Thiết kế động cơ Diezen công suất 5000 Cv theo động cơ mẫu 8K42EF(i=8) Nhật bản

hệ thống tự động điều chỉnh cấp nhiên liệu ;mối quan hệ phụ tải và mô men quay . 1.4 Lựa chọn công thức bổ sung tính chu trình công tác của động cơ Diesel theo phương pháp cân bằng năng lượng : Để xây dựng thuật toán và lập chương trình tính toán trên cơ sơ phương trình (2.1) thì ngoài công thức chủ yếu trong mục 2.2 cần lựa chọn bổ sung các công thức trong các tài liệu về tính chu trình công tác của động cơ . Sau đây là công thức bổ trợ: Tốc độ trung bình của piston :cm , m/s; Cm = (2.15) s : là hành trình của piston, m ; n : là vòng quay của động cơ ,v/p. - Tốc độ lớn nhất của piston khi nạp qua xupap nạp ,m/s. (2.16) k : tỉ số diện tích đỉnh piston và diện tích lỗ xupap(chọn theo kết cấu của động cơ) - Nhiệt trị thấp của nhiên liệu QH,kj/kg: QH = 100.[339.C + 1256H – 109(O-S)]- rw .(9H + W) (2.17) rw2512kj/kg: nhiệt ẩn hoá hơi của nước trong nhiên liệu ứng với áp suất 101.2 kpa. C,H,O,S, W : hàm lượng cácbon ,hidro, oxi ,lưu huỳnh ,nước có trong thành phần nhiên liệu ,%. Với dầu điezel : C = 0,87: H = 0,126, O = 0,004. - Nhiệt độ không khí sau máy nén tăng áp ,0K (2.18) : tỷ số tăng áp lấy theo lý lịch của động cơ hoặc động cơ mẫu nk = 1,5 …2 chỉ số nén đa biến trong máy nén. - Nhiệt độ không khí trước xupap nạp :0K (2.19) : độ giảm nhiệt độ trong bầu làm mát không khí tăng áp , độ . - Áp suất không khí trước xupáp nạp ,Mpa. (2.20) : độ giảm áp suất trong bầu làm mát không khí tăng áp ,Mpa. Pk : Áp suất tăng áp lấy theo lý lịch động cơ hoặc động cơ mẫu ,Mpa. - Áp suât không khí cuối quá trình nạp,Mpa. (2.21) w : hệ số tốc độ - Hệ số khí sót : (2.22) : tỷ số nén lý thuyết (lấy theo lý lịch động cơ hoặc động cơ mẫu Pr , Tr : áp suất và nhiệt độ khí sót ,kpa,0K. = 5…10oC : độ tăng nhiệt độ không khí do tiếp xúc với vách , độ - Nhiệt độ không khí cuối quá trình nạp Ta,0K. (2.23) - Diện tích bề mặt xung quanh thể tích xilanh công tác khi piston ở điểm chết dưới Fo,m2. (2.24) D,S đường kính xilanh và hành trình piston ,m. - Diện tích bề mặt các chi tiết tiếp xúc với môi chất công tác Fvx ,m2. (2.25) j : góc quay trục khuỷu , rad. - Thể tích công tác của xilanh Vs ,m3 (2.26) - Thể tích buồng cháy Vc ,m3  (2.27) - Thể tích công tác của xilanh khi piston ở điểm chết dưới Va ,m3  Va = Vc + Vs (2.28) - Thể tích công tác của xilanh tính theo góc quay trục khuỷu ,m3  (2.29) - Khối lượng riêng không khí sau máy nén : (2.30) R = 278(kj/kmol.K) - hằng số của không khí . - Lượng không khí khô cần thiết để đốt cháy một kg nhiên liệu Lo,kmol/kg (2.31) - Hệ số nạp không khí kể đến hàm lượng ẩm : (2.32) - Hệ số nạp kể đến hàm lượng ẩm (2.33) : hàm lượng ẩm là tỷ số giữa lượng không khí khô và hơi nước nạp vào trong xilanh trong một chu trình . - Lượng không khí thực tế nạp vào trong xilanh trong một chu trình không kể đến hàm lượng ẩm của không khí ,kg. (2.34) - Hệ số dư lượng không khí a không kể đến hàm lượng ẩm : (2.35) gct : lượng cấp nhiên liệu cho động cơ trong một chu trình ,kg. Go : lượng không khí lý thuyết để đốt cháy một kg nhiên liệu ,kg/kg: = 28,9 kg/kmol - khối lượng của kmol không khí . - Hệ số dư lượng không khí a có kể đến hàm lượng ẩm . (2.36) - Thời gian cháy trì hoãn ti tính theo công thức V.X.Xemenov: (2.37) Tkf : nhiệt độ môi chất trong xilanh lúc bắt đầu phun nhiên liệu ,0K. Pkf : áp suất môi chất trong xilanh lúc bắt đầu phun nhiên liệu ,kpa. - Hệ số truyền nhiệt từ vách đến ống lót xilanh acm acm có thể áp dụng theo các công thức khác nhau phụ thuộc vào loại động cơ.Tất cả các công thức tính hệ số truyền nhiệt từ khí đến vách ống lót xilanh đều là công thức thực nghiệm ứng với điều kiện cụ thể ,vị vậy không thể sử dụng công thức chung áp dụng cho các loại động cơ . Dưới đây là một công thức thực nghiệm tính hệ số truyền nhiệt từ khí đến v v vách ống lót xilanh : + công thức Nuxent áp dụng cho động cơ Diesel thấp tốc : (3.38) + công thức của Iaklittr sử dụng cho các động cơ cao tốc : (3.39) + công thức tính của Briling – Nuxent dùng cho các động cơ thấp tốc có tăng áp: (2.40) + công thức của Briling sử dụng cho các động cơ cao tốc : (2.41) + công thức của Haizenbek sử dụng cho các động cơ Diesel tàu thủy: (2.42) Đối với động cơ Diesel tăng áp sử dụng công thức sau: + công thức Xemnov sử dụng cho động cơ hai kỳ và bốn kỳ : (2.43) + công thức của Pflaum sử dụng cho các động cơ có buồng cháy trước (2.44) dấu + ứng với Cm= > 3,6 m/s Đối với nắp xilanh và piston : K’ = 1,1 + 0,366 . Đối với ống lót xilanh : K’ = 1,1 + 0,12 . + Pflaum cũng đưa ra công thức sau đây với động cơ bốn kỳ có buồng cháy phân cấp và tăng áp : (2.45) Đối với nắp xilanh và piston : Đối với ống lót xilanh cũng có thể áp dụng đối với các bề mặt tiếp xúc với khí cháy các loai động cơ có buồng cháy thống nhất : Trong các công thức trên : acm : hệ số truyền nhiệt từ khí đến vách ống lót xilanh ,kW/(m2.K) Pkc ,Pk ,P0 : áp suất khí cháy ,không khí tăng áp,không khí môi trường ,Mpa Cm : tốc độ trung bình piston ,m/s ;D : đường kính xilanh , m. Tkc,Tvx :nhiệt độ khí cháy ,nhiệt độ trung bình của vách ống lót xilanh ,K. - Bề mặt trao đổi nhiệt tức thời của vách với môi chất công tác ,m2 (2.46) Sj : độ dịch chuyển tức thời của piston, m. Sj = (2.47- Lượng nhiệt toả ra và tốc độ toả nhiệt theo công thức ViBe Phần trăm lượng nhiệt toả ra theo góc quay trục khuỷu x: x = (2.48) Tốc độ toả nhiệt theo góc quay trục khuỷu : (2.49) m : chỉ số đặc trưng cho sự phát triển của sự cháy chọn theo thực nghiệm ,m = 0,3 ¸1 jz : thời gian cháy jz = 50 ¸ 1300 GQTK q : góc cháy ban đầu : q = jfs + ji jfs : góc phun sớm nhiên liệu (lấy theo động cơ hoặc động cơ mẫu ) ji : thời gian cháy trễ của nhiên liệu . - Áp suất chỉ thị trung bình Pi ,Mpa : Pi = Li /Vs (2.50) Li :công chỉ thị của chu trình ,kj - Công suất chỉ thị ,kW Mi = i.Vs.Pi.n.z/60 (2.51) i :số xilanh ; z : hệ số kỳ - Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị ,kg/(kw.h): Gi = (2.52) - Hiệu suất chỉ thị : (2.53) - Áp suất có ích trung bình Pe: (Mpa) Pe = Pi – Pm (2.54) Pm = am + bmCm : áp suất tổn hao cơ giới ,Mpa: Đối với động cơ có buồng cháy thống nhất : am = 0,088; bm = 