Các hệ số g1 và g2 phụ thuộc vào tỷ số h/b, do h/b = 2,05 tra trong đồ thị hình (VIII-17a) [Sách kết cấu và tính toán động cơ đốt trong] ta xác định được g1 = 0,245; g2 = 0,805
54 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 4118 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Môn học động cơ đốt trong, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lời nói đầu
Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, máy bay và các máy công tác như máy phát điện, bơm nước…. Động cơ đốt trong là nguồn cung cấp 80% năng lượng hiện tại của thế giới. Chính vì vậy việc tính toán và thiết kế đồ án môn học động cơ đốt trong đóng vai trò hết sức quan trọng đối với các sinh viên chuyên ngành động cơ đốt trong.
Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động cơ đốt trong là đồ án đòi hỏi người thực hiện phải sử dụng tổng hợp rất nhiều kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức của các môn học cơ sở. Trong quá trình hoàn thành đồ án không những đã giúp cho em củng cố được rất nhiều các kiến thức đã học và còn giúp em mở rộng và hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên ngành của mình cũng như các kiến thức tổng hợp khác. Đồ án này cũng là một bước tập dượt rất quan trọng cho em trước khi tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau này.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất, song do những hạn chế về kiến thức cũng như những kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình làm không tránh được sai sót chính vì vậy em rất mong được sự đóng góp của các thầy cô cũng như toàn thể các bạn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Hoàng Đình Long cũng như toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Động Cơ Đốt Trong đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp.
Sinh viên
Nông Minh Toàn
Phần 1: Tính Nhiệt.
Số liệu ban đầu của đồ án môn học ĐCĐT ( Số 1)
Họ và tên sinh viên: Nông Minh Toàn Khóa: 51
Các số liệu của phần tính toán nhiệt
TT
Tên thông số
Ký hiệu
Giá trị
Đơn vị
Ghi chú
1
Kiểu động cơ
ZIL 130
Chữ V góc V= 900
Đ/cơ Xăng, không tăng áp
2
Số kỳ
t
4
kỳ
3
Số xilanh
i
8
-
4
Thứ tự nổ
1-5-4-2-6-3-7-8
-
5
Hành trình piston
S
95
mm
6
Đường kính xilanh
D
100
mm
7
Góc mở sớm xupáp nạp
a1
31
độ
8
Góc đóng muộn xupáp nạp
a2
83
độ
9
Góc mở sớm xupáp xả
b1
67
độ
10
Góc đóng muộn xupáp xả
b2
47
độ
11
Góc phun sớm
ji
15
độ
12
Chiều dài thanh truyền
ltt
185
mm
13
Công suất động cơ
Ne
152
ml
111.796kWh
14
Số vòng quay động cơ
n
3250
v/ph
15
Suất tiêu hao nhiên liệu
ge
245
g/ml.h
333.107g/kWh
16
Tỷ số nén
e
6.5
17
Trọng lượng thanh truyền
mtt
1,272
kg
18
Trọng lượng nhóm piston
mpt
1,187
kg
1.1. Các thông số chọn.
1) áp suất môi trường p0
- Áp suất môi trường p0 là áp suất khí quyển. Với động cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupap nạp nên ta chọn:
P0 = 0,1(Mpa)
2) Nhiệt độ môi trường T0
- Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm. Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupap nạp nên:
T0 = 240C = 2970K.
3) Áp suất cuối quá trình nạp pa
- Áp suất cuối quá trình nạp pa với động cơ không tăng áp ta có thể chọn trong phạm vi:
Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0.85.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa)
4) Áp suất khí thải pr:
- Áp suất khí thải pr có thể chọn trong phạm vi:
pr = (1,10-1,15).pk = 1,15pk = 1,15.0,1 = 0,115 (MPa)
5) Mức độ sấy nóng môi chất ∆T
Mức độ sấy nóng môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với động cơ Xăng ta chọn:
∆T=0-20℃=20℃
6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr:
Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Thông thường ta có thể chọn:
Tr = (800 – 1000)℃ = 1000℃
7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :λt
Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λt được chọn theo hệ số dư lượng không khí để hiệu đính:
λt = 1.16
8) Hệ số quét buồng cháy λ2:
Với các động cơ không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy λ2 là:
λ2 = 1
9) Hệ số nạp thêm λ1:
Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí. Thông thường ta có thể chọn:
λ1 = (1,02 – 1,07) = 1.03
10) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ. Với các loại động cơ Xăng ta thường chọn:
11) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với các loại động cơ Xăng ta chọn:
12) Hệ số hiệu đính đồ thị công :
Hệ số hiệu đính đồ thị công phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với các động cơ Xăng ta chọn:
1.2. Tính toán các quá trình công tác:
1.2.1. Tính toán quá trình nạp:
1) Hệ số khí sót :
Hệ số khí sót được tính theo công thức:
Trong đó là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót có thể chọn:
Thay số vào công thức tính ta được:
2) Nhiệt độ cuối quá trình nạp :
Nhiệt độ cuối quá trình nạp được tính theo công thức:
Thay số vào công thức tính ta được:
3) Hệ số nạp :
Hệ số nạp được xác định theo công thức:
Thay số vào công thức tính ta được:
4) Lượng khí nạp mới :
Lượng khí nạp mới được xác định theo công thức:
Trong đó:
là áp suất có ích trung bình được xác định theo công thức:
là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức:
Thay số vào các công thức trên ta được:
5) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu :
Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu được tính theo công thức:
