По полученным геометрическим параметрам проектируемого дизеля D, S, Z определяют его основные габаритные размеры
Расчет количества воздуха, необходимого для реализации заданной мощности, выбор схемы наддува и определение мощности компрессора
Процессы наполнения и сжатия
Процесс сгорания
Процесс расширения
Технико-экономические показатели проектируемого дизеля
РАСЧЕТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В КРИВОШИПНО-ШАТУННОМ МЕХАНИЗМЕ ДИЗЕЛЯ
ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КШМ ДИЗЕЛЯ
Поршни
Шатун
Втулка цилиндра
Навигация
ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КШМ ДИЗЕЛЯ
Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементтов конструкции тепловозного двигателя
52437
знаков
10
таблиц
2
изображения
5. ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КШМ ДИЗЕЛЯ
Приближенный расчет выполняется с целью определения геометрических размеров основных деталей КШМ: коленчатого вала, поршня, шатуна. Перед расчетом студентом выбирается и дается обоснование конструкции указанных узлов КШМ, применяемых материалов.
Основные размеры коленчатого вала, поршня и шатуна определяются по условиям достаточной прочности и долговечности.
5.1. Коленчатый вал
Коленчатые валы тепловозных дизелей выполняют стальными (коваными или штампованными) (см. рис.9) или чугунными (литыми) (см. рис.10). Отечественные тепловозные дизели выполняются главным образом с чугунными литыми (Д100, 11Д45, Д70) и коваными стальными (Д49, Д50, 1Д12) коленчатыми валами.
Надежность коленчатого вала во многом зависит от рационального выбора его размеров и конструктивных форм, от характера его напряженного состояния, от усталостной прочности и сохранения исходного запаса прочности в процессе эксплуатации. При проектировании коленчатого вала необходимо стремиться к уменьшению его массы при одновременном обеспечении требуемой жесткости.
Особое внимание уделяется точности и чистоте обработки валов. Кроме того коленчатые валы быстроходных двигателей подвергают балансировке.
Ориентировочные размеры стальных и чугунных коленчатых валов определяются из соотношений, представленных в табл.7.
Таблица 7.
| Элементы конструкции | Материал вала | |
| коленчатого вала | Сталь | Чугун |
| Диаметр коренной шейки (dк), мм | (0,61,0)Dц | (0,851,1)Dц |
| Диаметр отверстия в коренной шейке (dок), мм | (0,450,6)dк | (0,45,55)dк |
| Диаметр шатунной шейки (dш), мм | (0,60,85)Dц | (0,70,85)Dц |
| Диаметр отверстия в шатунной шейке (dош), мм | (0,45,6)dш | (0,25,3)dш |
| Длина коренной шейки (lк), мм | (0,50,7)dк | (0,30,48)dк |
| Длина шатунной шейки (lш), мм | (0,650,85)dш | (0,55,75)dш |
| Толщина щек (вк), мм | (0,15,4)Dц | (0,2,35)Dц |
| Ширина щек (в), мм | (0,91,5)Dц | (0,81,7)Dц |
| Радиус галтели (r), мм | (0,05,08)Dц | (0,060,07)Dц |
| Расстояние между осями цилиндров (i), мм | (1,351,8)Dц | (1,351,8)Dц |
Выбранные размеры шеек коленчатого вала проверяют на величины допускаемых удельных давлений и окружных скоростей vср. Эти величины определяют условия работы подшипников и сроки их службы. При высоких удельных давлениях и окружных скоростях может происходить выдавливание масляного слоя, разрушение антифрикционного слоя подшипника и ускоренный износ шеек вала.
Максимальные удельные давления на подшипники рассчитываются:
· для коренной шейки 
, Н/м2 ;
· для шатунной шейки 
, Н/м2
где g - коэффициент, учитывающий степень увеличения нагрузки на коренную шейку за счёт соседних цилиндров:
g = 1,1 -1,25 - для 4-х тактных двигателей;
g = 1,2 1,5 - для 2-х тактных двигателей;
РZ - максимальная сила от давления газа, действующая в цилиндре;
К’max (10 20) МПа - для высокооборотных и средней оборотности двигателей;
К’max (25 38) МПа - для V-образных форсированных двигателей.
Средние окружные скорости скольжения шеек:
, м/с
где d - диаметр коренной и шатунной шейки, м.
Для тепловозных дизелей vср = 6,0 10 м/с.
Литые коленчатые валы дизелей изготавливаются из высокопрочных чугунов с шаровидным графитом, модифицированные ферродобавками с временным сопротивлением на разрыв металла не менее 5,0 МПа. Применяются также жаропрочные чугуны с повышенными механическими свойствами. Например, чугуны марок ВЧ60-2 и ВЧ50-2 позволяют применять поверхностное азотирование. В любом случае необходимо помнить, что снизить нагрузку на подшипники шатунной шейки коленчатого вала можно двумя путями: увеличивая диаметр шейки, или ее длину.
0 комментариев