Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора

αPrPr-PoPjPr-Po+PjградМпаМпаМпаМпа0,00,19570,0944-0,8433-0,748910,00,14240,0411-0,8173-0,776320,00,10900,0077-0,7419-0,734230,00,0890-0,0123-0,6100-0,622340,00,0890-0,0123-0,4767-0,489050,00,0890-0,0123-0,3101-0,322460,00,0890-0,0123-0,1369-0,149270,00,0890-0,01230,03430,022080,00,0890-0,01230,19130,179090,00,0890-0,01230,32630,3140100,00,0890-0,01230,43390,4216110,00,0890-0,01230,51400,5017120,00,0890-0,01230,56390,5516130,00,0890-0,01230,58410,5718140,00,0890-0,01230,58690,5746150,00,0890-0,01230,58030,5680160,00,0890-0,01230,57100,5587170,00,0890-0,01230,56490,5526180,00,0890-0,01230,56170,5494190,00,0914-0,00990,56490,5551200,00,0975-0,00380,57100,5672210,00,10260,00130,58030,5817220,00,10620,00490,58690,5918230,00,11350,01220,58410,5963240,00,12530,02400,56390,5880250,00,14090,03960,51400,5536260,00,16270,06140,43390,4953270,00,19300,09170,32630,4180280,00,23700,13570,19130,3270290,00,29450,19320,03430,2275300,00,40640,3051-0,13690,1681310,00,57850,4772-0,31010,1671320,00,85700,7557-0,47670,2790330,01,33071,2294-0,61000,6194340,02,16552,0642-0,74191,3223350,03,40693,3056-0,81732,4883360,07,53177,4304-0,84336,5870370,07,70327,6019-0,81736,7846380,05,37105,2697-0,74194,5278390,03,19683,0955-0,61002,4855400,02,33102,2297-0,47671,7530410,01,67611,5748-0,31011,2647αPrPr-PoPjPr-Po+PjградМпаМпаМпаМпа420,01,18811,0868-0,13690,9499430,00,90680,80550,03430,8399440,00,73160,63030,19130,8217450,00,60790,50660,32630,8329460,00,52000,41870,43390,8526470,00,45710,35580,51400,8698480,00,41200,31070,56390,8746490,00,37900,27770,58410,8619500,00,35560,25430,58690,8412510,00,34450,24320,58030,8235520,00,32870,22740,57100,7983530,00,30980,20850,56490,7735540,00,30240,20110,56170,7628550,00,30240,20110,56490,7660560,00,30240,20110,57100,7721570,00,30240,20110,58030,7814580,00,30240,20110,58690,7880590,00,30240,20110,58410,7852600,00,30240,20110,56390,7650610,00,30240,20110,51400,7151620,00,30240,20110,43390,6350630,00,30240,20110,32630,5274640,00,30240,20110,19130,3924650,00,30240,20110,03430,2354660,00,30240,2011-0,13690,0642670,00,30240,2011-0,3101-0,1090680,00,30240,2011-0,4767-0,2756690,00,30240,2011-0,6100-0,4089700,00,30240,2011-0,7419-0,5408710,00,24900,1477-0,8173-0,6696720,00,19570,0944-0,8433-0,7489

Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора

Курсовой проект

Транспорт, логистика

Другие курсовые по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией
ия вала. Следовательно, маятниковый антивибратор влияет только на резонансы на гармониках определенного порядка независимо от частоты вращения вала. При этом он снижает частоту свободных колебаний системы только того порядка, на который он настроен, и почти не влияет на резонансы других порядков. Маятниковые антивибраторы наиболее эффективны в местах системы, где амплитуды колебаний максимальны.

 

Рис. 25 - Маятниковый антивибратор с бифилярным подвесом

 

Силиконовые демпферы высокоэффективны, просты в изготовлении и эксплуатации, почти не изнашиваются, но их установка увеличивает стоимость двигателя.