Đối với nhiên liệu của động cơ Xăng ta có: nên thay vào công thức tính ta được:
6) Hệ số dư lượng không khí :
Đối với động cơ Xăng hệ số dư lượng không khí được xác định theo công thức:
Trong đó: µnl = 114
Thay số vào công thức tính hệ số dư lượng không khí ta được:
1.2.2. Tính toán quá trình nén:
1) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí:
2) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:
Với các động cơ Xăng có hệ số dư lượng không khí do đó tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí được xác định theo công thức:
Thay số ta được:
3) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp:
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức:
Thay số ta được:
Do ta có:
4) Chỉ số nén đa biến trung bình :
Chỉ số nén đa biến trung bình được xác định bằng cách giải phương trình:
Thay vào hai vế của phương trình ta được:
và
Vậy ta có sai số giữa hai vế của phương trình là:
Vậy ta có nghiệm của phương trình là:
5) áp suất cuối quá trình nén :
áp suất cuối quá trình nén được xác định theo công thức:
Thay số ta xác định được:
6) Nhiệt độ cuối quá trình nén :
Nhiệt độ cuối quá trình nén được xác định theo công thức:
Thay số ta được:
7) Lượng môi chất công tác của quá trình nén :
Lượng môi chất công tác của quá trình nén được xác định theo công thức:
Thay số ta được:
1.2.3. Tính toán quá trình cháy:
1) Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết :
Ta có hệ số thay đổi phân tử lí thuyết được xác định theo công thức:
Với động cơ xăng ta sử dụng công thức :
Thay số ta được:
2) Hệ số thay đổi phân tử thực tế :
Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế được xác định theo công thức:
Thay số ta xác được:
3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z :
Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z được xác định theo công thức:
Trong đó ta có:
Thay số ta được:
4) Lượng sản vật cháy :
Ta có lượng sản vật cháy được xác định theo công thức:
Thay số ta được:
5) Nhiệt độ tại điểm z :
Đối với động cơ Xăng, nhiệt độ tại điểm z được xác định bằng cách giải phương trình sau:
(**)
Trong đó:
là nhiệt trị thấp của nhiên liệu Xăng ta có:
là nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt 1kg nhiên liệu.trong điều kiện α<1 xác định như sau:
=120.10 (1-)M=669,696 ()
là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo công thức:
Thay số vào ta xác định được:
Mặt khác ta có:
Thay các giá trị vào phương trình (**) ta tính được:
Tz =2725,85 (K)
6) Áp suất tại điểm z :
Ta có áp suất tại điểm z được xác định theo công thức:
Trong đó λ là hệ số tăng áp :
Thay số ta được:
1.2.4. Tính toán quá trình giãn nở:
1) Hệ số giãn nở sớm :
Hệ số giãn nở sớm được xác định theo công thức sau:
Với động cơ xăng ta có: ρ =1
2) Hệ số giãn nở sau :
Ta có hệ số giãn nở sau được xác định theo công thức:
Với động cơ xăng :
3) Chỉ số giãn nở đa biến trung bình :
Ta có chỉ số giãn nở đa biến trung bình được xác định từ phương trình cân bằng sau:
Trong đó: là nhiệt trị tại điểm b và được xác định theo công thức:
Thay số vào ta được:
QH*: là nhiệt trị thấp của nhiên liệu.
Với động cơ xăng :
Thay ta được:
Vậy ta có sai số giữa hai vế của phương trình là:
4) áp suất cuối quá trình giãn nở :
áp suất cuối quá trình giãn nở được xác định trong công thức:
Thay số vào ta được:
5) Tính nhiệt độ khí thải
Nhiệt độ khí thải được tính theo công thức:
Thay số vào ta xác định được:
Vậy ta có sai số khi tính toán và chọn nhiệt độ khí thải là:
Vậy giá trị nhiệt độ khí thải chọn và tính toán thoả mãn yêu cầu.
1.2.5. Tính toán các thông số chu trình công tác.
1) áp suất chỉ thị trung bình :
Với động cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình được xác định theo công thức:
Thay số vào công thức trên ta được:
2) áp suất chỉ thị trung bình thực tế :
Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình trong thực tế được xác định theo công thức:
Với φd = 0,97
Thay số vào công thức trên ta được:
3) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị :
Vậy thay số vào ta xác định được:
4) Hiệu suất chỉ thị
Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị:
Thay số ta được:
5) áp suất tổn thất cơ giới :
áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và được biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ. Ta có tốc độ trung bình của động cơ là:
Do nên áp suất tổn thất cơ giới được tính cho động cơ xăng có i = 8 và S/D < 1.
Vậy ta có công thức xác định là:
Thay số ta được:
6) áp suất có ích trung bình :
Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo công thức:
Thay số vào công thức trên ta được:
7) Hiệu suất cơ giới :
Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:
Thay số vào công thức trên ta được:
8) Suất tiêu hao nhiên liệu :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:
Vậy thay số vào ta được:
9) Hiệu suất có ích :
Ta có công thức xác định hiệu suất có ích được xác định theo công thức:
Thay số vào công thức trên ta được:
10) Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức:
Ta có thể tích công tác tính toán được xác định theo công thức:
Vậy thay số vào ta được:
Ta có công thức kiểm nghiệm đường kính xy lanh :
Thay số vào ta được:
Vậy ta xác định được sai số đường kính giữa tính toán và thực tế là:
Vậy đường kính xy lanh giữa tính toán và thực tế thoả mãn yêu cầu.
1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công.
