630
8
-5
100
-10
640
4
-6
110
-11
650
-2
16
120
-12
660
-8
25
130
-11
670
-13
29
140
-9
680
-18
30
150
-7
690
-17
28
160
-5
700
-14
20
170
-2
710
-8
11
180
0
720
0
0
190
2
0
0
-3
200
4
10
7,7
-15
210
7
20
14
-24
220
9
30
17
-31
230
12
40
18
-36
240
14
50
16
-34
250
15
60
11
-28,5
260
14
70
5
-21
270
11
80
3
-10
280
7
90
-7
1
290
3
100
-10
11
300
-1
110
-11
18
310
-4
120
-12
23
320
-3
130
-11
24
330
-1
140
-9
19,5
340
4
150
-7
12
350
8
160
-5
-1
360
0
170
-2
3
370
-21
180
0
25
380
-35
190
2
44
390
-12
200
4
29
400
-6
210
7
11
410
-4
220
9
4
420
-4
230
12
1
430
-6
240
14
0
440
-11
250
15
2,5
450
-15
260
14
8
460
-18
270
11
14
470
-17
280
7
18
480
-16
290
3
21
490
-15
300
-1
22
500
-12
310
-4
22
510
-10
320
-3
20
520
-7
330
-1
15,5
530
-3
340
4
7
540
0
350
8
-6
550
3
360
0
-4
560
6
370
-21
18
570
8
380
-35
36
580
10
390
-12
22
590
12
400
-6
5
600
14
410
-4
0
610
14
420
-4
0
620
12
430
-6
1
630
8
440
-11
6
640
4
450
-15
16
650
-2
460
-18
26
660
-8
470
-17
33
670
-13
490
-16
33
680
-18
500
-15
33
690
-17
510
-12
30
700
-14
520
-7
23
710
-8
530
-3
11
720
0
540
0
0
Vẽ đường ST trên đồ thị T và Z :
Sau đó vẽ đường STtb ( đại diện cho mô men cản bằng cách đếm diện tích với trục hoành a rồi chia diện tích này cho chiều dài trục hoành
STtb = FT / 360 = 4700/ 360 = 13,05.
Đồ thị mài mòn lên chốt khuỷu
Căn cứ vào bảng T - Z đã thực hiện ở phần trên ta lập tọa độ các điểm
T - Z rồi xác định tọa độ (i = (Ti , Zi ) lần lượt chám điểm trên đồ thị ta có đồ thị tác động lên chốt khuỷu )
Vẽ đường biểu diễn [ Q = f(a) ]
Tìm gốc tọa độ của phụ tải lên chốt bằng cách đặt vectơ Pk0
Pk0 = m2.R.v2 = 226,3.0,0625.= 0,306
Lập bảng tính giá trị của Q theo a bằng cách đo từ tâm O đến các điểm ai trên đồ thị phụ tải tác động lên chốt khuỷu
a0
Q
a0
Q
a0
Q
0
48
250
27
500
36
10
46
260
26
510
37
20
44
270
22
520
38
30
39
280
20
530
38
40
33
290
17
540
38
50
26
300
13
550
37
60
18
310
12
560
35
70
13
320
17
570
34
80
12
330
21
580
32
90
14
340
12
590
30
100
18
350
17
600
28
110
22
360
49
610
25
120
26
370
89
620
22
130
29
380
80
630
18
140
31
390
14
640
13
150
32
400
10
650
13
160
32
410
11
660
16
170
32
420
13
670
22
180
32
430
14
680
30
190
31
440
18
690
36
200
30
450
22
700
43
210
30
460
26
710
46
220
29
470
30
720
48
230
28
480
33
240
28
490
35
2.11 Vẽ đồ thị vectơ lực tác dụng lên bạc lót đầu to
Vẽ đồ thị Q = f (a) trên tọa độ Q- a , lực Q không bao giờ có giá trị âm
Xác định Qtb bằng cách đếm diện tích bao bởi Q = f (a) và trục hoành rồi chia cho chiều dài trục hoành
Qtb =
Tính hệ số va đập
c =
trong đó Qmax= Qđo / m = 91
Xác định véctơ phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền căn cứ vào đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Để ta dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền chiều của lực tác dụng Q0, Q10,Q20…trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt có chiều tác dụng ngược chiều lực tác dụng lên đầu to thanh truyền nhưng có trị số bằng nhau.
Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu .
Đồ thị mài mòn chốt khuỷu biểu diễn trạng thái mài mòn lý thuyết của chốt khuỷu từ đó xác định miền phụ tải bé nhất để khoan lỗ dầu bôi chơn chốt khuỷu.
Sở dĩ gọi là mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta dùng giả thiết sau đây:
- Phụ tải tác dụng lên chốt là phụ tải ổn định ứng với công suất Ne và tốc độ n định mức.
- Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200
- Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải
- Không xét đến các điều kiện công nghệ và sử dụng lắp ghép, ví dụ không xét đến vật liệu, độ cứng bề mặt, độ bóng, độ chặt lỏng, dầu mỡ bôi trơn …
Vẽ đồ thị mài mòn lý thuyết theo các bước sau:
Chia vòng tròn tượng trưng mặt chốt thành 24 phần , đánh số thứ tự
Ta lập được tổng phụ tải tác dụng lên một điểm sẽ là
SQ = …
- Chọn tỷ lệ xích mm = 0,0263 để thể hiện quan hệ giữa mài mòn phụ tải. Sau đó nhân với các tổng phụ tải QSi để chuyển thành các đoạn thẳng tương ứng mm. QS .
- Lập bảng tìm tổng phụ tải tác dụng lên các điểm 0,1,2,3,4,5…,23.
Vẽ vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu và các bán kính đi qua các điểm 0,1,2,… rồi đặt các đoạn thẳng mm lên các vị trí tương ứng theo chiều từ ngoài vào trong sau đó nối các mút lại ta có dạng mài mòn lý thuyết của chốt khuỷu.
Vẽ một chốt khuỷu tương tự và chiều quay của chốt để xác định vị trí miền phụ tải nhỏ theo chiều quay.
Phần tính bền
I. Tính kiểm nghiệm bền xéc măng không đẳng áp, trục khuỷu với Tmax
Thí nghiệm bền xéc măng thờng tính theo công thức kinh nghiệm của Ghinxbua trong phạm vi của xéc măng
D/t = 20 - 30 và A/t = 2,5 – 4.
D = 110 mm
Đối với xéc măng D25 , t/h = 4,8/ 3 (mm)
Khe hở miệng ở trạng thái lắp ghép : f = 0,6 mm
Khe hở miệng ở trạng thái tự do : A = 8mm
ứng suất uốn của xéc măng ở trạng thái làm việc
t
h
D
Trong đó :
+ Cm là hệ số phân bố áp suất không đẳng áp: 1,74 – 1,87
lấy Cm =1,8
+ x Hệ số điều chỉnh : x= 0,196
+ E mô đun đàn hồi của gang : E =1,2.105 MN/m2
+ A là khe hở miệng ở trạng thái tự do : 8 mm
Thay các giá trị vào :
= = 162,8 MN/m2
ứng suất uốn của xéc măng khi lắp vào piston
sU2 =
trong đó :
m hệ số lắp ghép m=1 (lắp bằng tay) m= 1,57( lắp bằng đệm); m=2 lắp bằng kìm chuyên dùng chọn m =2
s u2 = =394,5 MN/m2
3. ứng suất khi gia công phôi xéc măng
su3 = (1,25 - 1,3) su1 => su3 = 1,275su1
su3 = 1,275.162,8 = 207,5 MN/m2
4. áp suất bình quân của xéc măng không đẳng áp tác dụng lên mặt xy lanh
Quy luật phân bố áp suất không đẳng áp có thể vẽ gần đúng theo công thức sau
P = jptb (MPa)
Hệ số j thay đổi theo góc a tính từ ngàm của thanh cong (Điểm đối diện với miệng xéc măng) kẻ trtong bảng
a
00
300
600
900
1200
1500
1800
j
1,051
1,047
1,137
0,896
0,456
0,670
2,816
+ áp suất ở vùng miệng xéc măng có giá trị lớn nhất.
II. Tính kiểm nghiệm bền trục khuỷu.
* Các thông số cơ bản tính toán
Với bài cho : a = 35 (mm)
b = 33 (mm) = 33.10-3 (m); c = 35 (mm) = 35.10-3 (m );
b’ = b” = 33 (mm) = 33.10-3 (m);
Khối lượng ly tâm của má khuỷu : mmkh = 0,9 ( kg).
Khoảng cách từ trọng tâm của khối lượng ly tâm đến tâm quay:
rmkh = 52 (mm) =52.10-3 (m).