0,0118; Đối với động cơ có buồng cháy trước : am = 0,103;bm = 0,015. Đối với động cơ buồng cháy phân cách :am = 0,103;bm = 0,015. - Hiệu suất cơ giới hn : hn = Pe/Pi (2.55) - Công suất có ích Ne (kw) : Ne = (2.56) Hoặc Ne = Ni . hm - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge kg/(kw.h): ge = hoặc ge = gi / hm (2.57) - Hiệu suất có ích : hoặc he = hi . hm (2.58) - Suất tiêu hao nhiên liệu trong một giờ :Bh,kg/h: Bh = hoặc Bh = ge . Ne (2.59) kết quả tính toán : PhÇn II : §éng häc vµ ®éng lùc häc C¸c th«ng sè cÇn cho tÝnh to¸n 1. Träng l­îng cña c¸c chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng thaúng : Gt(gåm pist«n , chèt piston, xÐcm¨ng,ñaàu nhoû bieân) Gt = GP + 0,375.Gb GP: Träng l­îng cña nhãm piston GP = K1.D3 [KG] K1 : HÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu chÕ t¹o piston Víi §c thÊp tèc chän vËt liÖu lµ gang cã K1= 3,0 [KG/dm3] D: §­êng kÝnh xilanh. D = 900[mm] = 9[dm] GP = 3,0.4.2 = 222,264 [KG] Gb: Träng l­îng cña biªn. Gb = K2.D3 [KG] K2: HÖ sè phô thuéc vµo vÊt liÖu chÕ t¹o biªn K2 = 3,5[KG/dm3] Gb = 3,5.4.23 = 259,308 [KG] VËy : Gt = 222.264 +0,375.259,308=319.504[KG] 2. DiÖn tÝch ®Ønh piston: F [cm2] F = = =1385,44 [cm2] F =1385,44 [cm2] 3. Khèi l­îng chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng th¼ng cña 1 xilanh øng víi mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston. mt [KG.s2/cm2.m] mt = = = 0,0235 mt = 0,0235 [KG.s2/cm2.m] 4. Tèc ®é gãc trung b×nh cña trôc khuûu. w [rad/s] w =23,75 [rad/s] 5. Th«ng sè kÕt cÊu :l Chän : l = 6. Khèi l­îng cña biªn Khèi l­îng cña biªn qui vÒ ®Çu nhá: m1[KG] m1 = ( 0,35 =0,37=9,79 m1 = 9,79 [KG.s2/m] Khèi l­îng cña biªn qui vÒ ®Çu to: m2 [KG.s2/m] m2 = [KG.s2/m] 7. Khèi l­îng cña nh÷ng phÇn chuyÓn ®éng quay mq = mcb + 2.mmR +m2 mcb Víi : g [KG/dm3]: Träng l­îng cña vËt liÖu lµm biªn Víi vËt liÖu lµ thÐp rÌn: g = 7,848 [KG/dm3] dcb = (0,65¸0,75)D [dm] dcb = 0,7.D = 0,7.4,2 = 2,94 [dm] d0 = (0,5¸0,8).dcb = 0,65.2,94 = 1,911[dm] lcb = (0,7¸0,8).dcb = 0,8.2,94= 2,35[dm] mcb mcb = 1,01 mmR mmr [KG.s2/m] Víi R: B¸n kÝnh quay cña m¸ khuûu: [dm] S: DiÖn tÝch m¸ khuûu Víi m¸ khuûu h×nh ch÷ nhËt : b = (1,3¸1,5).dcb b = 1,4.2,94 = 4,116 [dm] h = dct = (0,55¸0,85)D [dm] dct = 0,6.4,2 = 2,52[dm] h = = 7,23 [dm] Þ S = b.h = 4,116.7,23 = 29 [dm2] d : chiÒu dµy m¸ khuûu . d = (0,34¸0,4).dcb d = 0,4.dcb = 0,4.2,94 = 1,176[dm] r : b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu 5,45[dm] mmr=[KG.s2/m] mmR [KG.s2/m] VËy mq = 1,01+2.0,033+15,876 = 16,952 [KG.s2/m] 8. Khèi l­îng phÇn chuyÓn ®éng quay cña 1 xilanh øng víi mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston: mq [KG.s2/cm2.m] mq = [KG.s2/cm2.m] m=0,0122 [KG.s2/cm2.m] B. X©y dùng c¸c ®å thÞ §å thÞ chuyÓn vÞ X,V.J. §å thÞ x,v,j: ChuyÓn vÞ X=R[(1-cosα) +l/4.(1-cos2α)]=R.A VËn tèc: V=R.w(sinα+l/2.sin2α)=R.w.B Gia tèc: j = R. w2(cosα+l. cos2α)=R. w2.C B¶ng1 α A B C X V J 180 2.000 0.000 -0.750 0.900 0.000 -338.438 195 1.974 -0.196 -0.749 0.888 -2.098 -338.176 210 1.897 -0.392 -0.741 0.854 -4.187 -334.388 225 1.770 -0.582 -0.707 0.796 -6.221 -319.082 240 1.594 -0.758 -0.625 0.717 -8.099 -282.031 255 1.375 -0.903 -0.475 0.619 -9.655 -214.491 270 1.125 -1.000 -0.250 0.506 -10.688 -112.813 285 0.858 -1.028 0.042 0.386 -10.991 19.094 300 0.594 -0.974 0.375 0.267 -10.413 169.219 315 0.355 -0.832 0.707 0.160 -8.893 319.082 330 0.165 -0.608 0.991 0.074 -6.501 447.200 345 0.042 -0.321 1.182 0.019 -3.434 533.573 360 0.000 0.000 1.250 0.000 0.000 564.063 375 0.042 0.321 1.182 0.019 3.434 533.573 390 0.165 0.608 0.991 0.074 6.501 447.200 405 0.355 0.832 0.707 0.160 8.893 319.082 420 0.594 0.974 0.375 0.267 10.413 169.219 435 0.858 1.028 0.042 0.386 10.991 19.094 450 1.125 1.000 -0.250 0.506 10.688 -112.813 465 1.375 0.903 -0.475 0.619 9.655 -214.491 480 1.594 0.758 -0.625 0.717 8.099 -282.031 495 1.770 0.582 -0.707 0.796 6.221 -319.082 510 1.897 0.392 -0.741 0.854 4.187 -334.388 525 1.974 0.196 -0.749 0.888 2.098 -338.176 540 2.000 0.000 -0.750 0.900 0.000 -338.438 §å thÞ c«ng §Ó x©y dùng ®­îc ®å thÞ c«ng ta lËp b¶ng 2, vµ x©y dùng ®­îc ®å thÞ P-V, sau ®ã dïng ph­¬ng ph¸p BrÝch khai triÓn thµnh ®å thÞ P - Ta cã: Va = Vs + Vc (1) Trong ®ã: Vs – ThÓ tÝch c«ng t¸c cña xilanh (m3). Vc – ThÓ tÝch buång ch¸y (m3). = 0,125 (m3) Ta cã : (2) + e = 13,5 – TØ sè nÐn. Tõ(1)vµ(2) B¶ng c¸c th«ng sè Th«ng sè Gi¸ trÞ (kG/cm2) Th«ng sè Gi¸ trÞ (dm3) Th«ng sè Gi¸ trÞ PB 5,76 VB 101,78 n1 1.37 Pc 49,4 Vc 10,0 n2 1.25 PZ 89,16 Vz 12,5 r 1.25 Pa 1,4 Va 135,0 d 8,53 Pb 4,45 Vb PH 5,01 VH 119,39 Trong ®ã: Pa - ¸p suÊt m«i chÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p. Pk - ¸p suÊt kh«ng khÝ tr­íc cöa n¹p. Pb - ¸p suÊt m«i chÊt cu«i qu¸ tr×nh gi·n në. Pz - ¸p suÊt m«i chÊt cuèi qu¸ tr×nh ch¸y. Pc - ¸p suÊt m«i chÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p. * VÏ ®å thÞ c«ng: Víi ®éng c¬ 2 k× ta khai triÓn tõ a = 180o ¸ 540o. Bªn ph¶i cña P-V dùng hÖ to¹ ®é P- a. Trôc a ngang víi ®­êng Po cña ®å thÞ c«ng P-V Tõ ®å thÞ P = f(v) kÕt hîp víi vßng trßn Brich ta sÏ khai triÓn thµnh ®å thÞ P = f(a) theo c¸c b­íc sau : + D­íi ®å thÞ P = f(v) ta vÏ nöa vßng trßn t©m O, b¸n kÝnh (mm) + T O lÊy vÒ phÝa §CD ®iÓm O1 sao cho (mm) (gäi lµ ®o¹n hiÖu chØnh BrÝch) + VÏ nöa vßng trßn t©m O1 b¸n kÝnh vµ chia nöa vßng trßn ®ã thµnh 12 phÇn b»ng nhau + §¸nh sè tõ 012 , nèi O1víi c¸c ®iÓm ®· chia c¾t nöa vßng trßn t©m O t¹i c¸c ®iÓm 1',2',...n' t­¬ng øng + Tõ c¸c ®iÓm 1',2',...n' dãng lªn ®å thÞ c«ng P = f(v) c¾t ®å thÞ t¹i c¸c ®iÓm t­¬ng øng, råi dãng sang hÖ to¹ ®é P- a, tõ trôc a kÎ c¸c ®­êng th¼ng t­¬ng øng víi c¸c gãc quay a ë tõng qu¸ tr×nh chóng c¾t nhau; nèi c¸c ®iÓm ®ã l¹i b»ng 1 ®­êng cong ta ®­îc ®å thÞ P = f(a)  B¶ng2 VH 1.000 5.010 VB 1.000 5.760 0.9VH 1.147 5.745 0.9VB 1.141 6.571 0.8VH 1.337 6.696 0.8VB 1.322 7.613 0.7VH 1.590 7.965 0.7VB 1.562 8.996 0.6VH 1.943 9.733 0.6VB 1.894 10.908 0.5VH 2.462 12.336 0.5VB 2.378 13.700 0.4VH 3.291 16.488 0.4VB 3.144 18.107 0.3VH 4.783 23.965 0.3VB 4.504 25.943 0.2VH 8.103 40.597 0.2VB 7.477 43.066 0.1VH 19.953 99.963 0.1VB 17.783 102.429 Vc 49.400 Vz 89.168 *§å thÞ c«ng khai triÓn, ®å thÞ lùc qu¸n tÝnh, ®å thÞ tæng hîp lùc.