Ta chọn tỉ lệ xích biểu diễn áp suất trong xylanh và dung tích công tác của xylanh trong quá trình nén và giãn nở lần lượt là:
Ta có bảng để tính đường nén và đường giãn nở theo biến thiên của dung tích công tác (Trong đó là dung tích buồng cháy):
Thể Tích
Quá trình nén
Quá trình giãn nở
i
i.Vc
Giá trị biểu diễn
px=pc/(i^n1)
Giá trị biểu diễn
px=pz/(i^n2)
Giá trị biểu diễn
1,00
0,1356
36,36
1,1800
52,09
4,5310
200,00
2,00
0,2712
72,73
0,4550
20,08
1,9384
85,56
3,00
0,4068
109,09
0,2605
11,50
1,1796
52,07
4,00
0,5425
145,45
0,1754
7,74
0,8292
36,60
5,00
0,6780
181,82
0,1291
5,70
0,6309
27,85
6,00
0,8136
218,18
0,1004
4,43
0,5046
22,27
6,50
0,8814
236,36
0,0900
3,97
0,4575
20,19
Giá trị biểu diễn trên trục hoành theo εVc: εVc = 200 (mm)
i.Vc
0,1356
0,2712
0,4068
0,5424
0,6780
0,8136
0,8814
Giá trị biểu diễn(mm)
36,36
72.73
109.09
145,45
181,82
218,18
236,36
Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piston là:
Ta có thông số kết cấu của động cơ là:
Vậy ta được khoảng cách là:
Giá trị biểu diễn 00’ là:
Ta có nửa hành trình của piston là:
Từ các giá trị biểu diễn trên ta vẽ được đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công. Sau đó tiến hành lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị.
1.3.1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm )
Từ điểm trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải , bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm , Từ gióng đường song song với trục tung cắt đường tại điểm . Nối điểm trên đường thải (là điểm giao giữa đường và trục tung) ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp.
1.3.2. Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm )
áp suất cuối quá trình nén do có hiện tượng phun sớm nên thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết đã tính. Theo kinh nghiệm, áp suất cuối quá trình nén thực tế được xác định theo công thức sau:
Thay số vào công thức trên ta được:
Điểm được biểu diễn trên đồ thị công sẽ có tung độ là:
Điểm c’’- điểm đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết, xác định theo góc đánh lửa sớm φi = 15° đặt trên đồ thị Brick rồi gióng xuống đường nén để xác định điểm c’’. Dùng cung thích hợp nối c’’ với c’.
1.3.3.Hiệu đính điểm đạt điểm pz max thực tế :
Áp suất pz max thực tế trong quá trình cháy giãn nở không đạt trị số lý thuyết do đó ta có cách hiệu đính điểm z của động cơ xăng như sau :
a). Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz. Ta vẽ đường 0.85pz
Giá trị biểu diễn:
b).Từ đồ thị Brick xác định góc 120 gióng xuống đoạn đẳng áp 0,85pz để xác định điểm z
c). Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở.
4) Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế :
Hiệu đính điểm b’ căn cứ vào góc mở sớm β1 của xupáp thải.
-Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xupáp thải β1 = 67o cắt vòng tròn Brick tại một điểm, từ điểm đó gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở lý thuyết tại b’.
Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’ thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp xả mở sớm
Xác định điểm b’’ :
Theo công thức thực nghiệm:
thay số ta có:
Giá trị biểu diển điểm b’’:
Sau khi xác định được điểm b’ và b’’ dùng cung thích hợp nối với đường thải ta được đồ thị công thực tế.
Phần 2: Tính toán động học, động lực học.
2.1. Vẽ các đường biểu diễn các quy luật động học:
2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau:
1) Chọn tỉ lệ xích. 0,7 (mm/độ)
2) Chọn hệ trục toạ độ như trong hình vẽ.
3) Từ tâm của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với .
4) Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm tương ứng trên trục tung của đồ thị ta được các điểm xác định chuyển vị tương ứng với các góc
5) Nối các điểm xác định chuyển vị ta được đồ thị biểu diễn quan hệ .
2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của piston .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của piston theo phương pháp đồ thị vòng. Tiến hành theo các bước cụ thể sau:
1) Vẽ nửa vòng tròn tâm bán kính .
2) Vẽ vòng tròn tâm bán kính là
3) Chia nửa vòng tròn tâm bán kính và vòng tròn tâm bán kính là thành 18 phần theo chiều ngược nhau.
. Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm bán kính kẻ các đường song song với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phằtt các điểm chia tương ứng trên vòng tròn tâm bán kính là tại các điểm
4) Nối các điểm tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piston thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính tạo với trục hoành góc đến đường cong
2.1.3. Đường biểu diễn gia tốc của piston:
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê. Ta vẽ theo các bước sau:
1) Chọn tỉ lệ xích .
2) Ta tính được các giá trị:
Tốc độ góc:
Thông số kết cấu :
Gia tốc cực đại:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn là:
Gia tốc cực tiểu:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn là:
Ta xác định giá trị EF:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là:
3) Cách vẽ: Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy , từ điểm tương ứng điểm chết dưới lấy ; nối cắt trục hoành ở ; lấy về phía . Nối và , chia các đoạn này ra làm 8 phần, nối Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với ta được đường cong biểu diễn quan hệ
2.2. Tính toán động lực học:
2.2.1. Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:
Khối lượng nhóm piston được cho trong số liệu ban đầu của đề bài là:
Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston có thể tính theo công thức kinh nghiệm với thanh truyền của động cơ ô tô:
Chọn:
Vậy ta xác định được khối lượng chuyển động tịnh tiến:
2.2.2. Lực quán tính:
Lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
Với thông số kết cấu ta có bảng tính theo .