Khối lượng đối trọng : mđt = 1,044 ( kg).
Khoảng cách tâm đối trọng đến tâm quay:
rđt = 75 (mm) = 75.10-3 (m).
*. Tính kiểm nghiệm bền trục khuỷu.
1, Đánh giá chung :
Ta biết, trục khuỷu là một dầm siêu tĩnh, chịu lực phức tạp. Để đơn giản cho quá trình xét và tính kiểm nghiệm, ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm đó trở thành dầm tĩnh định ứng với một khuỷu sơ đồ tính được giới thiệu trên
Theo như sơ đồ ta có :
T và Z- Lần lượt là lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu
Pr1 - Lực quán tính ly tâm của má khuỷu.
C1 - Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu.
C2- Lực quán tính ly tâm của ( m2)
Pr2 - Lực quán tính ly tâm của đối trọng.
T’, T”; Z’, Z” là các phản lực do (T và Z) sinh ra khi và tác dụng lên trục khi làm việc.
M’k, M”k - Mô men xoắn tác dụng lên bên trái và bên phải.
Ta thấy ứng suất lớn nhất tác dụng lên khuỷu nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong các trường hợp sau :
+Trường hợp chịu lực PZmax khi khởi động.
+Trường hợp chịulực Zmax khi làm việc .
+Trường hợp chịu lực Tmax khi làm việc.
+Trường hợp chịu lực STmax .
Nhưng thực tế khi cho động cơ làm việc,thì lực tác dụng trong trường hợp (1) bao giờ cũng lớn hơn trường hợp (2) Và lực tác dụng lên cổ khuỷu ở trường hợp ba, bao giờ cũng lớn hơntrường hợp 4. Vì vậy ta chỉ cần xét hai trường hợp
(1và 3).
2. Tính toán kiểm nghiệm bền trục khuỷu :
1.Trường hợp chịu lực (PZmax) :
Đối với động cơ Diezel nói chung và động cơ (D50) nói chung thì đây là trường hợp khởi động.lúc này ta xét vị trí trục khuỷu ở vị trí của điểm chết trên (ĐCT).
ta có : a = 0,T = 0, n = 0, PJ = 0, Pr = 0
Z = PZmax = pZmax.FP = 6,576. = 0,062 (MN/m2)
Lúc này ta có: Z’ = Z. = 0,062.= 0,031 (MN)
Z” = Z.0,062.= 0,031 (MN)
a, Tính nghiệm bền chốt khuỷu và mô men uốn chốt khuỷu.
Mu = Z’.l’ = 0,031.0,068 = 2,1.10-3 (MN.m)
đứng suất uốn chốt khuỷu là.
such = = 66,78 (MN/m2).
2.Tính nghiệm bền má khuỷu.
Lực pháp tuyến (Z) gây uốn má khuỷu tại tiết diện (A-A)
a, ứng suất uốn má khuỷu
su = = 36,7 ( MN/m2).
b,ứng suất nén má khuỷu.
sn = 10,4 (MN/m2 ).
đ Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu là: sS = su + sn
sS = 36,7 +10,4 = 47,1 (MN/m2).
3.Tính nghiệm bền cổ trục.
a,ứng suất uốn cổ trục do lực ( Z) tạo ra ở hai bên cổ trục
suchkh = = 66,7 (MN/m2)
suchkh < such Û 66,7 < 66,78 (MN/m2).
II.Trường hợp chịu lực (Tmax).
Vị trí tính toán của khuỷu trục xét nguy hiểm nhất lệch so với điểm (ĐCT)
với một góc a = aTmax.
Lúc này : (n≠ 0; T = Tmax ; các lực quán tính khác đều tồn tại )
Căn cứ vào đồ thị T = Ư(a ), để tính các giá trị của lực tiếp tuyến và các góc tương ứng .
Động cơ (D25) có 2 xy lanh với thứ tự nổ (1-2).Và sau khi tính toán trên đồ thị ta có T = Tmax khi aTmax = 3750 .
Vậy ta có bảng làm việc tại các điểm đặc biệt của lực tiếp tuyến (T) với (a)
Như vậy sau khi xét bảng giá trị lực tiếp tuyến nguy hiểm đến với cổ khuỷu ta thấy chỉ có cổ (1) là nguy hiểm nhất. Nó chịu một lực (Tmax = 0,92MN).
Tính bền chốt khuỷu .
a, ứng suất uốn trong mặt phẳng khủy trục.
sxu ==
đ sxu = -208 (MN/m2).