(B¶ng 3) Tæng hîp lùc: P1 = Pkt + Pj Pkt - Lùc khÝ thÓ, ®­îc suy ra tõ ®å thÞ c«ng b»ng c¸ch ®o trªn ®å thÞ c«ng, råi lÊy gi¸ trÞ ®o ®­îc nh©n víi tØ lÖ xÝch cña ®å thÞ PJ = -mt J – Lùc qu¸n tÝnh. mt = 0,02 - Khèi l­îng c¸c chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng th¼ng cña 1 xilanh víi 1 ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston. +J=R.ω2.C víi C=cosα + λ.cos(2.α) +Trong ®ã: λ=0.25 ; R=0.45(m) ; ω=23.75(s-1) -§Ó thuËn tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n lËp b¶ng, víi ®éng c¬ 2 k×, a = 180o ¸ 540o A = vµ B = -Lùc tiÕp tuyÕn T=P1*A vµ lùc h­íng t©m Z=P 3 )§å thÞ tæng hîp lùc tiÕp tuyÕn: B¶ng 3 a Pk Pj=-mt.j P1=Pk+pj Sin(a+b)/ Cosb Cos(a+b)/ Cosb T=P1Sin(a+b)/ Cosb Z=P1Cos(a+b)/ Cosb 180 0.515 0.447 0.962 0.000 -1.000 0.000 -0.962 195 0.515 0.447 0.962 -0.106 -0.953 -0.102 -0.917 210 0.515 0.442 0.957 -0.391 -0.929 -0.374 -0.889 225 0.540 0.422 0.962 -0.580 -0.834 -0.558 -0.802 240 0.754 0.373 1.126 -0.755 -0.692 -0.851 -0.780 255 1.313 0.284 1.596 -0.902 -0.499 -1.439 -0.797 270 2.242 0.149 2.391 -1.000 -0.258 -2.391 -0.617 285 3.843 -0.025 3.818 -1.030 -0.019 -3.934 -0.071 300 6.820 -0.224 6.596 -0.977 0.308 -6.444 2.031 315 12.874 -0.422 12.452 -0.834 0.580 -10.386 7.224 330 26.093 -0.591 25.502 -0.609 0.803 -15.533 20.478 345 52.620 -0.705 51.915 -0.322 0.949 -16.696 49.272 360 74.801 -0.746 74.055 0.000 1.000 0.000 74.055 375 89.168 -0.705 86.706 0.322 0.949 27.885 82.293 390 60.219 -0.591 59.628 0.609 0.803 36.319 47.881 405 32.430 -0.422 32.008 0.834 0.580 26.698 18.568 420 19.154 -0.224 18.930 0.977 0.308 18.493 5.829 435 12.441 -0.025 12.415 1.030 -0.019 12.792 -0.230 450 8.742 0.149 8.891 1.000 -0.258 8.891 -2.296 465 6.563 0.284 6.846 0.902 -0.499 6.172 -3.417 480 5.238 0.373 5.610 0.755 -0.692 4.236 -3.883 495 2.499 0.422 2.921 0.580 -0.834 1.695 -2.437 510 0.515 0.442 0.957 0.391 -0.929 0.374 -0.889 525 0.515 0.447 0.962 0.106 -0.953 0.102 -0.917 540 0.515 0.447 0.962 0.000 -1.000 0.000 -0.962 3.TÝnh gãc c«ng t¸c: dK t: Sè k× cña §.c t = 2 i: Sè xilanh i = 8 Þ 45o Thø tù lµm viÖc cña c¸c xilanh Víi thø tù næ : 1-3-7-5-8-6-2-4 *) B¶ng biÓu diÔn c¸c qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬. - khi xilanh 1 ë vÞ trÝ 0 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a1 =180 - xilanh 2 ë vÞ trÝ 90 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a2 =270 - xilanh 3 ë vÞ trÝ 315 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a3 = 495 - xilanh 4 ë vÞ trÝ 45 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a4 =225 - xilanh 5 ë vÞ trÝ 225 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a5 = 405 - xilanh 6 vÞ trÝ 135 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a 6 = 315 - xilanh 7 ë vÞ trÝ 270 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a 7 = 450 - xilanh 8 ë vÞ trÝ 180 th× gãc c«ng t¸c cña xilanh lµ a 8 = 360 -thêi gian ng¾n nhÊt gi÷a 2 lÇn næ liªn tiªt cña 2 xi lanh kÒ nhau. -gãc gi÷a xilanh 1 – 2 lµ :90 -gãc gi÷a xilanh 2 – 3 lµ : 135 -gãc gi÷a xilanh 3 – 4 lµ : 90 -gãc gi÷a xilanh 4 – 5 lµ : 180 -gãc gi÷a xilanh 5 – 6 lµ : 90 -gãc gi÷a xilanh 6 – 7 lµ : 135 -gãc gi÷a xilanh 7 – 8 lµ : 90 * NhËn xÐt : thêi gian lùc t¸c dông lªn cæ trôc 4 – 5 lµ dµi nhÊt v× vËy trong qu¸ tr×nh tÝnh ®­êng kÝnh trôc chØ cÇn tÝnh cho cæ trôc 4 – 5 cßn c¸c cæ trôc kh¸c lÊy b»ng ®­êng kÝnh trôc nµy. cæ 1- 2 , 3-4,5-6,7-8 chÞu lùc nh­ nhau cæ 2-3,6-7 chÞu lùc nh­ nhau 4) §å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn . -Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cæ trôc 4 –5 lµm viÖc nÆng nÒ nhÊt v× vËy ta ®i tÝnh tæng lùc tiÕp tuyÕn cho cæ nµy t¹i c¸c gãc quay kh¸c nhau cña trôc khuûu . -lùc tiÕp tuyÕn vµ m«men tæng t¸c dông lªn cæ trôc biÕn thiªn theo chu kú dk =. LËp b¶ng 4 α1 T1 α2 T2 α3 T3 α4 T4 α5 T5 α6 T6 α7 T7 α8 T8 ∑T 180 0.000 270 -2.391 495 1.695 225 -1.439 405 26.698 315 -10.386 450 8.891 360 0.000 23.067 195 -0.102 285 -3.934 510 0.374 240 -0.851 420 18.493 330 -15.533 465 6.172 375 28.450 33.069 210 -0.374 300 -6.444 525 0.102 255 -1.439 435 12.792 345 -16.696 480 4.236 390 36.319 28.496 225 -0.558 315 -10.386 540 0 270 -2.391 450 8.891 360 0.000 495 1.695 405 26.698 23.948 -Sau khi vÏ ®­îc ®å thÞ ta x¸c ®Þnh tæng lùc tiÕp tuyÕn trung b×nh åTTB = m (kG/cm2) =0,1.=6,1 trong ®ã : F: diÖn tÝch ®­îc giíi h¹n b»ng ®­êng cong ®å thÞ vµ trôc hoµnh F=4380 L: chiÒu dµi cña ®o¹n øng víi gãc c«ng t¸c trªn ®å thÞ.L=150 -åTTB ®­îc kiÓm tra l¹i b»ng c«ng thøc sau : åTTB = 716,2 =716,2 So s¸nh : = < 0,025 KÕt luËn, tho¶ m·n. 5) Lùc t¸c dông lªn cæ biªn. *) C¸ch vÏ ®å thÞ : - VÏ hÖ trôc to¹ ®é T-Z cã gèc lµ 01 nh­ h×nh vÏ. - Trªn ®å thi T-Z x¸c ®Þnh trÞ sè cña T ,Z t¹i c¸c gãc quay a kh¸c nhau cña trôc khuûu tõ ®ã ta cã c¸c ®iÓm øng víi c¸c gãc quay a . - Nèi c¸c ®iÓm nµy b»ng mét ®­êng cong tr¬n ta ®­îc ®å thÞ phô t¶i t¸c dông lªn cæ biªn. - Tõ 01 vÏ vect¬ cã gèc t¹i 01 vµ n»m trªn trôc Z cã ®é lín b»ng Pq = -mqRw2 th× mót vÐc t¬ nµy chÝnh lµ t©m cæ biªn 0. - Nèi 0 víi c¸c ®iÓm trªn ®å thÞ ta cã vect¬ biÓu diÔn phô t¶i t¸c dông lªn cæ biªn øng víi gãc quay a - Khai triÓn ®å thÞ T-Z htµnh ®å thi Qcb - a - TÝnh phô t¶i : Qcb-TB = m = 1. = 22,4 (kG/mm2) trong ®ã : F : diÖn tÝch ®­îc giíi h¹n bëi ®­êng cong víi trôc hoµnh. L : chiÒu dµi øng víi gãc quay a : 180 ¸ 5400 m : tØ xÝch cña ®å thÞ. +) §¬n vÞ phô t¶i trung b×nh : kTB = dcb =(0,65¸0,75)D lÊy dcb = 29,4 (cm) lcb =(0,7 ¸0,8)D lÊy lcb = 33,6 (cm) kTB = = 31,4 (kG /cm2) VËy ktb < [ktb] = 80 (kG /cm2) +) §¬n vÞ phô t¶i cùc ®¹i: kmax = = = 77,5 (kG/cm2) +) HÖ sè va ®Ëp : c = = = 2,47 < [c] = 4 6) §å thÞ lùc t¸c dông lªn b¹c biªn. - Phô t¶i t¸c dông lªn b¸c biªn cã cïng ph­¬ng ng­îc chiÒu vµ cïng trÞ sè víi phô t¶i t¸c dông lªn cæ biªn. - VÞ trÝ ®iÓm t¸c dông øng víi gãc quay aI cña cæ biªn th× t­¬ng õng víi vÞ trÝ gãc quay ai + bI cña b¹c biªn. *) C¸ch vÏ ®å thÞ. - VÏ d¹ng ®Çu to biªn trªn tê giÊy bãng mê - VÏ vßng trßn bÊt kú t©m 0 ,giao ®iÓm cña ®­êng trßn víi ®­êng t©m biªn lµ vÞ trÝ 00 - Chia ®­êng trßn thµnh 24 phÇn vµ ®¸nh dÊu ®iÓm tù : 00 ,150 ,300,3600 theo chiÒu quay cña trôc khuûu øng víi gãc quay a0+b0 , a15+b15 … - §Æt tê giÊy bãng mê chång lªn ®å thÞ phô t¶i t¸c dông lªn cæ biÕn sao cho o trïng nhau - LÇn l­ît xoay tê giÊy bãng mê cho c¸c ®iÓm 150, 300 …trïng víi trôc Z trªn ®å thÞ phô t¶i t¸c dông lªn cæ biªn ®ång thêi ®¸nh dÊu c¸c ®Çu mót cña ¸c vect¬ Qcb0 ,Qcb15... b»ng c¸c ®iÓm : 00 ,150… nèi c¸c ®iÓm ;00, 150 b»ng mét ®­êng cong tr¬n ta ®­îc ®å thÞ phô t¶i t¸c dông lªn b¸c biªn. 7) §å thÞ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc. - Lùc t¸c dông lªn cæ trôc lµ hîp lùc cña c¸c ph¶n lùc do c¸c lùc t¸c dung lªn 2 cæ biªn cã chung 1 cæ trôc . gi¸ trÞ cña lùc nµy phô thuéc vµo gãc gi÷a 2 trôc khuûu liÒn nhau vµ trÞ sè c¸c lùc t¸c dông lªn 2 cæ biªn cã chung 1 cæ trôc. - Víi ®éng c¬ 8 xilanh cã thó tù næ : 1- 8 -3 - 4 - 7 - 2-5-6 : th× cæ trôc 4 - 5 lµ cæ trôc chÞu t¶i lín nhÊt v× vËy chØ cÇn x¸c ®Þnh cho cæ trôc nµy. - Gäi ph¶n lùc t¸c dông lªn phÝa ®Çu trôc lµ : Zi’ , Ti’ ,Pqi’ - Gäi ph¶n lùc t¸c dông lªn phÝa ®u«i trôc lµ : Zi’’ , Ti’’ ,Pqi’’ - Ph¶n lùc do cæ biªn i t¸c dông lªn cæ trôc i-1,i vµ cæ trôc i,i+1 - Lùcdo cæ biªn i+1t¸c dông lªn cæ trôc i,i+1 vµ i+1,i+2 - Lùc t¸c dung lªn cæ trôc 4 – 5 T4,5 =T4’’ +T5’cosj + Z5 ’sinj Z4,5 =Z4’’ + Z5’cosj - T’5sinj - VÏ hÖ trôc T’,Z’ cã gèc lµ o’ - X¸c ®Þnh c¸c ®iÓm a: 0 ,15 ,30 ...øng víi c¸c g¸ tri T,Z trªn hÖ trôc sau ®ã nèi c¸c ®iÓm b»ng mét ®­êng cong tr¬n ta ®­îc ®å thÞ - X¸c ®Þnh t©m cæ trôc 0 cã to¹ ®é :T0 =Pq2sin1350 Z0 = Pq3’’ + Pq2cos1350 - Nèi 0 víi 1 ®iÓm trªn ®å thÞ ta ®­îc lùc t¸c dông lªn cæ trôc Êy vµ cã ®iÓm ®Æt t¹i ®iÓm kÐo dµi cña ®­êng lùc t¸c dông víi ®­êng trßn t­îng tr­ng cho cæ trôc - Sau khi vÏ ®­îc ®å thÞ lùc t¸c dông lªn cæ trôc ta khai triÓn thµnh ®å thÞ Qct- a ®Ó t×m ®¬n vÞ phô t¶i trung b×nh vµ ®¬n vÞ phô t¶i cùc ®¹i +)Phô t¶i trung b×nh : Qct-tb = m trong ®ã : m :tØ lÖ xÝch cña ®å thÞ. F: diÖn tich ®­îc giíi h¹n bëi ®­êng cong vµ trôc hoµnh. l: chiÒu dµi cña a trªn ®å thÞ Qct-tb = 1. = 57,6 (kG/cm2) +) §¬n vÞ phô t¶i trung b×nh : kTB = dct =(0,6¸0,8)D lÊy dct =25,2 (cm) lct =(0,6¸1,0)dct lÊy lct =1.dct = 25,2(cm) kTB = = 125,8 +)®¬n vÞ phô t¶i trung b×nh : kmax = Qmax = 106,5 (kG/cm2) kmax = = 88, B¶ng 6: 8-§å thÞ mµi mßn: §å thÞ mµi mßn cña cæ biªn hay cæ trôc thÓ hiÖn tr¹ng th¸i chÞu lùc cña c¸c ®iÓm trªn bÒ mÆt cæ cña trôc, ®å thÞ nµy thÓ hiÖn tr¹ng th¸i cña trôc , chØ râ khu vùc chÞu t¶i nhá nhÊt ®Ó khoan lç dÇu theo nguyªn t¾c ®¶m b¶o ®­a dÇu nhên vµo æ tr­ît ë vÞ trÝ cã khe hë gi÷a trôc vµ b¹c lµ lín nhÊt t¹i ®ã ¸p suÊt côc bé lµ bÐ nhÊt lµm cho dÇu nhên l­u ®éng dÔ dµng * C¸ch vÏ: + VÏ vßng trßn bÊt kú t­îng tr­ng cho cæ biªn hay cæ trôc, chia vßng trßn ®ã thµnh 24 phÇn b»ng nhau + TÝnh hîp lùc åQi cña c¸c lùc t¸c dông ë c¸c ®iÓm 0, 1, 2, 3 ...råi ghi trÞ sè cña c¸c lùc Êy vµo b¶ng 6 + Céng trÞ sè cña tÊt c¶ c¸c lùc ta ®­îc åQ, dïng tû lÖ xÝch thÝch ®¸ng ®Æt c¸c ®o¹n th¼ng biÓu diÔn cho c¸c lùc åQ ë c¸c ®iÓm 0, 1, 2 , 3...lªn vßng trßn trªn chiÒu tõ ngoµi vµo trong + Nèi ®Çu mót cña c¸c ®o¹n Êy b»ng 1 ®­êng cong ta ®­îc ®å thÞ mµi mßn cña cæ biªn hay cæ trôc + Tõ ®å thÞ nµy ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ khoan lç dÇu b«i tr¬n n¬i cã lùc nhá nhÊt 9 - M« men qu¸n tÝnh cña b¸nh ®µ: NhiÖm vô cña b¸nh ®µ bæ xung n¨ng l­îng kÞp thêi cho ®éng c¬ trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tøc lµ tÝch luü n¨ng l­îng khi m« men quay lín h¬n m« men c¶n vµ gi¶i phãng n¨ng l­îng khi m« men quay nhá h¬n m« men c¶n: Chän vËt liÖu lµm b¸nh ®µ lµ thÐp, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña b¸nh ®µ: Tõ ®å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn ta x¸c ®Þnh ®­îc ®­êng tæng lùc tiÕp tuyÕn trung b×nh nh­ ®· tÝnh ë phÇn tÝnh tæng lùc tiÕp tuyÕn F1 = -2,18 (cm2). F2 = 9.38 (cm2) F3 =- 7.9224 (cm2) F4 = 0.72 (cm2) TÝnh tæng ®¹i sè liªn tôc cña c¸c diÖn tÝch: F1 + F2 =-2.18 + 9,38 = 7.2 (cm2). F1 + F2 + F3 = -2.18 + 19.38 – 7.9224 = -0.72(cm2) F1 + F2 + F3 + F4 = -0.72+ 0.72 = 0 Gi¸ trÞ lín nhÊt cña tæng ®¹i sè c¸c diÖn tÝch ©m vµ d­¬ng cña ®å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn : Fmax = 7.2 (cm2) Fmin = -0.72 (cm2) Gãc quay trôc khuû øng víi mét chu kú lµ jc0 = 3600 TØ lÖ xÝch cña trôc tung mt = 0,28 TØ lÖ xÝch cña ®å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn m= m = = 0,0964 Gi¸ trÞ thùc tÕ lín nhÊt cña tæng ®¹i sè c¸c diÖn tÝch ©m vµ d­¬ng: + Fmax =7.2.0,0964 = 0.694 (KG/cm2) + Fmin = -0.72.0,2 = -0.0694 (KG/cm2) Tèc ®é gãc trung b×nh cña trôc khuûu w = 17,79 (rad/s) ThÓ tÝch c«ng t¸c cña xilanh VS = 135000 (cm3) TÝnh kh«ng ®ång ®Òu cña ®éng c¬ d = M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng cña nh÷ng phÇn chuyÓn ®éng quay J = (KG.cm.s2) (1) Thay sè: J = Þ J = 574707,846 (KG.cm.s2) M« men qu¸n tÝnh b¸nh ®µ Jb® = (2) víi : G0 _ Träng l­îng quy ®æi cña b¸nh ®µ Db® _®­êng kÝnh vßng trßn ch¹y qua träng t©m cña vµng ®ai b¸nh ®µ Dbd = (2 ¸3)S Chän Db® = 2S = 2.1,4 = 2,8 (m) S = 140 (cm) - Hµnh tr×nh piston. Trong thùc tÕ khèi l­îng b¸nh ®µ lín h¬n rÊt nhiÒu so víi c¸c khèi l­îng chuyÓn ®éng kh¸c nªn J Jb® vËy = Þ Go = 28764,7 (KG) Þ mo = = 2932 (kg) - Träng l­îng cña vµnh ®ai b¸nh ®µ: mv = 0,8m0 = 2346 (kg) - Träng l­îng toµn phÇn b¸nh ®µ: m® = 1,6mv = 3753 (kg) KiÎm tra l¹i vËn tèc vßng b¸nh ®µ v = Rb®w = = 24,9(m/s) Víi b¸nh ®µ b»ng thÐp v = 40 ¸45 (m/s)ÞKÕt luËn b¸nh ®µ ®· tÝnh tho¶ m·n. PhÇn III:KÕt cÊu ®éng c¬ I)Piston: 1.KÝch th­íc: - ChiÒu dµy ®Ønh piston: () Piston lµm b»ng gang => = (0,12-:-0,18)D = (0,12-:-0,18).42 =(5,04¸7,56) Chän = 6 (cm) - ChiÒu cao t©m lç chèt piston : (Lc) §éng c¬ thÊp tèc: Lc = (0,9¸1,2)D = (0,9¸1,2).42 = (37,8¸50,4) Chän : Lc = 45 (cm) - ChiÒu dµi th©n piston: (LT) §éng c¬ thÊp tèc : LT= (1,3¸1,4)D = (1,3¸1,4).42 = (54,6¸58,8) Chän : LT = 56 (cm) - ChiÒu dµi toµn bé cña piston : (L) §éng c¬ thÊp tèc : L = (1,6¸1,8)D = (1,6¸1,8).42 = (67,2¸75,6) Chän : L = 70 (cm) - ChiÒu dµi phÇn ®Ønh piston : L§ = L - LT = 70 - 56 = 14 (cm) - §­êng kÝnh lç chèt piston: dc = (0,35¸0,5)D = (0,35¸0,5).42 = (14,7¸21) Chän : dc = 18 (cm) - §­êng kÝnh cña bÖ chèt piston : dn = (0,4¸0,7)D = (0,4¸0,7).42 = (16,8¸29,4) Chän : dn = 25 (cm) - ChiÒu dµy cña piston ë chç r·nh sec m¨ng: m =(0,05¸0,075)D = (0,05¸0,075).42 =(2,1¸3,15) Chän : m = 3 (cm) - Kho¶ng c¸ch tõ sec m¨ng thø nhÊt tíi ®Ønh : §éng c¬ thÊp tèc: c = (0,15¸0,3)D =(0,15¸0,3).42 = (6,3¸12,6) Chän : c = 10(cm) - §­êng kÝnh ®Çu piston : D1 = D-2 D1 D1 - Khe hë h­íng t©m cña ®Çu piston. Víi piston lµm b»ng gang : D = (0,043¸0,21) Chän D1 = 0,15 (cm) D1 = 42 - 2.0,15 = 41,7 (cm) - §­êng kÝnh phÇn dÉn h­íng: D2 = D- 2D2 Víi D2 lµ khe hë gi÷a xi lanh vµ phÇn dÉn h­ãng : Piston b»ng gang D2 = (1/900¸1/1000)D = (0,046¸0,042) . Chän D2 = 0,045(cm) D2 = 42 - 2.0,045 = 41,91 (cm) Kho¶ng c¸nh gi÷a 2 bÖ chèt : b = (0,5¸1,4).D = (0,5¸1,4).42 = (21¸58,8) Chän b = 35 (cm) 2.NghiÖm ®é bÒn: - ¸p lùc riªng t¸c dông lªn thµnh xi lanh: K = Víi Nmax = (0,09-:-0,1).Pz = 0,1.89,168 = 8,9168 [KG/cm2] :¸p suÊt lín nhÊt t¸c dôn lªn thµnh xi lanh [K] :¸p lùc riªng phÇn cho phÐp: Víi piston gang cã lµm m¸t : [K] =5,5-:-6,5. Chän [K] = 6 [KG/cm2] K=8,9168/(42.56) = 0,00379(KG/cm2 )< [K].Tho¶ m·n. - M« men uèn t¸c dông lªn ®¸y piston: Mu= [KG/cm] - øng suÊt uèn t¸c dông lªn piston : Tháa m·n - øng suÊt nhiÖt : [kG/cm2] Víi piston lµm b»ng gang : +:HÖ sè gi·n në cña vËt liÖu: chän = 1,07.10-5 [1/k0] + E: M« dun ®µn håi cña vËt liÖu: E = 10.105[kG/cm2] +:ChiÒu dµy ®Ønh piston: = 0,06 m + Px: HÖ sè Poat-Xong: Px = 0,3 +l: HÖ sè dÉn nhiÖt cña vËt liÖu: = 45 [kcal/m.h.0C] + q: MËt ®é dßng nhiÖt tÝnh theo c«ng thøccña A.K.KOSTIN: q= Víi b:hÖ sètÝnh ®Õn sè kú cña ®éng c¬, víi ®éng c¬ 2 kú b =1,78 Cm : tèc ®é trung b×nh cña piston .Cm = 6,81 [m/s] D: §­êng kÝnh xi lanh .D = 42 [cm] = 0,42 [m] : HÖ sè n¹p . =0,95 Ps,Pe : ¸p suÊt kh«ng khÝ tr­íc khi vµo xi lanh vµ ¸p suÊt cã Ých . ge : suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých . [kg/ cv.h] Ts,To : NhiÖt ®é cña kh«ng khÝ tr­íc xi lanh vµ nhiÖt ®é m«i tr­êng [oK] q ==40,75 q = 40,75 [kcal/m2.h] [KG/cm2] øng suÊt tæng : Piston b»ng gang : [kG/cm2] > sT => Piston ®ñ bÒn . II. Trôc khuûu : 1,KÝch th­íc: - §­êng kÝnh cæ biªn: Db= (0,6¸0,75).D=(25,2¸31,5) . Chän Db=28 [cm] - §­êng kÝnh ngoµi cæ trôc: Dc= (0,6¸0,8).D =(25,2¸33,6). Chän Dc = 30 [cm] - ChiÒu dµi cæ biªn:lb=(0,7¸0,8).Db = (19,6¸22,4) . Chän lb = 22 [cm] - ChiÒu dµi cæ trôc:lc =(0,6¸1).Dc = (18¸30). Chän lc = 20 [cm] - ChiÒu dµy m¸ khuûu : h = (0,15¸0,4).D = (6,3¸16,8). Chän h = 12 [cm] ChiÒu réng m¸ khuûu:b = (0,9¸1,5).D = (37,8¸63). Chän b = 50 [cm] - Kho¶ng cÊch gi÷a 2 ®­êng t©m xi lanh : + Víi ®éng c¬ 2 kú: l = (1,3¸1,8).D = (54,6¸75,6). Chän l = 65 [cm] - B¸n kÝnh gãc l­în : + Cæ biªn víi m¸ : r1=(0,1¸0,2).Db =(2,8¸5,6) Chän r1 = 45[cm] + Cæ trôc víi m¸ : r2 = (0,05¸0,07).Dc = (1,4¸1,96). Chän r2 = 1,8 [cm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m m¸ khuûu ®Õn t©m gèi ®ì a : [cm] 2)NghiÖm ®é bÒn: - chØ nghiÖm bÒn cho trôc khuûu t¹i 2 vÞ trÝ nguy hiÓm: 2.1)VÞ trÝ §CT: ChÞu lùc Pz lín nhÊt vµ PJ = 0 Ta cã Pz'= Pz.Fp = 108.851.961,625 = 96986,6 [KG] Trong ®ã Pz lµ ¸p lùc khÝ ch¸y t¸c dông lªn piston Fp lµ diÖn tÝch ®Ønh piston [cm2] Víi ®éng c¬ 2 kú 8 xi lanh, thø tù næ 1-3-7-5-8-6-2-4 cã gãc c«ng t¸c = 450 C¨n cø vµo b¶ng 3 ë phÇn tÝnh to¸n ®éng lùc häc th× lùc tiÕp tuyÕn( lùc cña mét ®¬n vÞ khuûu trôc) ®­îc biÓu thÞ ë b¶ng sau: B¶ng 1: a 180 225 270 315 360 405 450 495 T [KG/cm2] 0 -4,5 -6,12 -7,168 0 20,21 9.919 4,897 §Ó tÝnh to¸n ta lËp b¶ng sau (Pz lÊy ë phÇn tÝnh nhiÖt- phÇn 1): B¶ng2: STT Tªn lùc Gãc quay trôc khuûu Xilanh [kG/cm2] 180 225 270 315 360 405 450 495 1 Pz 108.851 T 0 20,21 9,919 4,897 0 -4,5 -6,12 -7,168 ΣT 0 2 Pz 108.851 T 9,919 4,897 0 -4,5 -6,12 -7,168 0 20,21 ΣT 9,919 3 Pz 108.851 T -7,168 0 20,21 9,919 4,897 0 -4,5 -6,12 ΣT -11,668 4 Pz 108.851 T 20,21 9,919 4,897 0 -4,5 -6,12 -7,168 0 ΣT -5,519 5 Pz 108.851 T -4,5 -6,12 -7,168 0 20,21 9,919 4,897 0 ΣT 6,922 6 Pz 108.851 T 4,897 0 -4,5 -6,12 -7,168 0 20,21 9,919 ΣT 28,9 7 Pz 108.851 T -6,12 -7,168 0 20,21 9,919 4,897 0 -4,5 ΣT 7,319 8 Pz 108.851 T 0 -4,5 -6,12 -7,168 0 20,21 9,919 4,897 ΣT 17,238 C¨n cø vµo b¶ng trªn th× ta thÊy khuûu trôc t¹i xi lanh thø 6 chÞu mét lùc åT = 28,9(kG/cm2) lín nhÊt so víi xi lanh kh¸c . KiÓm tra bÒn cæ biªn. Trong tr­êng hîp khëi ®éng: - ¸p lùc cuèi qu¸ tr×nh ch¸y: Pz'=Pz.Fp = 108.851.961,625 = 96986,6 [KG] - D­íi t¸c dông cña lùc Pz' sinh ra m« men uèn Mu øng suÊt uèn : -M«men uèn: Muzb = = = 655570,5 (kG.cm) -HÖ sè chèng uèn : Wub== 0,1.=0,1.24,53 = 1470,6 (cm3) su zb = = 655570,5 /1470,6 = 455,78 (kG/cm2) øng suÊt xo¾n: -M«men xo¾n: Mx = P.R = åT '.R = 28,9.70 = 2023 (kG.cm) -HÖ sè chèng xo¾n : Wxb = 2.Wub= 2.1470,6 = 2941,2 (cm3) øng suÊt xo¾n txb = = 2023/2941,2 = 0,7 (kG/cm2) øng suÊt tæng : så = = så = 455,78 (kG/cm2) Víi thÐp hîp kim ta cã KG/cm2 => tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn. KiÓm tra cæ trôc: *Ph¶n lùc Pz'/2 sÏ t¹o nªn øng suÊt uèn Muz ®èi víi cæ trôc : - M«men uèn : Muzc = = = 216212 (kG.cm) - HÖ sè chèng uèn cña cæ trôc Wuc : + Víi trôc ®Æc : Wuc = 0,1.Dc3 = 0,1.24,53 = 1470,6 (cm2) øng suÊt uèn : suzc = = =147 (kG/cm2) -HÖ sè chèng xo¾n cña cæ trôc : Wxc Wxc = 2Wuc =2.1470,6= 2941,2 (cm3) øng suÊt xo¾n : txc = (kG/cm2) øng suÊt xo¾n: v× cæ trôc lÊy gièng cæ biªn nªn øng suÊt xo¾n cña cæ trôc vµ cæ biªn lµ nh­ nhau. øng suÊt tæng : så = = så = 147 (KG/cm2) < [så] = 600¸1200 (ThÐp HK) Þ Tho¶ m·n KiÓm tra m¸ khuûu: *øng suÊt uèn: - M«men uèn : Muz = = =1361,745 (kG.cm) - HÖ sè chèng uèn theo chiÒu réng m¸ : Wum = = Wum = 616,3 (cm3) - øng suÊt uèn theo chiÒu réng m¸: suzm = = 1361,745/616,3 suzm = 2,2 (kG/cm2) - HÖ sè chèng uèn theo chiÒu dµy m¸ khuûu: Wyz= = Wyz = 2421 (cm3) - øng suÊt uèn theo chiÒu dµy m¸ khuûu do t¹o nªn: = suzym = 0,4 (KG/cm2). øng suÊt nÐn: do lùc t¹o nªn : = sn =128,5 (KG/cm2) M¸ khuûu chÞu tæng øng suÊt : så = 2,2 + 0,4 + 128,5 = 131 (KG/cm2) Víi thÐp hîp kim (KG/cm2) så < [ sn ] M¸ khuûu ®ñ bÒn. 2.2) Tr­êng hîp nguy hiÓm 2 : Khi trôc khuûu chÞu lùc tiÕp tuyÕn lín nhÊt. Gi¸ trÞ gãc t¹i vÞ trÝ nguy hiÓm 2 c¸ch §CT mét gãc tõ 10 ¸ 30 ®é gãc quay trôc khuûu (kho¶ng c¸ch nµy tuú thuéc vµo kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm chia ë ®å thÞ c«ng). Gi¶ sö kho¶ng c¸ch ®ã lµ 15 ®é th× cø c¸ch mét gãc = gãc th× ta t×m ®­îc trÞ sè cña lùc c¾t vµ b»ng c¸ch lËp b¶ng ( Víi = 45o)  B¶ng 3: a 195 240 285 330 375 420 465 510 T KG/cm2] -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 28,9 12,65 8,69 3,02 Z [KG/cm2] -7,27 -5,18 -0,096 15,94 85,3 3,988 -4,79 -7,17 §Ó tiÖn cho tÝnh to¸n ta lËp b¶ng sau: B¶ng 4: STT Tªn lùc Gãc quay cña trôc khuûu Xi lanh [KG/cm2] 195 240 285 330 375 420 465 510 1 Z -7,27 -5,18 -0,096 15,94 85,3 3,988 -4,79 -7,17 T -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 28,9 12,65 8,69 3,02 ΣT' 0 2 Z -0,096 15,94 85,3 3,988 -4,79 -7,17 -7,27 -5,18 T -5,324 -12,9 28,9 12,65 8,69 3,02 -0,8 -5,65 ΣT' 8,69 3 Z -7,17 -7,27 -5,18 -0,096 15,94 85,3 3,988 -4,79 T 3,02 -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 28,9 12,65 8,69 ΣT' -6,45 4 Z -5,18 -0,096 15,94 85,3 3,988 -4,79 -7,17 -7,27 T -5,65 -5,324 -12,9 28,9 12,65 8,69 3,02 -0,8 ΣT' 6,06 5 Z 3,988 -4,79 -7,17 -7,27 -5,18 -0,096 15,94 85,3 T 12,65 8,69 3,02 -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 28,9 ΣT' 23,326 6 Z 15,94 85,3 3,988 -4,79 -7,17 -7,27 -5,18 -0,096 T -12,9 28,9 12,65 8,69 3,02 -0,8 -5,65 -5,324 ΣT' 47,136 7 Z -4,79 -7,17 -7,27 -5,18 -0,096 15,94 85,3 3,988 T 8,69 3,02 -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 28,9 12,65 ΣT' 20,696 8 Z 85,3 3,988 -4,79 -7,17 -7,27 -5,18 -0,096 15,94 T 28,9 12,65 8,69 3,02 -0,8 -5,65 -5,324 -12,9 ΣT' 28,586 Cæ biªn : øng suÊt uèn: Lùc tiÕp tuyÕn lín nhÊt cña mét xi lanh , biÓu diÔn theo ®¬n vÞ diÖn tÝch piston T = 28,9 (KG/cm2) Lùc tiÕp tuyÕn lín nhÊt cña mét xi lanh : T’ = T.Fp = 28,9 . 961.625 = 27791(KG) Lùc h­íng t©m lín nhÊt cña mét xi lanh biÓu diÔn theo ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston : Z = 85,3 (KG/cm2) - Lùc h­íng t©m lín nhÊt cña mét xi lanh : Z’ = Z.Fp = 85,3. 961,625 = 82026,6 (KG) M« men uèn do lùc tiÕp tuyÕn lín nhÊt : MuzT= T’.l/4 = 27791.52/4 = 361283 (KG.cm) M« men uèn do lùc ph¸p tuyÕn lín nhÊt : Muzz= Z’.l/4 = 82026,6.52/4 = 1066346(KG.cm) øng suÊt uèn do t¸c dông cña m«men MuzT: =361283/1470,6 = 245,67 (KG/cm2) Wub lµ hÖ s« chèng uèn cña cæ biªn . Wub = 1470,6 (cm3) øng suÊt uèn do t¸c dông cña momen Muzz: 1066346 /1470,6 = 725,4(KG/cm2) øng suÊt uèn tæng: = 765,87 (KG/cm2) Lùc tiÕp tuyÕn tæng céng cña c¸c xi lanh ®­îc ph©n bè tr­íc truyÒn tíi; Ta cã: ΣTi-1 = 47,136 (kG/cm2) T = -0,8 (kG/cm2) = 2,2 (KG/cm2) øng suÊt xo¾n: do m« men Mxb’ g©y ra: = 661,42(KG/cm2) Tæng øng suÊt xo¾n : 661,42+ 2,2 = 661,62 (KG/cm2) øng suÊt tæng trong cæ biªn: = 1529 ( kG/cm2) < [sb] = 1000 ¸ 2000 (kG/cm2) b)Cæ trôc : M«men uèn do lùc T’ sinh ra : Muz’=T’.lc/4= 27791.17,15/4 = 119154 (KG.cm) M«men uèn do lùc Z’ sinh ra : Muz’’=Z’. lc /4= 82026,6.17,15/4 = 351689 (KG.cm) Tæng m«men uèn : = 341326 (KGcm) øng suÊt uèn: = 252,5 (KG/cm2) M«men xo¾n cæ trôc : Mxc = T’.R= 27791.70 = 2.106 (KG.cm) øng suÊt xo¾n : = 691 (KG/cm2) øng suÊt tæng trong cæ trôc : = 1405 (KG/cm2) < [sc] = 1000 ¸ 2000 (kG/cm2) => Cæ trôc ®¶m b¶o bÒn. c)M¸ khuûu : - M« men uèn chiÒu réng cña m¸ khuûu do lùc h­íng t©m g©y ra : Muz’=Z’.a/2= 82026,6.13,5/2 = 503680 (KG.cm) - øng suÊt uèn theo chiÒu réng m¸ khuûu : = 717 (KG/cm2) øng suÊt uèn theo chiÒu dµy m¸ khuûu do m«men xo¾n (M’xb+Mxb’’) sinh ra: = 727,4(KG/cm2) Víi Wum vµ Wyz ®· tÝnh ë phÇn m¸ khuûu trõng hîp 1. øng suÊt kÐo do lùc Z’/2 sinh ra: = 90.7 (KG/cm2) Tæng øng suÊt : = 1535 < [sm] VËy m¸ khuûu ®ñ bÒn. III) Xi lanh : KÝch th­íc : Do=(1,25¸1,3)D = (1,25¸ 1,3).42 = (52,5¸54,6). Chän D0 = 54 [cm] - ChiÒu dµy cña tai ®ì : a a = (Do-D)/2 = (54-42)/2 = 6 [cm] - b = (0,03¸0,035)D = (0,03¸0,035).42 =(1,26¸1,47). Chän b = 1,3 [cm] - h’=(0,11¸0,15)D = (0,11¸ 0,15).42 = (4,62¸6,3) . Chän h' = 5 [cm] -= (0,08¸ 0,1)D = (0,08¸ 0,1).42 = (3,36¸4,2). Chän d = 3,8 [cm] -= (0,05¸0,06)D = (0,05¸0,06).42 = (2,1¸2,52). Chän d' = 2,4 [cm] - D = (0,06¸ 0,08)D = (0,06¸ 0,08).42 =(2,52¸3,36). Chän D = 3 [cm] - L = (2,2¸2,4)S = (2,2¸2,4).45 = (99 ¸108 ). Chän L = 105 [cm] - D1 = D+2.D = 42 + 2.3 = 48 [cm] => r1 = D1/2 = 48/2 = 24 [cm] - D2=D+2.=42 + 2.3,8 = 49,6 [cm]=> r2= D2/2 = 49,6/2 =24,8 [cm] - l =(a-)/2 = (6 – 3,8)/2 = 1,1 [cm] 2)TÝnh to¸n ®é bÒn : *)øng suÊt c¬: +NÕu v¸ch máng : Ta gi¶ thiÕt øng suÊt kÐo ph©n bè ®Òu trªn toµn bé chiÒu dµycña v¸ch vµ coi xi lanh nh­ mét v¸ch máng th× ta cã: P = Pz.D.L = 89.168.42.105 = 393230,88 [KG\cm2] Víi Pz : ¸p suÊt ch¸y max. D : §­êng kÝnh xi lanh . L : ChiÒu dµI xi lanh . - øng suÊt c¬ giíi : = 624,18[KG/cm2] Víi ThÐp HK : = 600 [KG/cm2] > sP *)NÕu v¸ch dµy ta cã : - øng suÊt h­íng t©m : -89.168 [KG/cm2] - øng suÊt c¾t : 2720,35 [KG/cm2] v× vµ øng suÊt mÆt trong cña xi lanh : (st)max = st = 2720,35[KG/cm2] *)øng suÊt nhiÖt : [KG/cm2] Víi qt : nhiÖt t¶i cña v¸ch: qt = (6000 + 26.n) Pi = (6000+ 26.227).14,674 = 174649,95 [kcal/m2.h] 663.67 [KG/cm2] : chiÒu dµy v¸ch . *) øng suÊt tæng : =2000 [KG/cm2] Víi gang [så] = (1500 ¸ 2000) [KG/cm2] *) øng suÊt do xiÕt bu l«ng : - Lùc xiÕt bu l«ng : Df = D + a = 42+6= 48 [cm] Víi l=1,5-:-2 : hÖ sè xiÕt bu l«ng . Chän l=1,5. Lùc xiÕt Pd sÏ t¹o nªn øng suÊt uèn , kÐo , c¾t . - øng suÊt kÐo : [KG/cm2] Víi a=100¸ 20o - øng suÊt c¾t : [KG/cm2] - øng suÊt uèn : HÖ sè chèng uèn: W [KG/cm2] - øng suÊt tæng : [så] = 400¸600 [KG/cm2] > så . Tho¶ m·n *)øng suÊt ë r·nh kÝn khÝ : *)øng suÊt t¹i tai xi lanh : =600¸800 [KG/cm2] Víi D2’=D2 +2l= 49,6 + 2.1,1= 51,8 [cm] *)øng suÊt do lùc ngang Nmax=Pz: - M« men uèn : Muz= -øng suÊt uèn : suz < [suz] = 200 ¸ 250 [KG/cm2] Víi b1=L- Lc – c = 48-25-8 = 15 [cm] B2 < Lc= 25. Chän B2 = 20 [cm] §é vâng tuyÖt ®èi do lùc Nmax sinh ra Víi I = 0,05.(D24-D4) =0,05(32,42-27,62)= 1518105,894 [cm4] : m« men qu¸n tÝnh . E = ( 1,6-:-3,15 ). 106 : m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu . Chän E = 3.106 . §é vâng t­¬ng ®èi : IV) N¾p xilanh 1.KÝch th­íc n¾p xilanh 1) Chän vËt liÖu chÕ t¹o n¾p xi lanh lµ thÐp 2) §­êng kÝnh ngoµi. D1 = (1,5 ¸1,8).D LÊy D1 = 1,55.D = 1,6.420 = 672 (mm) 3) §­êng kÝnh vµnh vÞ trÝ bul«ng Dd = (1,4 ¸ 1,6)D LÊy Dd =1,4D = 1,4.420 =588 (mm) §­êng kÝnh lç ®Æt xup¸p d1 = (0,35 ¸ 0,5)D LÊy d1 = 0,35D = 0,35.420 = 147 (mm) 8) §­êng kÝnh lç l¾p vßi phun d2 =(0,12 ¸ 0,16 )D LÊy d2 = 0,13D =0,13.420 =54,6 (mm) 9) §­êng kÝnh lç l¾p van khëi ®éng vµ van an toµn: d3 = (0,15 ¸0,2)D LÊy d3 = 0,15.D = 0,15.420 = 63 (mm) 2.KiÓm tra ®é bÒn cña n¾p xi lanh. - øng suÊt tæng nÐn ë mÆt d­íi n¾p xilanh :s å = snT + snr + snT :øng suÊt nÐn do t¶i träng nhiÖt . snT = 0,0024qd1 q: nhiÖt l­îng truyÒn qua 1 m2 bÒ mÆt q = (6000 + 26.n)Pi = (6000 + 26.170) .20,125 = 209702,5 (kmol/m2.h) snT =0,0024qd1 = 0,0024.209702,5 . 0,2 =100,66 (kG/cm2) + snr :øng suÊt theo chiÒu dµy snr = = =1714(kG/cm2) trong ®ã : E: M«®un ®µn håi cña vËt liÖu E = 2.106 (kG/cm) a : hÖ sè gi·n dµi cña vËt liÖu khi nung nãng a = 12.10-6 D T : hiÖu nhiÖt ®é bÒ mÆt tiÕp xóc víi khÝ vµ n­íc DT = 1000K m : hÖ sè poatx«ng m =0,25 ¸0,45 chän m = 0,3 s å = snT + snr = 100,66 + 1714 = 1814,66 (kG/cm2) < [s] = 2500 (kG/cm2) V)Biªn §Çu nhá Biªn : 1 - §­êng kÝnh trong : phô thuéc vµo ®­êng kÝnh cña chèt piston,chiÒu dµy cña b¹c lãt vµ khe hë gi÷a b¹c lãt víi chèt piston .c«ng thøc tÝnh : dt=dcp+D+ d Trong ®ã : + dcp- lµ ®­êng kÝnh chèt piston: dcp=(0,35¸0,5)D =0.4D =0,36.420 =151,2 (mm) + D khe hë gi÷a b¹c lãt víi chèt piston D=(0,0004¸0,0015)dcp + ®­êng kÝnh trong b¹c ®Çu nhá d1 = dcp = 151,2 (mm) + ®­êng kÝnh ngoµi b¹c ®Çu nhá d2 = 1,1.d1 = 1,1.151,2 = 166,32 (mm) Þ dt = dcp+(d2- d1) = 166,32 (mm) 2 - §­êng kÝnh ngoµi cña ®Çu nhá biªn :dn =1,62dt =1,62.166,32=269,4 (mm) ChiÒu dµi ®Çu nhá thanh truyÒn : ld- ph¶i nhá h¬n kho¶ng c¸ch gi÷a hai bÖ chèt piston Ýt nhÊt 3mm ®Ó tr¸nh t×nh tr¹ng kÑt v­íng khi lµm viÖc : kho¶ng c¸ch gi÷a hai bÖ chèt piston ®­îc tÝnh theo c«ng thøc ; l =(0,5¸ 1,4)dcp =1dcp =151,2 (mm) Þ ChiÒu dµi cña ®Çu nhá thanh truyÒn :ld= 151,2-3 = 148,2 (mm) 3 - ChiÒu dÇy cña ®Çu nhá biªn :s = dn- d1 =269,4-151,2 =118,2 (mm) 4 - TÝnh søc bÒn cho ®Çu nhá biªn : §èi víi ®Çu nhá biªn cã chiÒu dµy lín: (dn/ d1>1,5) Trong qu¸ tr×nh khai th¸c ®éng c¬ øng suÊt t¸c dông lªn ®Çu nhá biªn thay ®æi theo chÕ ®é c«ng t¸c. øng suÊt tæng lín nhÊt t¸c dông lªn ®Çu nhá biªn khi ®éng c¬ lµm viÖc øng víi chÕ ®é qu¸ t¶i vÒ c«ng suÊt, nh­ng ®Çu nhá biªn chÞu øng suÊt kÐo lín nhÊt l¹i øng víi chÕ ®é qu¸ t¶i vÒ vong quay. Øng suÊt kÐo trªn ®Çu nhá ph¸t sinh do lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn t¸c dông ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: sk= Pjmax = mRw2(1 + l)Fp Fp- DiÖn tÝch ®Ønh piston: Fp= 1385,44(cm2) m - Khèi l­îng nhãm piston tÝnh trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh piston, m = 0.02 (kgs2/cm2.m) Pjmax = 0,02.17,972.70.(1+0,25).1385,44 = 11184,7(KG/cm2) + F = ld.s Víi ld = 13,7 (cm) – lµ chiÒu dµi ®Çu nhá thanh truyÒn s = 86,8 (cm) – ChiÒu dÇy ®Çu nhá thanh truyÒn. sk=(KG/cm2) Víi ®Çu nhá thanh truyÒn lµm b»ng thÐp cacbon cã :[sk] = (300¸600)KG/cm2 VËy ®Çu nhá thanh truyÒn tho¶ m·n ®×ªu kiÖn bÒn. Th©n biªn KÝch th­íc th©n biªn: Chän th©n thanh truyÒn cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt ChiÒu dµi th©n thanh truyÒn lµ: Lo= R/l =70/0,25 =560(cm) DiÖn tÝch tiÕt diÖn trung b×nh Ftb=ld.s =13,7.8,68 = 121,52(cm2) TÝnh søc bÒn cho biªn øng víi khi piston n»m ë ®iÓm chÕt trªn: - Lùc khÝ khÝ thÓ tÝnh trªn ®¬n vÞ ®Ønh piston Pz=pz.Fp=108,85.1385,44 =150805 (KG/cm2) - øng suÊt nÐn vµ uèn däc t¹i tiÕt diÖn trung b×nh cña thanh truyÒn : s= . Trong ®ã: + m = 1 (nÕu thanh truyÒn bÞ uèn trong mÆt ph¼ng chuyÓn ®éng l¾c. + C – lµ hÖ sè cã gi¸ trÞ n»m trong kho¶ng (0.0002¸0.0005) hoÆc cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: C= . Víi sy=(Ky=(1.10¸1.15)) + Lo- chiÒu dµi cña th©n thanh truyÒn + i - b¸n kÝnh qu¸n tÝnh (®èi víi thanh truyÒn cã Þ i=560/16=35 s =(KG/cm2) s <=(800¸1200)KG/cm2 Þ Th©n thanh truyÒn ®ñ bÒn TÝnh ®Çu to biªn 1) §­êng kÝnh bu l«ng biªn. §­êng kÝnh trong ®Çu to biªn d =(0,65 ¸ 0,75)D , LÊy d = 0,65.420 = 273 (mm) §­êng kÝnh bul«ng biªn db = (0,15 ¸ 0,22)d, LÊy db = 0,2d = 0,2.273 = 54,6 (mm) 2) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®­êng t©m bu l«ng biªn. Bu l«ng biªn cã kÕt cÊu cè ®Þnh b¹c nªn kháang c¸ch gi÷a hai ®­êng t©m bul«ng biªn: l = (1,1 ¸ 1,45)d , LÊy l = 1,28d = 1,28.273 = 349,44 (mm) 3) ChiÒu cao nöa trªn ®Çu to biªn l1 = (0,65 ¸ 0,75)d = 0,75.273 = 204,75 (mm) 4) ChiÒu cao nöa d­íi cña ®Çu to biªn l2 = (0,5- 0,6).d = 0,6.273=163,8(m) 5) ChiÒu dµy b¹c lãt. d = (0,06 ¸ 0,1)d = 0,09.273 = 24,57 (mm) 6) ChiÒu dµy cña líp hîp kim chÞu mßn S = 1,2 ¸ 3 (mm) .LÊy d = 1,5 (mm) 7) NghiÖm bÒn ®Çu to biªn: Sử dụng c«ng thức Kinax«tsvily: Khi sử dụng c«ng thức này vị trÝ chịu lực và m«men lớn nhất là tại tiết diện A-A do lực Pdb g©y ra. Pdb được x¸c định như sau: Pdb = Rω2[mq(1+λ) + m2 – mn)] trong đã: mn - khối lượng của nắp, và được x¸c định coi như gần đóng như sau: mn = (γ.l2.l3.π.d)/g = (7,848.17.06*13.65 .3,14.1,26)/9,81 = 73,7 (kGs2/m) m2 = 9.95 (kGs2/m) - khối lượng đầu to biªn mq = 0.065 (kGs2/m) → Pdb = 70.17,792.[0.065(1+0,25) + 9.95- 73.7)] = 5143 (kG). Ứng suất tổng lớn nhất t¸c dụng lªn nắp đầu to được x¸c định như sau: trong đã: Wu = l3.l22/6 = 405.5 (cm3) – m«đun chống uốn của nắp đầu to tại A-A Fb = d l3 = 28 (cm2) - diện tÝch tiết diện bạc lãt Fd = l2l3 = 178 (cm2) - diện tÝch tiết diện nắp đầu to tại A-A Ib = l3.d3/12 = 9.3 (cm4 ) – m«men qu¸n tÝnh của tiết diện bạc lãt Id = l3.l23/12 = 2518,75 (cm4 ) – m«men qu¸n tÝnh của tiết diện nắp đầu to tại A-A Kết quả : σΣ = 894 (kG/cm2) < [σΣ] = (6001000) (kG/cm2). Vậy đầu to biªn đủ bền. - Kiểm tra độ biến dạng hướng kÝnh của đầu to biªn: Kiểm tra độ biến dạng hướng kÝnh của đầu to biªn để đảm bảo điều kiện làm việc của mối ghÐp và dễ h×nh thành màng dầu b«i trơn trong mối ghÐp. Độ biến dạng được x¸c định theo c«ng thức sau đ©y: trong đã: Ed = 2.106 (kG/cm2) – m«đun đàn hồi vật liệu chế tạo đầu to biªn Kết quả : ∆d = 0,0011 (cm) = 0,018 (mm) [∆d] = (0,060,1) mm Vậy đầu to biªn đảm bảo điều kiện h×nh thành màng dầu b«i trơn mối ghÐp. VI)SÐc m¨ng. TÝnh kÝch th­íc 1) Khe hë miÖng sÐc m¨ng ë tr¹ng th¸i tù do. A = ( 0,11 ¸ 0,15)D lÊy A = 0,125D = 0,125.420 = 52,5 (mm) 2) ChiÒu dµy h­íng t©m cña sec m¨ng . d = ( ¸ )D lÊy d = .D = 16,8 (mm) 3) ChiÒu cao r·nh sÐc m¨ng. h = (0,6 ¸1) d LÊy h = 0,8d = 0,8.16,8 = 13,44 (mm) 4) Khe hë nhá nhÊt gi÷a r·nh vµ sÐc m¨ng. - ®èi víi secm¨ng ®Çu tiªn : D = ( ¸ )h A LÊy D =h = 0.448(mm) -®èi víi secm¨ng cuèi cïng:D = (¸)h LÊy D = h = 0,192 (mm) KiÓm tra bÒn: 1) øng suÊt uèn vÒ phÝa bÞ kÐo. -sk =3.Pxl( - 1 )2 víi Pxl:tØ ¸p cña secm¨ng t¸c dông lªn bÒ mÆt c«ng t¸c cña xilanh Pxl = 0,5 ¸ 2 lÊy Pxl =1 sk =3.Pxl( - 1 ) = 3.1.( - 1 )2 = 1785,6 (kG/cm2) 2) øng suÊt uèn vÒ phÝa bÞ nÐn. sn = - sk = -sk = -1785,6 = -1934,4 (kG/cm2) 3) øng suÊt cho phÐp cña sec m¨ng. [sn] = 1860 ¸ 3430 (kG/cm2) VËy secm¨ng ®ñ bÒn. VII) Chèt piton. -§­êng kÝnh chèt d =(0,3¸0,5).D=(0,3¸0,5).420=(126¸210) chän d=130 (mm) -§­êng kÝnh trong cña chèt d0 =(0,4¸0,7).d=(0,4¸0,7).130=(52¸91) chän d0 =60(mm) -ChiÒu dµi æ ®ì ®Çu chèt l=(0,45¸0,6).D =(0,45¸0,6).420=(189¸252) chän l=190(mm) -ChiÒu dµi chèt Ln =(0,82¸0,85).D =(0,82¸0,85).420=(344,4¸357) chän Ln =350(mm) - Kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a ®Õ chèt l1 = = =270(mm) - ChiÒu dµi hai mÆt bÝch bÖ ®ì a = = =80(mm) - øng suÊt ph¸t sinh do t¸c dông cña P, Z suz = = = 2,87 (kG/cm2) [s]uz -øng víi thÐp c¸c bon [s]uz = 600 ¸1200 kG/cm2à §¶m b¶o ®é bÒn - øng suÊt c¾t ph¸t sinh khi P Z t¸c dông sCP = = =0.005 (kG/cm2) øng suÊt c¾t cho phÐp [s]CP = 500 ¸600 kG/cm2 > sCP à §¶m b¶o ®é bÒn - Sù t¨ng thªm cña ®­êng kÝnh ngoµi trong m¨t ph¼ng ngang Dd = ; E = 2.106 = = 0,038(mm) Dd = 0,047 < 0,07 à §¶m b¶o ®é bÒn - ¸p suÊt riªng trong æ ®ì tr­ît Kn = = =0,053 kG/cm2 [K]n = 300 ¸ 600kG/cm2 dïng æ kimà §¶m b¶o ®é bÒn - ¸p suÊt riªng trªn æ ®ì Ks = = =4,19 kG/cm2 [K]s = 250¸ 300 kG/cm2 lµm tõ nh«mà §¶m b¶o ®é bÒn VIII.TÝnh kÝch th­íc c¸c cöa khÝ -X©y dùng ®å thÞ thêi gian tiÕt diÖn Dùa vµo ®éng c¬ mÉu chän cöa khÝ d¹ng h×nh ch÷ nhËt 1. S¬ bé x¸c ®Þnh kÝch th­íc cña cöa quÐt - Tæng chiÒu réng cña cöa quÐt §éng c¬ cã c¬ cÊu quÐt th¼ng,tæng chiÒu réng cña cö quÐt bq = 0,7D bq = 0,7.3,14.42 = 92,4 (cm) - ChiÒu cao cña cöa quÐt §éng c¬ thiÕt kÕ mét hµng cöa quÐt cã chiÒu cao hq = 0,1.S hq = 0,1.90 = 9 (cm) - Gãc lÖch a theo h­íng tiÕp tuyÕn Vãi ®éng c¬ quÐt th¼ng mét hµng cöa, a = 200 - Gãc nghiªng b t¹o bëi ®­êng t©m xi lanh víi ®uêng t©m cöa quÐt C¬ cÊu quÐt th¼ng, b = 900 - Sè cöa quÐt thiÕt kÕ cho ®éng c¬ lµ 30 cöa - ChiÒu dµi cña c¸c cöa quÐt lµ, s = 101,6 (cm) C¸c kÝch th­íc c¬ b¶n ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh sau: b a a s 2.S¬ bé x¸c ®Þnh kÝch th­íc cña c¬ cÊu th¶i d1 d2 g=450 ht e d Trong ®ã : d1 = 0,3D = 12,6 (cm) e = 5 (mm) d2 = d1 + 2e = 13,6 (cm) d = 0,2d1 = 2,52 (cm) h = 0,3d1 = 3,78 (cm) g = 450 bt=0,5.3,14.D=65,9 (cm) ht=0,35.S=31,5(cm) 3. X©y dùng ®å thÞ thêi gian tiÕt diÖn cña thêi kú quÐt th¶i §éng c¬ thiÕt kÕ lµ ®éng c¬ hai kú quÐt qua cöa vµ th¶i qua xu p¸p, gãc phèi khÝ thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ. 51030’ 39030’ 91031’ §CD §Ó dùng ®å thÞ thêi gian tiÕt diÖn ta dùng hÖ trôc j - f .Trªn trôc hoµnh biÓu diÏn gãc quay trÞc khuûu j vãi tØ lÖ t­¬ng øng. Trªn trôc tung biÓu diÔn gi¸ trÞ thêi gian tiÕt diÖn còng víi tØ lÖ t­¬ng øng ta dông ®­îc ®å thÞ nh­ sau. ft fq M C H1 A1 j B H §CD D A Trong ®éng c¬ trung tèc th­êng do PH = Pk nªn sau khi më cöa quÐt th­êng cã mét Ýt s¶n vËt ch¸y tho¸t qua cöa quÐt vµo b×nh chøa khÝ quÐt g©y t¨ng nhiÖt ®é vµ lµm bÈn khÝ quÐt ngoµi ra cßn g©y tæn th¸t mét phÇn trÞ sè thêi gian tiÕt diÖn cña cöa quÐt cho sè s¶n vËt ch¸y trªn trë l¹i xilanh giai ®o¹n ®Çu thêi kú quÐt khÝ.V× vËy ph¶i më cña th¶i sím h¬n vµ ®ãng muén h¬n nh»m gi¶m PH .§å thÞ qu¸ tr×nh quÐt ®çi xøng qua §CD vµ vÞ trÝ ®Ønh piston ë §CD trïng víi mÐp d­íi cña cöa quÐt. IX)C¸c th«ng sè trong qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ 1. Qu¸ tr×nh quÐt 1.1 ¸p suÊt kh«ng khÝ quÐt §éng c¬ trung tèc t¨ng ¸p b»ng tua bin khÝ th¶i Pk = 3P0 = 3,099 (kG/cm2) 1.2 NhiÖt ®é khÝ quÐt Do khÝ quÐt kh«ng lµm m¸t trung gian nªn nhiÖt ®é khÝ quÐt nh­ ®· tÝnh ë trªn Tk = 3980K 1.3 HÖ sè d­ l­îng kh«nh khÝ quÐt Víi ®éng c¬ trung tèc hÖ sè kh«ng khÝ quÐt d­ chän lµ jk = 1,5 1.4 HÖ sè quÐt HÖ sè quÐt x¸c ®Þnh bëi c«g thøc j = = = 1,57 2. Qu¸ tr×nh th¶i 2.1 ¸p suÊt khÝ th¶i Víi ®éng c¬ trung tèc th¶i b»ng xu p¸p th× Pb = 4Pk = 12,4 (kG/cm2) 2.2 NhiÖt ®é khÝ th¶i NhiÖt ®é khÝ th¶i Tb = Tk = 398 = 1592 0K 2.3 ¸p suÊt trªn ®­êng èng th¶i ¸p suÊt trªn ®­êng èng th¶i phô thuéc vµo cÊu t¹o cña ®­êng èng th¶i vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. §éng c¬ t¨ng ¸p b»ng tua bin khÝ th¶i Pth = 0,8 Pk = 2,47 (kG/cm2) 2.4 ¸p suÊt trong xilanh lóc b¾t ®Çu më cöa quÐt PH = Pk = 3,099(kG/cm2) 2.5 ¸p suÊt trung b×nh trong xilanh ë thêi kú th¶i c­ìng bøc PN = a(Pk - Pth ) + Pth ; trong ®ã a lµ hÖ sè gi¶m ¸p , ®éng c¬ quÐt th¼ng qua xupap a = 0,6 PN = 0,6(3,099 – 2,47) + 2,47 = 2,84 (kG/cm2) 2.6 ¸p suÊt trong xilanh lóc b¾t ®Çu nÐn Pa = Pk = 3,099 (kG/cm2) 2.7 thÓ tÝch xilanh lóc b¾t ®Çu thêi kú quÐt VN = VH = 112 (dm3) 2.8 NhiÖt ®é s¶n vËt ch¸y trong xilanh ë thêi kú th¶i c­ìng bøc TN = Tb = 11340K X¸c ®Þnh c¸c trÞ sè thêi gian tiÕt diÖn 1. Thêi gian tiÕt diÖn th¶i tù do, gåm cã hai gia ®o¹n 1.1 Thêi gian tiÕt diÖn th¶i sím : l­ ®éng trªn giíi h¹n ( tèc ®é l­u ®éng cña khÝ th¶i lín h¬n tèc ®é truyÒn ©m) , trong ®ã : Vtb = (m3) thÓ tÝch trung b×nh cña xilanh lóc b¾t ®Çu më c¬ cÊu th¶i. m : HÖ sè l­u l­îng cña c¬ cÊu th¶i ë thêi kú th¶i sím, m = 0,7 thay sè cã = 0,00023 (m2.s) Ats ®­îc ®o lµ diÖn tÝch BHH1 trªn ®å thÞ thêi gian tiÕt diÖn Ats = 0,000217 ( m2) kiÓm tra = 0,94 2. Thêi gian tiÕt diÖn cña th¶i c­ìng bøc trong ®ã: R = 0,84779.103 (kG.m/(kmol.®é) Tn = = 702,9 0K k: chØ sè ®o¹n nhiÖt , k= 1,3 yt = 0,89 jk = 1,5 nk :thÓ tÝch riªng cña khÝ th¶i, t×nh theo ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i pkvk = Rtk ; R = 0,84779.103 (kG.m/(kmol.®é) pk = 309,9 (kG/m2) tk = 125 (®é) vËy vk = = = 341,9 (m3/kmol) thay sè : A0t = 0,000149 3. Thêi gian tiÕt diÖn cña qu¸ tr×nh quÐt trong ®ã: k: chØ sè ®o¹n nhiÖt, k = 1,4 yq = 0,72, mq = 0,75 j0 : hÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ quÐt, j0 = 1,5 P0 = 1,033 (kG/c T0 = 3 Aq0 = 0,00247 (m2.s) ®o thêi gian tiÕt diÖn ph©n bè cña thêi kú quÐt trªn ®å thÞ Aq = 0,00235 KiÓm tra = 1,051