00
1,256
10855,523
100
1,226
10596,235
200
1,133
9792,4424
300
0,994
8591,0748
400
0,811
7009,4182
500
0,593
5125,2589
600
0,372
3215,1709
700
0,116
1002,5802
800
-0,067
-579,0765
900
-0,258
-2229,877
1000
-0,415
-3586,817
1100
-0,538
-4649,898
1200
-0,628
-5427,762
1300
-0,687
-5937,695
1400
-0,721
-6231,554
1500
-0,738
-6378,484
1600
-0,743
-6421,699
1700
-0,744
-6430,342
1800
-0,744
-6430,342
2.2.3. Vẽ đường biểu diễn lực quán tính .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê được tiến hành theo các bước sau:
1) Chọn tỉ lệ xích để vẽ đường là ;
2) Ta tính được các giá trị:
Diện tích đỉnh piston:
Gia tốc cực đại:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn là:
Gia tốc cực tiểu:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn là:
Ta xác định giá trị EF:
Thay giá trị vào ta được:
Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là:
3) Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy , từ điểm tương ứng điểm chết dưới lấy ; nối cắt trục hoành ở ; lấy về phía . Nối và , chia các đoạn này ra làm 8 phần, nối Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với ta được đường cong biểu diễn quan hệ
2.2.4. Đường biểu diễn .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ dựa trên hai đồ thị là đồ thị và đồ thị . Ta tiến hành theo trình tự sau:
1) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục tung tương ứng với các góc quay .
2) Ta lấy giá trị của vận tốc từ đồ thị tương ứng với các điểm trên vòng tròn bán kính và đặt lên trên các đường song song trục tung tương ứng ta sẽ được các điểm nằm trên đồ thị.
3) Nối các điểm nằm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ
2.2.5. Khai triển đồ thị công thành .
Ta tiến hành khai triển đồ thị công thành đồ thị để thuận tiện cho việc tính toán sau này. Ta tiến hành khai triển đồ thị công theo trình tự sau:
1) Chọn tỉ lệ xích
2) Chọn tỉ lệ xích
3) Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta xác định trị số của tương ứng với các góc rồi đặt các giá trị này trên toạ độ
4) Nối các điểm xác định được theo một đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ
2.2.6. Khai triển đồ thị thành .
Ta tiến hành khai triển đồ thị thành đồ thị tương tự như cách ta khai triển đồ thị công chỉ có điều cần chú ý là ở đồ thị trước là ta biểu diễn đồ thị nên cần phải lấy lại giá trị cho chính xác.
2.2.7. Vễ đồ thị .
Ta tiến hành vẽ đồ thị bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị
và đồ thị
2.2.8. Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến và đồ thị lực pháp tuyến .
Ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau:
Trong đó góc lắc của thanh truyền được xác định theo góc quay của trục theo biểu thức sau:
Dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị ta xác định được các giá trị cho trong bảng dưới đây theo góc quay của trục khuỷu:
α (độ)
p∑
(biểu diễn, mm)
sin(α+β)/cosβ
T
(biểu diễn,mm)
cos(α+β)/cosβ
Z
(biểu diễn,mm)
0
-64
0
0
1
-64
10
-63
0.217599876
-13.7087922
0.977057883
-61.55465
20
-57
0.424860209
-24.2170319
0.909541303
-51.84385
30
-51
0.61210659
-31.2174361
0.801300634
-40.86633
40
-43
0.770973462
-33.1518589
0.658483742
-28.3148
50
-32
0.894991273
-28.6397207
0.489114762
-15.65167
60
-20
0.980059163
-19.6011833
0.302487736
-6.049755
70
-6
1.024724719
-6.14834831
0.108396374
-0.650378
80
4
1.030190506
4.12076203
-0.08373021
-0.334921
90
12
1
12
-0.26566282
-3.187954
100
21
0.939425
19.727925
-0.43102656
-9.051558
110
26
0.854660523
22.2211736
-0.57564391
-14.96674
120
32
0.751991645
24.0637326
-0.69751226
-22.32039
130
34
0.637097614
21.6613189
-0.79646046
-27.07966
140
35
0.514601757
18.0110615
-0.87360514
-30.57618
150
36
0.38789341
13.9641628
-0.93075017
-33.50701
160
36.5
0.259180077
9.46007283
-0.96984394
-35.3993
170
36.5
0.12969648
4.73392151
-0.99255762
-36.22835
180
37
0
0
-1
-37
190
36.5
-0.12969648
-4.73392151
-0.99255762
-36.22835
200
36.5
-0.25918008
-9.46007283
-0.96984394
-35.3993
210
36
-0.38789341
-13.9641628
-0.93075017
-33.50701
220
35
-0.51460176
-18.0110615
-0.87360514
-30.57618
230
34
-0.63709761
-21.6613189
-0.79646046
-27.07966
240
33
-0.75199164
-24.8157243
-0.69751226
-23.0179
250
29
-0.85466052
-24.7851552
-0.57564391
-16.69367
260
24
-0.939425
-22.5462
-0.43102656
-10.34464
270
17
-1
-17
-0.26566282
-4.516268
280
10
-1.03019051
-10.3019051
-0.08373021
-0.837302
290
0
-1.02472472
0
0.108396374
0
300
-10
-0.98005916
9.80059163
0.302487736
-3.024877
310
-18
-0.89499127
16.1098429
0.489114762
-8.804066
320
-22
-0.77097346
16.9614162
0.658483742
-14.48664
330
-24
-0.61210659
14.6905582
0.801300634
-19.23122
340
-23
-0.42486021
9.77178481
0.909541303
-20.91945
350
-9
-0.21759988
1.95839888
0.977057883
-8.793521
360
20
0
0
1
20
370
100
0.217599876
21.7599876
0.977057883
97.70578
380
94
0.424860209
39.9368597
0.909541303
85.49688
390
72
0.61210659
44.0716745
0.801300634
57.69364
400
50
0.770973462
38.5486731
0.658483742
32.92418
410
41
0.894991273
36.6946422
0.489114762
20.05370
420
37
0.980059163
36.262189
0.302487736
11.19204
430
39
1.024724719
39.964264
0.108396374
4.227458
440
42
1.030190506
43.2680013
-0.08373021
-3.516669
450
45
1
45
-0.26566282
-11.95483
460
49
0.939425
46.031825
-0.43102656
-21.1203
470
51
0.854660523
43.5876867
-0.57564391
-29.35784
480
52
0.751991645
39.1035655
-0.69751226
-36.27064
490
51
0.637097614
32.4919783
-0.79646046
-40.61948
500
50
0.514601757
25.7300879
-0.87360514
-43.68026
510
48
0.38789341
18.6188837
-0.93075017
-44.67601
520
46
0.259180077
11.9222836
-0.96984394
-44.61282
530
44
0.12969648
5.70664511
-0.99255762
-43.67254
540
43
0
0
-1
-43
550
41
-0.12969648
-5.31755567
-0.99255762
-40.69486
560
39
-0.25918008
-10.108023
-0.96984394
-37.82391
570
37
-0.38789341
-14.3520562
-0.93075017
-34.43776
580
36
-0.51460176
-18.5256633
-0.87360514
-31.44979
590
35
-0.63709761
-22.2984165
-0.79646046
-27.87612
600
33
-0.75199164
-24.8157243
-0.69751226
-23.0179
610
29
-0.85466052
-24.7851552
-0.57564391
-16.69367
620
23
-0.939425
-21.606775
-0.43102656
-9.913611
630
14
-1
-14
-0.26566282
-3.71928
640
6
-1.03019051
-6.18114304
-0.08373021
-0.502381
650
-5
-1.02472472
5.12362359
0.108396374
-0.541982
660
-18
-0.98005916
17.6410649
0.302487736
-5.444779
670
-30
-0.89499127
26.8497382
0.489114762
-14.67344
680
-41
-0.77097346
31.6099119
0.658483742
-26.99783
690
-50
-0.61210659
30.6053295
0.801300634
-40.06503
700
-57
-0.42486021
24.2170319
0.909541303
-51.84385
710
-63
-0.21759988
13.7087922
0.977057883
-61.55465
720
-64
0
0
1
-64
Ta chọn tỉ lệ xích và sau đó dựa vào bảng số liệu trên ta vẽ được đồ thị lực tiếp tuyến và đồ thị lực pháp tuyến .
0
180
360
540
720
T
tb
Z=f(a)
T=f(a)
2.2.9. Vẽ đường biểu diễn của động cơ nhiều xy lanh.
Ta có chu kỳ của momen tổng phụ thuộc vào số xylanh và số kỳ, chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu:
Trong đó ta có: là số kỳ của động cơ .
là số xylanh của động cơ .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn cũng chính là ta vẽ đường biểu diễn (do ta đã biết ). Ta vẽ đường biểu diễn này như sau:
1) Ta có bảng xác định các góc ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc của động cơ Zil 130 ; động cơ 4 kỳ, 8 xylanh có thứ tự làm việc 1-5-4-2-6-3-7-8 là:
1
nạp
Nén
Cháy
Thải
2
C
T
n
N
C
3
N
C
T
n
N
4
T
n
N
C
5
T
N
N
C
T
6
C
T
n
N
7
N
C
T
n
8
n
N
C
T
n
`00 1800 3600 5400 7200
Ta có :
2) Ta có bảng tính :
α1
T1
α2
T2
α3
T3
α4
T4
α5
T5
α6
T6
α7
T7
α8
T8
∑T
0
0
450
45
270
-17
540
0
630
-14
360
0
180
0
90
12
26
10
-13.709
460
46.0318
280
-10.302
550
-5.3176
640
-6.1811
370
21.75999
190
-4.73392
100
19.728
47.28
20
-24.217
470
43.5877
290
0
560
-10.108
650
5.1236
380
39.93686
200
-9.46007
110
22.221
67.08
30
-31.217
480
39.1036
300
9.8006
570
-14.352
660
17.641
390
44.07167
210
-13.9642
120
24.064
75.15
40
-33.152
490
32.492
310
16.11
580
-18.526
670
26.85
400
38.54867
220
-18.0111
130
21.661
65.97
50
-28.64
500
25.7301
320
16.961
590
-22.298
680
31.61
410
36.69464
230
-21.6613
140
18.011
56.41
60
-19.601
510
18.6189
330
14.691
600
-24.816
690
30.605
420
36.26219
240
-24.8157
150
13.964
44.91
70
-6.1483
520
11.9223
340
9.7718
610
-24.785
700
24.217
430
39.96426
250
-24.7852
160
9.4601
39.62
80
4.1208
530
5.70665
350
1.9584
620
-21.607
710
13.709
440
43.268
260
-22.5462
170
4.7339
29.34
90
12
540
0
360
0
630
-14
720
0
450
45
270
-17
180
0
26
Từ bảng số liệu trên ta vẽ đường đồ thị
2.2.10. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu:
Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu theo các bước:
1) Vẽ hệ trục toạ độ và dựa vào bảng tính và đã tính ở bảng trên ta xác định được các điểm là điểm có toạ độ , ; điểm là điểm có toạ độ , ….. điểm là điểm có toạ độ , .
Thực chất đây chính là đồ thị biểu diễn trên toạ độ do ta thấy tính từ gốc toạ độ tại bất kỳ điểm nào ta đều có:
2) Tìm gốc toạ độ của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu bằng cách đặt vecto (đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu) lên đồ thị. Ta có công thức xác định lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu:
Thay số vào ta xác định được:
Vậy ta xác định được gốc của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Nối với bất cứ điểm nào trên đồ thị ta đều có:
2.2.11. Vẽ đường biểu diễn .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn theo trình tự các bước sau:
1. Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập được bảng giá trị của theo góc quay của trục khuỷu như sau:
(MN)
Q(bd)
(mm)
(MN)
Q(bd)
(mm)
0.02335
99.7
0.032134
137.2
0.022924
97.9
0.021965
93.8
0.021453
91.6
0.006211
26.5
0.01906
81.4
0.004814
20.6
0.015954
68.1
0.005467
23.3
0.012338
52.7
0.00596
25.5
0.008837
37.7
0.007027
30.0
0.006421
27.4
0.00893
38.1
0.006406
27.4
0.011232
48.0
0.008291
35.4
0.013162
56.2
0.010542
45.0
0.014739
62.9
0.012457
53.2
0.015934
68.0
0.01384
59.1
0.016571
70.8
0.014696
62.8
0.016765
71.6
0.015122
64.6
0.016662
71.2
0.015254
65.1
0.016402
70.0
0.01523
65.0
0.016102
68.8
0.015165
64.8
0.015837
67.6
0.015135
64.6
0.015751
67.3
0.015165
64.8
0.015699
67.0
0.0153
65.3
0.015723
67.1
0.015371
65.6
0.015591
66.6
0.015286
65.3
0.015163
64.8
0.014929
63.8
0.014303
61.1
0.014187
60.6
0.012909
55.1
0.012909
55.1
0.010966
46.8
0.011117
47.5
0.008649
36.9
0.00889
38.0
0.006588
28.1
0.006801
29.0
0.006279
26.8
0.006104
26.1
0.008482
36.2
0.007501
32.0
0.011908
50.9
0.009628
41.1
0.015499
66.2
0.011265
48.1
0.018712
79.9
0.010948
46.8
0.02122
90.6
0.006336
27.1
0.022807
97.4
0.007608
32.5
0.02335
99.7
0.018096
77.3
3) Từ bảng trên ta vẽ được đường biểu diễn , và dựa vào đồ thị ta xác định được giá trị:
Vậy ta có hệ số va đập :
2.2.13. 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 có thể xác định miền phụ tải bé nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn chốt khuỷu.
Sở dĩ ta gọi là đồ thị mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta đã dùng các giả thiết sau:
- Phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu là phụ tải ổn định ứng với công suất và tốc độ định mức.
- Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền .
- Độ mòn tỉ 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….
Trên cơ sở đó ta tiến hành vẽ đồ thị mài mòn lý thuyết theo các bước sau:
1) Chia vòng tròn tượng trưng mặt chốt khuỷu thành phần, đánh số thứ tự từ
2) Từ các điểm chia trên vòng tròn tâm , gạch các cát tuyến cắt đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu ở các điểm như cát tuyến trên hình vẽ.
3) Ta xác định được tổng phụ tải tác dụng trên điểm sẽ là:
Gía trị của và các giá trị khác được ghi trong bảng sau:
4) Chọn tỉ lệ xích và từ đó tính các giá trị biểu diễn tổng phụ tải và thể hiện trên đồ thị ta được đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
23
458
317
210
1
38,5
46
65
176
382
1693,5
33,87
22
458
317
210
39
38,5
46
65
176
382
1731,5
34,63
21
458
317
45
39
38,5
46
65
176
382
1566,5
31,3
20
458
52
45
39
38,5
46
65
176
382
1301,5
26,03
19
61
52
45
39
38,5
46
65
176
382
903,5
18,07
18
72
61
52
45
39
38,5
46
65
176
593,5
11,87
17
71
72
61
52
45
39
38,5
46
65
488,5
9,77
16
10
71
72
61
52
45
39
38,5
46
433,5
8,67
15
4
10
71
72
61
52
45
39
38,5
391,5
7,83
14
2
4
10
71
72
61
52
45
39
355
7,1
13
1
2
4
10
71
72
61
52
45
317
6,34
12
1
1
2
4
10
71
72
61
52
273
5,46
11
1
1
1
2
4
10
71
72
61
223
4,46
10
1
1
1
1
2
4
10
71
72
163
3,26
9
1
1
1
1
1
2
4
10
71
92
1,84
8
1
1
1
1
1
1
2
4
10
22
0,44
7
1
1
1
1
1
1
1
2
4
13
0,26
6
210
1
1
1
1
1
1
1
2
219
4,38
5
317
210
1
1
1
1
1
1
1
534
10,68
4
458
317
210
1
1
1
1
1
1
991
19,8
3
458
317
210
1
1
1
1
1
382
1372
27,4
2
458
317
210
1
1
1
1
176
382
1547
31
1
458
317
210
1
1
1
65
176
382
1611
32
0
458
317
210
1
1
46
65
176
382
1656
33
SQ0
SQ1
SQ2
SQ3
SQ4
SQ5
SQ6
SQ7
SQ8
SQ9
SQ10
SQ11
SQ12
SQ13
SQ14
SQ15
SQ16
SQ17
SQ18
SQ19
SQ20
SQ21
SQ22
SQ23
SQ
Di
Phần 3: Tính nghiệm bền các chi tiết chính
3.1 Kiểm nghiệm bền trục khuỷu
Tính sức bền trục khuỷu bao gồm tính sức bền tĩnh và tính sức bền động
Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng, người ta phân trục khuỷu ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là hai ổ trục. Thông thường, mỗi đoạn đó là một khuỷu. Khi tính toán ta sẽ phải xét khuỷu nào chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó.
Ký hiệu các lực trên sơ đồ như sau :
T, Z: Lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng trên chốt khuỷu (MN)
Pr1, Pr2: Lực quán tính ly tâm của má khuỷu và của đối trọng (MN)
C1, C2: Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu và của khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to (MN)
Z’, Z’’: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng khuỷu (MN)
T’, T’’: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khuỷu (MN)
Mk’, Mk’’: mômen xoắn tại cổ trục bên trái và cổ trục bên phải của khuỷu trục tính toán (MNm)
Do đó ta có :
Mk’ = STi-1.R
Mk’’ = Mk’ + T.R = STi.R
R: bán kính khuỷu (m)
STi-1 : tổng các lực tiếp tuyến của các khuỷu đứng trước khuỷu tính toán
Người ta giả thiết rằng ứng suất lớn nhất tác dụng trên khuỷu nguy hiểm có thể xảy ra trong các trường hợp sau:
+ Trường hợp 1 : Chịu lực PZmax khi khởi động.
+ Trường hợp 2 : Chịu lực Zmax khi làm việc.
+ Trường hợp 3 : Chịu lực Tmax khi làm việc.
+ Trường hợp 4 : Chịu lực STmax
Trong thực tế vận hành của động cơ lực tác dụng trong trường hợp 1 bao giờ cũng lớn hơn trường hợp 2 và lực tác dụng lên trục khuỷu trong trường hợp 3 bao giờ cũng lớn hơn trường hợp 4. Vì vậy ta chỉ tính nghiệm bền ở hai trường hợp 1 và 3.
3.1.1 Trường hợp chịu lực PZmax
Đây là trường hợp khởi động. Do tốc độ của động cơ còn nhỏ nên ta có thể bỏ qa ảnh hưởng của lực quán tính khi đó lực tác dụng chỉ còn lại lực do áp suất lớn nhất của khí thể trong xylanh pzmax . Giả thiết lúc đó lực xuất hiện tại điểm chết trên ( chỉ gần đúng ) nên a = 0; T = 0; PJ = 0, Pr = 0
Z = PZmax = =
Z = = 0,027569978 MN
Do trục khuỷu hoàn toàn đối xứng nên :
Z’ = Z’’ = = = 0,013784989 MN
3.1.1.1. Tính nghiệm bền chốt khuỷu, mô men uốn chốt khuỷu
Mu =Z’.l’ = 0,013784989.50,75.10-3 = 0,69959.10-3 MNm
Vơi l’ = a++=28+13+9,75=50,75 (mm)
Ứng suất uốn chốt khuỷu là:
su = (MN/m2)
Trong đó :
Wu : mô đun chống uốn của tiết diện ngang chốt.
Vì chốt là chốt đặc nên :
Wu = = 0,1.(65.10-3)3 =27,4625.10-6 m3
Þ su = = = 25,474 MN/m2
Đối với trục khuỷu động cơ được làm bằng thép hợp kim nên ta có
[su] = 120 MN/m2
nên đảm bảo bền
3.1.1.2 Tính nghiệm bền má khuỷu
Lực pháp tuyến Z gây uốn và nén tại A-A
Ứng suất uốn má khủyu:
su = = (MN/m2)
su = = 106,038 MN/m2
Ứng suất nén má khuỷu
sn = = =17,673 MN/m2
Ứng suất tổng
sS = su + sn = 106,038 + 17,673 = 123,711 MN/m2 < [su] = 180 MN/m2
Do vậy má khuỷu đủ độ bền.
3.1.1.3 Tính nghiệm bền cổ trục
Ứng suất uốn cổ trục
su = = MN/m2
Wu = = 0,1.(65.10-3)3 =27,4625.10-6 m3
su = = = = 9,788 MN/m2
Þ su < [su] = 100 MN/m2
3.1.2 Trường hợp chịu lực Tmax
Vị trí tính toán của khuỷu trục nguy hiểm lệch so với vị trí ĐCT một góc a=aTmax = 4600
Tmax=46,0318.0,021175=0,9747
Lúc này n ¹ 0, T = Tmax tồn tại các lực quán tính. Căn cứ vào đồ thị
T = f(a) ta xác định trị số lực tiếp tuyến và các góc tương ứng.
α0
4600
5500
6400
100
1000
1900
2800
3700
T (MN/m2)
0.9747
-0.1126
-0.1309
0.2903
0.4177
-0.1002
-0.2181
0.4608
Bảng 3.1 : Bảng tìm khuỷu nguy hiểm
α
khuỷu
4600
5500
6400
100
1000
1900
2800
3700
1
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =0
-0.1126
-0.1309
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =0
-0.1126
-0.1309
--0.2903
0.4177
2
-0.2181
0.4608
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
-0.1309
-0.1126
-0.1309
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
-0.1309
0.4177
-0.1002
3
0.4608
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
0.3482
-0.1126
-0.1309
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
-0.2435
-0.1126
-0.1309
-0.2903
4
-0.1126
-0.1309
-0.2903
0.4177
-0.1002
-0.2181
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
-0.0035
Tmax = 0.9747
∑Ti-1 =
0.0272
Từ bảng ta thấy khuỷu thứ 3 có (åTi-1)max đồng thời chịu Tmax cho nên ta tính toán cho khuỷu này.