Использование легких материалов для изготовления маховика позволяет создать демпфер для гашения высоких частот крутильных колебаний. Маховик (рис. 26, a) выполнен из стального диска 1 и дисков 2, 3 из легкого материала и центрирован по внутреннему диаметру. Аналогичный маховик на рис. 27, б центрирован по внешнему диаметру. В варианте маховика, изображенном на рис. 26, в, в стальное кольцо 1 запрессован диск 2 из легкого материала. Демпфер на рис. 26, г состоит из стального диска и двух дисков 2, 3 из легкого материала.

 

Рис. 26 - Составные маховики демпфера

 

Увеличить поглощение энергии колебаний можно комбинированным демпфером. Такой жидкостный демпфер выполняется с маховиком и упругими элементами в виде дисков, рессор и других элементов. Демпфер, изображенный на рис. 27, имеет корпус 6 с фланцем для соединения с коленчатым валом ДВС. Корпус 6 заглушён крышкой 3. В образуемой полости 5 размещен маховик (состоящий из двух частей), который центрируется в корпусе проставками 9. Масса 7 соединена с массой 4 многослойными листовыми рессорами 2. Диски 1 прикреплены к массе 7 и предохраняют корпус от повреждения рессорами. Внутренняя полость демпфера заполнена силиконовой жидкостью. Для уменьшения ее объема в ней размещены вытеснители 8.

Демпферы крутильных колебаний с резиновыми демпфирующими элементами (рис. 28), соединенными с металлическими поверхностями путем вулканизации, представляет собой маховик 1, соединенный слоем резины 2 с укрепленным на валу диском 3. Резина обладает высоким коэффициентом демпфирования, но ее характеристики со временем изменяются. Резиновый демпфер наиболее прост по конструкции, но он применим только в двигателях относительно небольшой мощности.

Рис. 27 - Комбинированный силиконовый демпфер

 

Рис. 28 - Демпфер с резиновым поглощающим элементом

 

Для гашения колебаний двух частот резиновый демпфер может быть выполнен с двумя маховиками (рис. 29, а): массивным кольцом 4 для гашения колебаний низких частот, и меньшим 1 - для более высоких частот. Резиновые кольца 2 и 3 утолщены к периферии для увеличения их прочности, так как линейные перемещения маховиков растут с удалением от центра вала. На рис. 29, б, в, г, д представлены варианты соединения маховиков 1 и 2, на рис. 97, б показаны также ребра 5 охлаждения демпфера.

Анализируя все возможные варианты гасителей вынужденных крутильных колебаний, можно прийти к выводу, что для проектируемого двигателя, имеющего определенный постоянный скоростной режим работы наиболее рациональным будет применение либо маятникового антивибратора (например с бифилярным подвесом), либо демпфера с резиновым поглощающим элементом. Выбор маятникового антивибратора обуславливается его конструктивными особенностями (влияет только на резонансы на гармониках определенного порядка независимо от частоты вращения вала), при этом важно обеспечить выход на заданный скоростной режим, позволяющий избежать возникновения резонансных колебаний. Применение демпфера с резиновым поглощающим элементом также возможно, учитывая простоту его конструкции и небольшую мощность двигателя.

 

Рис. 29 - Резиновые демпферы с двумя маховиками

6. Прочностные расчёты основных деталей двигателя

 

.1 Расчёт коленчатого вала на усталостную прочность

 

Рис. 30 - Расчётная схема коленчатого вала

 

Материал коленчатого вала - Сталь 40ХН.

Характеристики материала:

Расчёт запасов прочности коренных шеек

Расчёту подвергают наиболее нагруженную коренную шейку, имеющую наибольшую разность максимального и минимального набегающих крутящих моментов. В нашем случае наиболее нагруженной является 2-я коренная шейка.

Её диаметр dk=0,082 м, диаметр канала δк=0,04 м.

Т.к. коренная шейка обычно выполняется короткой, то величина изгибающего момента у галтели на плече 0,5lкш небольшая, а в месте расположения масляного отверстия равна нулю. Поэтому расчёт коренной шейки можно выполнять только по напряжениям кручения.