Với các lực ly tâm của các khối lượng má khuỷu và đối trọng và mô đun chống uốn.
Pr1 = mmkh.rmkh w2 = 0,9.0,052.32 = 0,4212 (MN ).
Pr1 = mđt.rđt w2 = 1,044.0,075.32 = 0,7047 (MN ).
Wux = 0,1.dch = 0,1.(0,068)3 = 3,14.10-5 ( m2) .
b, ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khủyu trục.
syu = (MN/m2).
c, ứng suất tổng cộng tác dụng lên chốt khuỷu :
su = = 1016,3 ( MN/m2 )
d, ứng suất xắn chốt khuỷu :
= 497,4 (MN/m2).
e, ứng suất uốn tổng cộng khi chịu xoắn chốt khuỷu:
sS = 1131,4 (MN/m2).
Tính kiểm nghiệm bền cổ khuỷu.
Thường tính bên cổ phải vì cổ này thường chịu lực lớn hơn cổ bên trái
a,ứng suất do lực pháp tuyến(Z”) gây ra .
. syu = (MN/m2).
b,ứng suất uốn do lực tiép tuyến(T”) gây ra.
syu = (MN/m2).
c, ứng suất uốn tổng cộngtại khuỷu là.
su = = 1854,1 ( MN/m2 )
d, ứng suất xắn chốt khuỷu :
= 1053,3 (MN/m2).
e, ứng suất xoắn tổng khi chịu uốn và chịu xoắn.
sS = 28063 (MN/m2).
3.Tính kiểm nghiệm bền má khuỷu.
Ta thường kiểm nghiệm bền má bên phảI và má này thường chịu lực lớn.
a,ứng suất do lực pháp tuyến(Z”) gây ra .
. syu = (MN/m2).
b,ứng suất uốn do lực tiép tuyến(T”) gây ra.
suT = (MN/m2).
I. Tính kiểm nghiệm bền trục khuỷu.
Đánh giá chung :
Ta biết, trục khuỷu là một dầm siêu tĩnh, chịu lực phức tạp. Để đơn giản cho quá trình xét và tính kiểm nghiệm, ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm đó trở thành dầm tĩnh định ứng với một khuỷu sơ đồ tính đợc giới thiệu trên
Theo nh sơ đồ ta có :
T và Z- Lần lợt là lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu
Pr1 - Lực quán tính ly tâm của má khuỷu.
C1 - Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu.
C2- Lực quán tính ly tâm của ( m2)
Pr2 - Lực quán tính ly tâm của đối trọng.
T’, T”; Z’, Z” là các phản lực do (T và Z) sinh ra khi và tác dụng lên trục khi làm việc.
M’k, M”k - Mô men xoắn tác dụng lên bên trái và bên phải.
Ta thấy ứng suất lớn nhất tác dụng lên khuỷu nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong các trờng hợp sau :
1,Trờng hợp chịu lực PZmax khi khởi động.
2,Trờng hợp chịulực Zmax khi làm việc .
3,Trờng hợp chịu lực Tmax khi làm việc.
4,Trờng hợp chịu lực STmax .
Nhng thực tế khi cho động cơ làm việc,thì lực tác dụng trong trờng hợp (1) bao giờ cũng lớn hơn trờng hợp (2) Và lực tác dụng lên cổ khuỷu ở trờng hợp ba, bao giờ cũng lớn hơntrờng hợp 4. Vì vậy ta chỉ cần xét hai trờng hợp (1và 3).
I. Tính toán kiểm nghiệm bền trục khuỷu :
1.Trờng hợp chịu lực (PZmax) :
Đối với động cơ Diezel nói chung và động cơ (D12) nói chung thì đây là trờng hợp khởi động.lúc này ta xét vị trí trục khuỷu ở vị trí của điểm chết trên (ĐCT).
ta có : a = 0,T = 0, n = 0, PJ = 0, Pr = 0
Z = PZmax = pZmax.FP = 6,63.0,00708 = 0,046 (MN/m2)
Lúc này ta có: Z’ = Z. = 0,046.= 0,0246 (MN)
Z” = Z.0,046.= 0,01133 (MN)
+ Tính nghiệm bền chốt khuỷu và mô men uốn chốt khuỷu.
Mu = Z’.l’ = 0,0246.0,075 = 1,845.10-3 (MN.m)
đứng suất uốn chốt khu
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DC D25-44.DOC