Ta có :
Tmax = = 7,465.10-3 MN
Þ T’ = T” = = 3,7325.10-3 MN
Z = = -6,5964.10-3 MN
C1 = mch.R.w2 =
Þ C1 =
Þ C1 = 6616,7 Kgm/s2 =6,6167.10-3 MN
C2 = m2.R.w2 = 0,922.47,5.10-3.334,9333 2 = 4912,9 N = 4,9129.10-3 MN
ÞZ’=Z”== -9,063.10-3 MN
3.1.2.1 Tính nghiệm bền chốt khuỷu
Ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục
sux = = MN/m2
Wux = Wuy = 0,1dch3 = 27,4625.10-6 m3
Pr1 = mmk.rmk.w2 = 0,26.58.10-3.334,93332 = 1,6916.10-3 MN
Pr2 = mđt.rđt.w2 =0,78.52.10-3. 334,93332 = 4,55.10-3 MN
Þ sux =
= - 19,6625 MN/m2
Ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục
suy = = =3,89756 MN/m2
Ứng suất uốn tổng cộng
su = ==20,8372 MN/m2
Ứng suất xoắn chốt khuỷu
tx===
= 8,76098 MN/m2
Ứng suất tổng khi chịu uốn xoắn
sS = = = 27,225 MN/m2
Þ så < [su] = 120 MN/m2
3.1.2.2 Tính nghiệm bền cổ trục
Ta tính cổ bên phải vì cổ này chịu lực lớn hơn cổ bên trái
Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra:
= = = - 7,5078 MN/m2
Ứng suất uốn do lực T’’ gây ra trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu:
suy = = = = 3,092 MN/m2
Ứng suất xoắn cổ trục
tx===
= 8,76098 MN/m2
Ứng suất tổng khi chịu uốn và xoắn:
sS===19,3118 MN/m2
Þ så < [su] = 100 MN/m2
3.1.2.3 Tính sức bền má khuỷu
Ta tính nghiệm bền má khuỷu bên phải và má này thường chịu lực lớn hơn má bên trái.
Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra
suz==== -39,65MN/m2
Ứng suất uốn do lực T’’ gây ra:
suT = == = 41,6317 MN/m2
Với r : là khoảng cách từ tâm cổ trục khuỷu đến tiết diện nguy hiểm nhất của má
Ứng suất uốn do lực Mk’’ gây ra:
suM===
suM = 92,5336 MN/m2
Ứng suất nén má khuỷu do lực phương pháp tuyến do Z là
sn = = = -17,4525 MN/m2
Ứng suất kéo má khuỷu do lực P là
===5,83333
ứng suất kéo má khuỷu do lực p là
=== 2,1687 ()
ứng suất xoắn do T’’ gây ra:
tx = MN/m2
Trong đó :
Wx : là mô đun chống xoắn của má (m3)
Do tiết diện chịu xoắn của má là tiết diện hình chữ nhật nên
+ ở các điểm 1, 2, 3, 4 : tx = 0
+ ở các điểm I, II : tx = tmax
+ ở các điểm III, IV : tx = tmin
tmax và tmin được xác định :
tmax = MN/m2
tmin = g2tmax
Các hệ số g1 và g2 phụ thuộc vào tỷ số h/b, do h/b = 2,05 tra trong đồ thị hình (VIII-17a) [Sách kết cấu và tính toán động cơ đốt trong] ta xác định được g1 = 0,245; g2 = 0,805
Þ tmax === 11,1086 MN/m2
Þ tmin = g2tmax= 0,805.11,1086 = 8,9424 MN/m2
Để tìm ứng suất tổng của má ta phải lập bảng xét dấu với quy ước ứng suất gây nén tại tiết diện là dương còn ứng suất kéo là âm
Bảng 3.2 : Bảng xét dấu của các ứng suất trên má khuỷu
Điểm
ứs
1
2
3
4
I
II
III
IV
=-17,4525
+
+
+
+
+
+
+
+
suz= -39,65
+
-
+
-
+
-
0
0
sur= 0
+
-
+
-
+
-
0
0
sut= 41,6317
+
+
-
-
0
0
+
-
suM=92,5336
-
+
+
+
0
0
-
+
Ss
Ss1
Ss2
Ss3
Ss4
SsI
SsII
SsIII
SsIV
tx
0
0
0
0
tmax
tmax
tmin
tmin
så
så1
så2
så3
så4
såI
såII
såIII
såIV
Căn cứ vào bảng tính ứng suất ta thấy Ssi tại các điểm 1,2,3,4 ,I,II,III,IV bằng cách cộng theo cột dọc (theo dấu) như sau :
Ssi = snz suzi ± suri ± suTi ± suMi
Þ Ss1 = -108,0044 MN/m2 ; Ss2 = 156,3628 MN/m2 ;
Ss3 = -6,2006 MN/m2 ; Ss4 = 73,0994 MN/m2 ;
SsI = -57,1025 MN/m2 ; SsII = 22,1975 MN/m2 ;
SsIII = 68,3544 MN/m2 ; SsIV = 33,4494 MN/m2 ;
så được tính theo công thức sau :
såi =
Þ så1 = ½Ss1 ½= 108,0044 MN/m2 ; så2 =½Ss2 ½= 156,3628 MN/m2;
så3 = ½Ss3 ½= 6,2006 MN/m2 ; så4 = ½Ss4 ½ = 73,0994 MN/m2 ;
såI = 58,1729 MN/m2 ; såII = 24,8219 MN/m2 ;
såIII = 68,9368 MN/m2 ; såIV = 34,6241 MN/m2 ;
Các giá trị tổng sSIi < [s] = 180 MN/m2 do vậy má khuỷu đủ bền.
********
MỤC LỤC
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- thuyet_minh_1035.doc