double arrow

Расчет дизеля

1.5.1 Тепловой расчет

Теплота сгорания топлива:

Важнейшей характеристикой топлива служит теплота сгорания топлива — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива. Она зависит от элементарного состава топлива применяемого в ДВС.

Низшую теплоту сгорания жидкого топлива можно определить по формуле Д.И. Менделеева:

где QH - низшая теплота сгорания рабочего топлива, МДж/кг;

C, H, О, S и W - массовые доли углерода, водорода, кислорода, серы и воды в топливе.

В нашем случае состав топлива имеет вид:

Н = 12 %; С = 87 %; О = 1 %

Тогда получаем:

Процесс наполнения

Основными параметрами, характеризующими процесс наполнения, являются:

hН - коэффициент наполнения;

gГ - коэффициент остаточных газов;

Ре - давление в конце наполнения;

ТА - температура рабочей смеси;

РГ - давление остаточных газов;

ТГ - температура остаточных газов.

Расчёт процесса наполнения заключается в определении значений этих параметров.

Давление в конце наполнения:

где С2 - наибольшая скорость протекания свежего заряда при открытии выпускных клапанов.

Для определения С2 необходимо знать скорость поступающего заряда C1 через живые сечения клапана:

где F - площадь поршня;

f - площадь сечения полностью открытых впускных клапанов.

Величина k = F/f равна для двигателей средней быстроходности 6-9.

Принимаем k = 8.

Давление в конце наполнения:

Температуру Tк найдем по формуле:

где T'к - температура воздуха перед охладителем - К;

   
- понижение температуры в охладителе (DTкохл = 20…60 oC - в одной секции; DTкохл = 120…150 oC - в двух секциях).  
     
     

119[oC]

 
                   
где To - температура окружающей среды - К;  
Po - давление окружающей среды - Па;  
Pк - давление за компрессором перед ресивером двигателя - Па;  
       
 
  196000[Па].              
P'к - давление воздуха перед охладителем; P'к = (1,3…3,5).105 Па;  
DP'к - потери на сопротивление в охладителе; DP'к = (0,02…0,06).105 Па  
                                                           

Коэффициент остаточных газов для расчёта четырёхтактных двигателей с наддувом определяется по формуле:

где: Dt - повышение температуры воздуха вследствие нагрева его в системе двигателя составляет по опытным данным для четырехтактных дизелей с наддувом 5¸10 °С. Принимаем Dt = 7;

Dt1 - повышение температуры заряда в следствии сжатия:

где n - показатель политропы сжатия в нагнетателе. Величина показателя политропы сжатия для ротационных нагнетателей 1,5-1,8.

Принимаем n = 1,8;

Коэффициент степени сжатия e = 15

При расчёте принимается давление остаточных газов Рг = 1,02...1,06 кг/см2 для тихоходных двигателей и Рг = 1,05...1,15 кг/см2 для быстроходных. Принимаем TГ = 800 К.

При расчёте принимается давление остаточных газов РГ = 1,1 кг/см2.

Температура смеси в конце наполнения определяется по уравнению:

Коэффициент наполнения через коэффициент остаточных газов определяется следующим образом:

где e - степень сжатия;
Тo - температура окружающей среды;
Po - давление окружающей среды;
Та - температура конца наполнения;
Ра - давление в конце всасывания;
Рг - давление остаточных газов.

Процесс сжатия

Основными параметрами, определяющими процесс сжатия, являются:

РА - давление начала сжатия;

ТА - температура начала сжатия;

e - степень сжатия;

n1 - показатель политропы сжатия;

ТC - температура конца сжатия;

РC - давление конца сжатия.

Так как процесс сжатия политропный, то величины, характеризующие начало и окончание его, связаны уравнениями:

Показатель политропы n1=1,37. Выбирается из условия, что для дизелей средней быстроходности n1=1,35¸1,4.

Процесс сгорания

Прежде всего необходимо определить количество воздуха, теоретически необходимого для сгорания 1кг топлива:

Отношение количества воздуха, поступившего в цилиндр, к количеству воздуха, теоретически необходимому, называется коэффициентом избытка воздуха при горении и обозначается a.

Действительное количество воздуха:

Величина a для СОД с наддувом равна 1,6¸2,2.

Принимаем a=1,8.

Мольное количество смеси воздуха и остаточных газов, находящихся в цилиндре до горения:

Количество молей продуктов сгорания:

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

Теплоемкости смеси газов определяют по формулам:

r - мольные концентрации отдельных газов в конце сжатия:
- для азота  

 
          0,790  
- для кислорода             0,2056
- для водяного пара         0,00259    
- для углекислого газа         0,00313    

и - мольные теплоемкости отдельных газов при постоянных объемах и давлениях.

  1) при постоянном объёме:                  
  - для азота m.Сv = 20660 + 2,57. Т= 23456,08 Дж/кмоль.К  
  - для кислорода m.Сv = 21250 + 3,4. Т= 24949,094 Дж/кмоль.К  
  - для водорода m.Сv = 20480 + 1,12. Т= 21698,525 Дж/кмоль.К  
  - для окиси углерода m.Сv = 20750 + 2,82. Т= 23818,072 Дж/кмоль.К  
  - для водяного пара m.Сv = 24540 + 5,44. Т= 30458,55 Дж/кмоль.К  
  - для воздуха m.Сv = 20790 + 2,41. Т= 23412,005 Дж/кмоль.К  
  - для углекислого газа m.Сv = 28280 + 7,91. Т= 36885,833 Дж/кмоль.К  
  2) при постоянном давлении:              
  - для азота m.Сp = 28970 +2,57. Т= 31766,08 Дж/кмоль.К  
  - для кислорода m.Сp = 29560 +3,4. Т= 33259,094 Дж/кмоль.К  
  - для водорода m.Сp = 28790 +1,12. Т= 30008,525 Дж/кмоль.К  
  - для окиси углерода m.Сp = 29060 +2,82. Т= 32128,072 Дж/кмоль.К  
  - для водяного пара m.Сp = 32890 +5,44. Т= 38808,55 Дж/кмоль.К  
  - для воздуха m.Сp = 29100 +2,41. Т= 31722,005 Дж/кмоль.К  
  - для углекислого газа m.Сp = 36650 +7,91. Т= 45255,833 Дж/кмоль.К  
  r - мольные концентрации отдельных газов в конце горения:
-для азота 0,7655
- для кислорода 0,0991
- для водяного пара

 
  0,0613
- для углекислого газа     0,0740
                                 

Температура TZ определяется из уравнения сгорания.

Уравнение сгорания для смешанного цикла имеет вид:

где x - коэффициент использования тепла;

l - степень повышения давления.

Коэффициент использования тепла x учитывает потери тепла, связанные с догоранием части топлива в процессе расширения, теплообмен со стенками камеры сгорания, диссоциацию.

Для СОД x=0,75¸0,92.

Принимаем x = 0,82.

Для судовых среднеоборотных дизелей значение степени повышения давления l = 1,35¸1,55. Принимаем l = 1,4.

36132,6 Дж

27815,7 Дж

TZ=1952,9 К

Степень предварительного расширения определяется зависимостью:

Степень последующего расширения:

Процесс расширения

Основными параметрами определяющими процесс расширения, являются:

TZ - температура начала расширения;

РZ - давление начала расширения;

n2 - показатель политропы расширения;

Tb - температура конца расширения;

Рb - давление конца расширения.

Давление начала расширения равно:

Давление и температура конца расширения:

У выполненных СОД при работе на номинальных режимах показатель политропы расширения n2 =1,2¸1,3. Принимаем n2=1,25.

Процесс выпуска

В связи с тем, что в момент открытия выпускного клапана давление в цилиндре сравнительно высокое, приходится выпускной клапан открывать с некоторым опережением, несколько ранее прихода поршня в НМТ, чтобы избежать большого противодавления на поршень и, кроме того, чтобы ускорить и улучшить очистку цилиндра от остаточных газов.

Ввиду того, что характер колебаний давления газов при выпуске не поддается точному теоретическому подсчету, в расчетах обычно вместо переменного давления используют среднее постоянное давление газов в период выпуска PГ.

Это давление выше давления в выпускной трубе .

По практическим данным можно принять:

Средняя температура отработавших газов для четырёхтактных ДВС - 350¸600 °С.

Построение расчётной индикаторной диаграммы

Теоретическую диаграмму строят по параметрам расчетного цикла, поэтому ее называют также расчетной или проектной.

Построение диаграммы начинают с выбора масштабов Р и V. По оси абсцисс откладывают объёмы м3, а по оси ординат - давление Мн/м2.

Обозначим

где А - объём в точке а, выраженный в мм.

Значения VС, VS и VZ, найдем как

Аналитический способ построения диаграммы:

Точка а – РА=0,09292МПа VA=0,01479м3 ТА=399,45 К;

Точка с – РС=3,796 МПа VC=0,000986м3 ТС=1087 К;

Точка z – PZ=7,032 МПа VZ=0,000986 м3 Тz=1952,9 K;

Точка z’ – PZ=7,032 МПа VZ=0,001259 м3;

Точка b – Pb=0,323 МПа Vb=0,01479м3;

Точка r – Pr=0,113 МПа Vr=0,000986 м3;

Для нормальных соотношений длины высоты диаграмм следует принять величину VS/PZ (в масштабе) в пределах:

Далее проводят ось давлений, атмосферную линию и линию выпуска. Политропу сжатия можно построить аналитическим или графическим способом. Аналитический способ основан на использовании уравнения политропы сжатия:

отсюда

(см. табл. 1.2)

Таблица 1.2

Va 0,01479 м3  
Pa 0,09292 МПа  
Vi (м3) Pi (Па)
№ точки    
  0,01479  
  0,013311  
  0,011832  
  0,010353  
  0,008874  
  0,007395  
  0,005916  
  0,004437  
  0,002958  
  0,001479  
  0,000986  

При построении диаграммы цикла смешанного сгорания положение точки z’ определяется координатами (VC; b; PZ).

Кривую расширения строят аналогично кривой сжатия.

Из уравнения политропы расширения получают:

(см. табл. 1.3)

Таблица 1.3

Vb 0,01479017 м3  
Pb 0,3235314 МПа  
№ точки    
Vi (м3) Pi (Па)
  0,00126  
  0,002958  
  0,004437  
  0,005916  
  0,007395  
  0,008874  
  0,010353  
  0,011832  
  0,013311  
  0,01479  

Вычислив ряд значений Рi, строим кривую политропы расширения. Далее, выбрав Рr, откладываем его в масштабе и проводим линию выпуска (рис.12).

Рис.1.6 Индикаторная диаграмма дизеля

Спланиметрировав участок acz’zba диаграммы, получим ее площадь F, по которой найдем среднее теоретическое индикаторное давление:

Pi`2=0,571 МПа

Аналитически определим среднее теоретическое индикаторное давление для цикла смешанного сгорания:

Сопоставляем значения , вычисленные по формулам, приведенным ранее.

Расхождение ΔPi`=3,4%.

Среднее индикаторное давление с учётом поправки на полноту диаграммы:

где j=0,95¸0,98. Принимаем j=0,97.

Параметры, характеризующие рабочий цикл

К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление РС эффективный расход топлива gе, эффективный КПД hе, а также приводятся диаметр цилиндра D и ход поршня.

Среднее эффективное давление РС найдём так:

Согласно опытным данным, механический КПД hМ при работе на номинальной мощности для судовых четырехтактных ДВС равен 0,89¸0,91. Принимаем hМ=0,9.

Удельный индикаторный расход топлива определим следующим образом:

Удельный эффективный расход топлива:

Индикаторный КПД:

или 41,4%

Эффективный КПД:

или 37,2%

Диаметр цилиндра определим по формуле:

Диаметр цилиндра принимаем в соответствии с рекомендуемым нормальным рядом. Принимаем D=0,26м.

Ход поршня:

Проверяем отношение S/D=1. Оно находится в пределах, нормируемых ГОСТ.


1.5.2 Динамический расчет

Диаграмма движущих усилий

Удельные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) и отнесенные к единице площади поршня Р (Н/м2), можно подразделить на четыре группы:

- удельные силы, образующиеся от давления газов на поршень PГ,

- удельные силы тяжести движущихся частей РВ,

- удельные силы инерции поступательно движущихся частей In,

- удельные силы трения в механизме двигателя РT.

Давление газов на поршень РГ - величина переменная и при любом положении мотыля может быть определена по развернутой индикаторной диаграмме.

Силу тяжести РВ можем определить по формуле:

где m - масса поступательно движущихся частей (определяется по опытным данным);

F - площадь поршня.

Удельные силы инерции поступательно движущихся масс определяют как произведение удельной массы поступательно движущихся частей, отнесенной к единице пощади поршня mn (кг/м2) на их ускорение а (м/с2).

Удельные значения массы поступательно движущихся частей для предварительных расчетов mn = (400¸800), принимаем mn=600 кг/см2.

При построении диаграммы движущих усилий в качестве оси абсцисс принимают атмосферную линию и строят развернутую индикаторную диаграмму.

Вниз от атмосферной линии откладывают удельную силу тяжести движущихся частей и проводят пунктирную линию.

Вычислив по формуле ряд значений In, откладывают их от пунктирной линии с сохранением направления, то есть при направлении силы удельной инерции вверх, ординату In также откладывают вверх, и наоборот. Соединив концы ординат, получим кривую сил инерции.

С достаточной степенью точности кривую удельных сил инерции можно построить по способу Толле, для чего следует отложить расстояние АВ в масштабе абсцисс развернутой индикаторной диаграммы, а затем из точки А в масштабе ординат развернутой диаграммы отложить удельную силу инерции в ВМТ (верхней мертвой точке) Ino равную:

где: R - радиус мотыля;

Величина l находится в пределах 1/3,5¸1/5,5. Принимаем l=1/4.

Средняя угловая скорость вращения коленчатого вала w равна:

где n - число оборотов в минуту, 750 об/мин.

Па

В том же масштабе из точки В вниз откладывают удельную силу инерции в НМТ:

Точки С и D соединяют прямой. Из точки пересечения CD с АВ откладывают вниз в принятом масштабе ординат величину EF= .

Точку F соединяют прямыми с точками С и D. Линии CF и FD делят на одинаковое число равных частей и соединяют точки одного и того же номера прямыми. Через точки С и D по касательным и прямым, соединяющим одинаковые номера, проводят главную огибающую линию, которая и будет кривой удельных сил инерции. Результаты расчета заносим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

Угол поворота коленчатого вала, град. Текущий объем в цилиндре, м3 Удельная сила инерции поступательно движущихся масс, Па
  0,000000 -577371,86
  0,000320 -544111,06
  0,001097 -464796,57
  0,002465 -330871,83
  0,003969 -192457,29
  0,005882 -31434,23
  0,007592 96228,64
  0,009442 214227,56
  0,010871 288685,93
  0,012200 342747,13
  0,013052 368567,93
  0,013640 381886,36
  0,013804 384914,57
  0,013589 380898,02
  0,013052 368567,93
  0,012054 337588,49
  0,010871 288685,93
  0,009222 201363,93
  0,007592 96228,64
  0,005637 -51014,53
  0,003969 -192457,29
  0,002270 -349463,80
  0,001097 -464796,57
  0,000245 -551816,05
  0,000000 -577371,86
  0,000320 -544111,06
  0,001097 -464796,57
  0,002465 -330871,83
  0,003969 -192457,29
  0,005882 -31434,23
  0,007592 96228,64
  0,009442 214227,56
  0,010871 288685,93
  0,012200 342747,13
  0,013052 368567,93
  0,013640 381886,36
  0,013804 384914,57
  0,013589 380898,02
  0,013052 368567,93
  0,012054 337588,49
  0,010871 288685,93
  0,009222 201363,93
  0,007592 96228,64
  0,005637 -51014,53
  0,003969 -192457,29
  0,002270 -349463,80
  0,001097 -464796,57
  0,000245 -551816,05
  0,000000 -577371,86

По полученным данным строим диаграмму движущих усилий (рис.1.7).

Рис. 1.7 Диаграмма движущих усилий

Диаграмма касательных усилий

Удельная сила, действующая на 1 м2 площади поршня, будет равна соответствующей ординате из диаграммы движущих сил, умноженной на масштаб ординат.

Удельную силу Р раскладывают на две составляющие - нормальную РН и по оси шатуна РШ:

Удельную силу, действующую по оси шатуна, так же раскладывают на две составляющие: радиальную РР и касательную РК:

Объединив эти формулы получим:

Значение величины , , Рк, Рр для различных углов поворота мотыля a представлены в табл.1.5.

Таблица 1.5

Угол a о Отношение R/L=1/5 Рк Угол a о Отношение R/L=1/4 Pp
       
          -0,20337
  0,321 -0,0544   0,949 -0,16082
  0,608 -0,09079   0,803 -0,11991
  0,832 -0,09757   0,58 -0,06801
  0,975 -0,07322   0,308 -0,02313
  1,029 -0,02566   0,018 -0,00045
    0,029667   -0,258 -0,00765
  0,902 0,057578   -0,499 -0,03185
  0,755 0,058638   -0,692 -0,05375
  0,58 0,051639   -0,834 -0,07425
  0,391 0,038201   -0,929 -0,09076
  0,196 0,020208   -0,983 -0,10135
           
  0,196 -0,01323   -0,983 0,066353
  0,391 -0,0416   -0,929 0,098846
  0,58 -0,06351   -0,834 0,091323
  0,755 -0,08914   -0,692 0,081702
  0,902 -0,12339   -0,499 0,068263
    -0,1559   -0,258 0,040222
  1,029 -0,20162   0,018 -0,00353
  0,975 -0,31268   0,308 -0,09878
  0,832 -0,52671   0,58 -0,36718
  0,608 -0,83039   0,803 -1,09671
  0,321 -0,88067   0,949 -2,60361
          -3,8442
  0,321 1,776446   0,949 5,251861
  0,608 2,570502   0,803 3,394923
  0,832 1,894242   0,58 1,320505
  0,975 1,29623   0,308 0,409476
  1,029 0,900066   0,018 0,015745
    0,650633   -0,258 -0,16786
  0,902 0,470303   -0,499 -0,26018
  0,755 0,328324   -0,692 -0,30093
  0,58 0,222507   -0,834 -0,31995
  0,391 0,138531   -0,929 -0,32914
  0,196 0,066464   -0,983 -0,33334
           
  0,196 -0,02538   -0,983 0,127299
  0,391 -0,04859   -0,929 0,115444
  0,58 -0,06705   -0,834 0,09641
  0,755 -0,0787   -0,692 0,072129
  0,902 -0,08154   -0,499 0,04511
    -0,05623   -0,258 0,014508
  1,029 -0,00168   0,018 -2,9E-05
  0,975 0,04732   0,308 0,014948
  0,832 0,075462   0,58 0,052606
  0,608 0,074642   0,803 0,098582
  0,321 0,045871   0,949 0,135612
          0,1768

При построении диаграммы касательных усилий по оси абсцисс откладывают углы поворота радиуса мотыля, а по оси ординат значения РK, соответствующим этим углам (рис. 1.8).

Рис.1.8 Диаграмма касательных усилий

Отрезок, равный основанию диаграммы движущих усилий, разбивают на участки по 15°. Для учета поправки Брикса (рис.1.9) берут отрезок АВ, равный одному ходу поршня в масштабе чертежа развернутой индикаторной диаграммы. Проводят полуокружность радиусом R и вправо от центра О откладывают поправку Брикса:

R=0.013

Из точки О' через каждые 15° проводят прямые до пересечения с полуокружностью. Спроецировав полученные точки пересечения на основание АВ, получим различные положения поршня с учетом влияния конечной длины шатуна, которые наносим на диаграмму движущих усилий. Для участков сжатия и выпуска величину GO' откладывают влево от ВМТ.

Рис.1.9 Поправка Брикса

Далее снимают с диаграммы движущих усилий величины Р для 15°, 30°, 45° и т.д. (табл.4, рис.13), с учетом поправки Брикса

Затем, вычисляют значения РК и откладывают их в масштабе по вертикали на отрезке оси ОХ из точек, соответствующих тем же углам поворота радиуса мотыля (табл.1.5, рис.1.8).

Ординату наивысшей точки диаграммы, соответствующей концу горения, определяют следующим образом. Из точки Z опускают перпендикуляр на ось абсцисс, который продолжают до пересечения с полуокружностью. Затем полученную точку соединяют с центром О' и измеряют угол a1. Далее значение РК для угла a1 определяют обычным способом (рис.1.7). Для дизелей наибольшее значение PК достигает при a1=18¸26° за ВМТ.

a1=20,5340, Рк=0,9275 МПа

Соединив концы отмеченных ординат плавной кривой, получим диаграмму удельных касательных усилий. Знак удельной силы РК считается положительным, если направление РК совпадает с направлением движения поршня, и отрицательным, если РК направлена в сторону, противоположную его перемещению. При положительном значении РК силы, действующие в механизме, будут являться движущими, а при отрицательном - силами сопротивления.

Площадь диаграммы удельных касательных усилий есть величина, пропорциональная работе касательной силы за один цикл. Силы инерции изменяют только форму диаграммы, а площадь ее остается неизменной, так как работа этих сил за полный цикл равна нулю.

Суммарная диаграмма касательных усилий

Изменение касательного усилия всего двигателя представляется суммарной диаграммой касательных усилий, которая для всех цилиндров может быть построена путем суммирования ординат кривых касательных усилий от всех цилиндров, сдвинутых по отношению друг к другу на угол a0 - угол поворота радиуса мотыля между двумя последовательными вспышками.

Угол a0 из условия равномерности вращения коленчатого вала принимается для четырёхтактных двигателей равным a0=720о/i = 720/6 =1200.

Для построения суммарной диаграммы основание диаграммы касательных усилий делят на участки, соответствующие углу оборота мотыля между двумя последовательными вспышками.

Далее каждый участок делят на одинаковое число равных отрезков и нумеруют их.

Ординаты кривой, соответствующие одним и тем же номерам точек, графически суммируют, в результате чего находят ординаты суммарной кривой касательных усилий.

Соединив концы ординат, получим кривую одного участка. На остальных участках кривая будет повторяться (табл.1.6, рис.1.10).

Таблица 1.6

№ТОЧКИ Соответствует градусам Рк сумм, Па
  15,135,255,375,495,615  
  30,150,270,390,510,630  
  45,165,285,405,525,645  
  60,180,300,420,540,660  
  75,195,315,435,555,675  
  90,210,330,450,570,690  
  105,225,345,465,585,705  
     
начало 120,240,480,600  
конец 120,240,480,600  

Рис.1.10 Суммарная диаграмма касательных усилий

На суммарную диаграмму касательных усилий наносят линию сопротивления приводимого в действие агрегата (гребной винт, электрогенератор). Постоянная удельная сила сопротивления tС находится из уравнения:

Определение махового момента и главных размеров маховика

Из диаграммы касательных усилий видно, что в каждый момент прохождения цикла суммарное значение касательного усилия будет изменяться как по величине, так и по направлению. Следовательно и вызванный этим усилием крутящий момент так же не останется постоянным. Это означает, что коленчатый вал вращается неравномерно.

Неравномерности вращения характеризуются степенью неравномерности:

где wmax - максимальная угловая скорость за цикл, с-1;

wmin - минимальная угловая скорость за цикл, с-1;

wcp - средняя угловая скорость, равная:

Рекомендуемые значения степенью неравномерности при номинальном режиме работы двигателей лежат в следующих пределах d=(0,025...0,05). Принимаем d=0,33.

Вес и размеры маховика можно определить из выражения махового момента двигателя:

G - вес маховика, кг;

dm - диаметр окружности, проходящий через центр тяжести маховика;

JМ - момент инерции вращения маховика.

где J - момент инерции массы всех вращающихся частей шатунно-мотылевого механизма, приведенный к шейке мотыля;

JДВ - момент инерции массы движущихся частей двигателя.

Значение J может быть определено из выражения:

где VS - объем, описываемый поршнем за один ход и равный:

FДmax, FДmin - наибольшее и наименьшее действительное значение алгебраической суммы отрицательных и положительных площадок суммарной диаграммы касательных усилий.

=(18.826-1.179)/ltc×10-4

Значения РДmax и РДmin определяются с учетом анализа полученных сумм и масштаба диаграммы.

Диаметр DМ определяется из уравнения:

=0,65м

Диаметр должен быть выбран из расчета, чтобы окружная скорость на внешней окружности обода чугунного маховика не превышала 25...30 м/с, а стального - 40¸45 м/с.

=25,5 м/с

=7,878 кг·м2

G=62,35 кг

Вес обода:

Полный вес маховика:

Материал выбранного маховика – чугун.
1.5.3 Прочностной расчет

Определим наиболее нагруженный мотыль в первом опасном сечении – табл.1.7 и втором опасном сечении – табл.1.8.

Таблица 1.7

Определение наиболее нагруженного мотыля и сил, действующих на него в первом опасном положении.  
 
№ мотыля МПа Углы поворота мотыля, град Порядок вспышек  
                         
  PK 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814    
PP -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297  
  PK 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994    
SPK 0,6006 -0,1052 -0,0194 0,0814 -0,3342 -0,2348 0,2886 0,7994 0,2664 -0,1296 -0,3080 0,8808  
PP -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914  
  PK -0,3080 0,0814 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000    
SPK 0,2926 -0,0238 -0,0194 -0,0238 -0,0456 -0,2348 -0,0456 0,6698 0,2664 0,6698 0,2926 0,8808  
PP -0,2582 -0,0297 -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860  
  PK 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000    
SPK 1,0920 0,5768 -0,0194 -0,3318 0,0358 -0,2348 -0,1509 0,9584 0,2664 0,3356 0,1630 0,8808  
PP 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144  
  PK 0,0814 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080    
SPK 1,1734 0,5768 -0,1246 -0,0432 0,0358 -0,5690 -0,2804 0,9584 1,0658 0,9362 0,1630 0,5729  
PP -0,0297 -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582  
  PK 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000 -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006    
SPK 1,1734 0,2688 -0,0432 -0,0432 -0,0694 -0,2804 -0,2804 0,6242 0,9362 0,9362 0,9625 1,1734  
PP -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4952 -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 1,0682 0,5574 -0,0432 -0,3774 -0,1990 -0,2804 0,5190 1,2248 0,9362 0,6282 1,0439 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 0,9630 0,8459 -0,0432 -0,7116 -0,3286 -0,2804 1,3184 1,8254 0,9362 0,3203 1,1253 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 0,8578 1,1345 -0,0432 -1,0458 -0,4582 -0,2804 2,1178 2,4259 0,9362 0,0123 1,2067 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 0,7526 1,4231 -0,0432 -1,3800 -0,5877 -0,2804 2,9172 3,0265 0,9362 -0,2957 1,2881 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 0,6474 1,7116 -0,0432 -1,7143 -0,7173 -0,2804 3,7167 3,6271 0,9362 -0,6036 1,3695 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
  PK -0,1052 0,2886 0,0000 -0,3342 -0,1296 0,0000 0,7994 0,6006 0,0000 -0,3080 0,0814 0,0000    
SPK 0,5422 2,0002 -0,0432 -2,0485 -0,8469 -0,2804 4,5161 4,2277 0,9362 -0,9116 1,4509 1,1734  
PP -0,0383 -0,2419 -0,4671 -0,2802 0,0472 3,0144 0,2914 -0,5035 -0,6860 -0,2582 -0,0297 -0,4703  
Наибольшая радиальная сила 3,0144 МПа  
 
Наибольшее касательное усилие, передаваемое от других цилиндров 0,9584 МПа  
 
Наиболее нагруженный мотыль      

Таблица 1.8

<

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


Определение наиболее нагруженного мотыля и сил, действующих на него в первом опасном положении.  
 
№ мотыля МПа Углы поворота мотыля, град Порядок вспышек  
                         
  PK -0,1924 0,1097 0,2269 -0,1448 -0,3287 -0,0988 0,9256 0,7789 0,3904 -0,1476 -0,2565 0,2107    
PP -0,3894 -0,0066 -0,3786 -0,4537 -0,1159 0,0986 1,8730 -0,0466 -0,6516 -0,4624 -0,0904 -0,2102  
  PK 0,3904 -0,1476 -0,2565 0,2107 -0,1924 0,1097 0,2269 -0,1448 -0,3287 -0,0988 0,9256 0,7789    
SPK 0,1979 -0,0379 -0,0296 0,0659 -0,5211 0,0109 1,1524 0,6341 0,0617 -0,2464 0,6691 0,9896  
PP -0,6516 -0,4624 -0,0904 -0,2102 -0,3894 -0,0066 -0,3786 -0,4537 -0,1159 0,0986 1,8730 -0,0466  
  PK -0,2565 0,2107 -0,1924 0,1097 0,2269 -0,1448 -0,3287 -0,0988 0,9256 0,7789 0,3904 -0,1476    
SPK -0,0585 0,1728 -0,2221 0,1755 -0,2943 -0,1340 0,8237 0,5352 0,9873 0,5325 1,0594 0,8420  
PP -0,0904 -0,2102 -0,3894 -0,0066 -0,3786 -0,4537 -0,1159 0,0986 1,8730 -0,0466 -0,6516 -0,4624