Минимальные и максимальные касательные напряжения:

,

,

Определяем амплитуду напряжений и среднее напряжение

Запас прочности коренной шейки по касательным напряжениям

где - отношение коэффициента концентрации напряжений на краю масляного отверстия к масштабному фактору;

- предел усталости материала на кручение при симметричном цикле нагружения;

- коэффициент, учитывающий асимметрию цикла нагружения.

Запас прочности с учётом коэффициента динамического усиления

, где - коэффициент динамического усиления для 4х-коленного вала.

Такой запас прочности приемлем.

Расчёт запасов прочности шатунных шеек

На шатунные шейки одновременно действуют изгибающие и крутящие моменты, максимальные значения которых не совпадают по времени.

Расчёт ведётся отдельно по запасам прочности на изгиб и на кручение, а потом определяется общий запас прочности.

Наиболее нагруженной является 2-я шатунная шейка.

Её диаметр dш=0,07 м

Касательные напряжения

где

Амплитуда напряжений и среднее напряжение

Запас прочности шатунной шейки по касательным напряжениям

.

Расчёт прочности шатунной шейки на изгиб выполняется для сечения, в котором расположено масляное отверстие. При горизонтальном расположении отверстия расчетной нагрузкой будут экстремальные значения тангенциальной силы и соответствующие моменты.

Наиболее нагруженной является 2-я шатунная шейка, у которой

Моменты, создаваемые этими силами на плече l0 = 0,165 м

Соответствующие напряжения изгиба

где - момент сопротивления изгибу шейки.

Амплитудные и средние нормальные напряжения

Запас прочности на изгиб по нормальным напряжениям при асимметричном цикле нагружения

, где - справочные коэффициенты

Общий запас прочности

Допустимые значения суммарного запаса прочности для форсированных среднеоборотных дизельных двигателей

Расчёт запасов прочности щек

Определим запас прочности по касательным напряжениям и для наиболее нагруженных коренных и шатунных шеек.

Для точки 1

Для точки 2

Воспользовавшись выражением для расчёта запаса прочности на кручение коренной шейки и подставив туда значение, найдём коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям для щеки.

Определим запас прочности щеки по нормальным напряжениям.

Экстремальные значения радиального усилия

Для точки 1:

Амплитуда нормальных напряжений:

Среднее нормальное напряжение:

Запас прочности по нормальным напряжениям:

.

Для точки 2:

Амплитуда нормальных напряжений:

Среднее нормальное напряжение:

Запас прочности по нормальным напряжениям:

.

Определение общих запасов прочности щеки.

В точке 1.

Общий запас прочности:

В точке 2.

Общий запас прочности:

Общий запас прочности в точке 1 (наименьший) с учетом динамического усиления: , что является допустимым.

 

6.2 Расчёт элементов шатуна на прочность

 

Материал шатуна - сталь 18Х2Н4МА

Характеристики материала:

6.2.1 Расчёт поршневой головки шатуна

Расчёт напряжений в поршневой головке от растягивающей силы инерции= 36 мм - ширина стержня шатуна;= 33 мм - внешний радиус головки;

ρ = 50 мм - радиус перехода от головки к стержню;вн = 25 мм - внутренний радиус головки;

α = 121° - угол заделки поршневой головки.

 

Рис. 31 - Силовая расчетная схема поршневой головки шатуна при действии растягивающей силы

 

Где

Изгибающий момент в сечении А-А при

где - средний радиус поршневой головки.

Нормальная сила в сечении А-А при

Изгибающий момент на участке головки АВ.

Изгибающий момент на участке головки BC. до угла заделки

 

 

Нормальная к сечению головки сила на участке AB

 

 

Нормальная к сечению головки сила на участке BC

 

 

Максимальные напряжения возникают на внешней стороне головки в местах перехода в стержень, т.е в заделке при

При условии совместной деформации головки и втулки, обеспечиваемой первоначальным натягом, можно принять, что на головку передается не вся сила, а только некоторая ее часть, определяемая соотношением жесткостей на растяжение головки и втулки .

Нормальное усилие, передающееся на головку, составит:

 

, где

, - модули упругости материалов втулки и головки соответственно.

Нормальное усилие пе

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 5 6 7 > >>