Читайте также:
|
На рис. 31 изображена такая диаграмма, построенная в соответствии с
рис. 30.
Условная диаграмма износа может быть построена также по точкам
[4]. Для этого окружность, представляющую собой шатунную шейку ко-
ленчатого вала, делят шестью (или девятью) диаметральными лучами на
равные 12 (или 18) частей (рис. 32). Вокруг шейки наносят направление
векторов R ш.ш..
В таблицу распределения векторов по лучам в графу каждого луча
вписывают величины векторов R ш.ш., находящихся в пределах сектора,
ограниченного линиями под углом 60ｺ в обе стороны от этого луча. Най-
денные для каждого суммы R Σ i =Σ(R ш.ш.ϕ) i откладывают в выбранном
масштабе от окружности к центру. Концы отрезков соединяют плавной
кривой, характеризующей условный износ шейки. Диаграмм износа пока-
зывает на шейке место наименьших давлений на нее, а, значит, там должно
находится отверстие для подвода масла к шатунному подшипнику.
Пользуясь полярной диаграммой нагрузок, действующих на шатун-
ную шейку, можно найти результирующую силу R к, действующую на ко-
лено __________вала и вызывающую изгиб шатунной шейки. Для этого (рис. 30) по
вертикали от полюса O ш вниз откладывают величину центробежной силы
Рис. 31. Диаграмма износа шатунной шейки:
А - схема построения, б - диаграмма износа
Kr к = m к r ω и находят новый полюс O к, при этом диаграмма превращается
в полярную диаграмму результирующей силы R к, действующей на колено:
2 2 2 2
R к = R ш.ш. + Kr к; R к = (K + Kr ш + Kr к) + T = K Σ + T. (42)
Значение K Σ = K + Kr ш + Kr к определяется с учетом знака усилия K,
так как силы Kr ш и Kr к всегда направлены от оси вращения коленчатого
вала и, в связи с принятыми правилами знаков, отрицательны.
Через полюс O к проводим линию CC ' под углом α, т. е. параллельно
диаметру шейки, проходящему через масляное отверстие на шейке. Два
перпендикуляра к линии CC ', касательные к крайним точкам ϕ' и ϕ'' по-
лярной диаграммы, отсекают отрезки O к D и O к E. Эти отрезки соответст-
венно для углов ϕ' и ϕ'' поворота вала равны в масштабе сил экстремаль-
ным значениям проекции результирующей силы R к на линию CC ':
() () к ϕ' cos м ϕ ' sin м к αм max O D = K Σ α + T α = R;
() () к ϕ'' cos м ϕ '' sin м к αм min O E = K Σ α + T α = R.
В эти уравнения значения () K Σ ϕ и T ϕ подставляют с учетом их знака
(рис. 30).
Рис. 32. Построение диаграммы износа шатунной шейки по точкам
Тогда моменты, изгибающие шатунную шейку вала в плоскости рас-
положения масляного отверстия:
() ()
изг м max к м max 4
M R l α = α;
() ()
изг м min к м min 4
M R l α = α,
где l – пролет между серединами коренных шеек симметричного колена.
Силы, действующие на шатунный подшипник, для каждого значения
угла поворота кривошипа φ по величине равны силам, действующим на
шатунную шейку, но противоположны по направлению. Следовательно,
результирующая сила, действующая на шатунный подшипник, будет равна
и противоположно направлена соответствующей результирующей силе
R ш.ш., действующей на шатунную шейку. Поэтому полярную диаграмму
сил R ш.ш., приложенных к шатунной шейке, можно перестроить в поляр-
ную диаграмму нагрузки на шатунный подшипник. Для этого каждый век-
тор полярной диаграммы сил на шатунную шейку должен быть повернут
вокруг полюса на соответствующий ему угол [180ｰ+(φ+β) ] в сторону вра-
щения вала.
Все векторы после поворота будут ориентированы относительно про-
дольной оси неподвижного шатуна (а не кривошипа, как в диаграмме сил
R ш.ш.. Угол (φ+β) – есть угол смещения продольной оси шатуна относи-
тельно продольной оси кривошипа и является углом переориентации по-
лярной диаграммы на новое направление (на направление продольной оси
шатуна).
Плавная кривая линия, соединяющая последовательно концы повер-
нутых векторов, представляет собой полярную диаграмму нагрузки на ша-
тунный подшипник, ориентированную относительно продольной оси ша-
туна.
В двухрядных двигателях на шатунную шейку вала передаются уси-
лия от двух шатунов. Поэтому для построения полярной диаграммы на-
грузки на шатунную шейку необходимо для каждого значения угла а про-
извести геометрическое сложение четырех одновременно действующих на
шейку сил (слева и с права) – Т л, K л, Т п, K п (величиной смещения шатунов
вдоль оси шатунной шейки пренебрегают).
Вопросы для самопроверки
1. В каких координатах строят полярную диаграмму нагрузок на ша-
тунную шейку?
2. Почему возникает необходимость смещения в полярной диаграмме
нагрузок на шатунную шейку в координатах T – K смещать начало ко-
ординат на величину п
m 2 r ω / F?
3. Почему диаграмму износа шатунной шейки называют условной?
4. Как определяют среднюю удельную нагрузку на подшипник сколь-
жения шатунной шейки?
5. Как определяется направление оси масляного отверстия для шатун-
ной шейки?
6. Можно ли определить результирующую силу, действующую на ко-
лено вала и вызывающую изгиб шатунной шейки, по данным поляр-
ной диаграммы?
7. Чем отличаются полярные диаграммы нагрузок на шатунные шейки
бензинового двигателя и дизеля?
8. Для каких режимов работы необходимо строить полярную диа-
грамму нагрузок на шатунную шейку?
9. Чем отличаются полярные диаграммы нагрузок на шатунную шейку
на режимах максимального крутящего момента и максимальной час-
тоты вращения холостого хода?
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 103 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |