Расчет деталей кривошипно-шатунного механизма

Расчет деталей поршневой группы

Поршневая группа двигателя включает поршень, поршневой палец, поршневые кольца и детали крепления пальца (стопорные кольца, грибки).

Расчет поршня

Исходные данные:

- Диаметр цилиндра D = 110 мм;

- Максимальное давление сгорания Рzmax = 6,57 МПа;

- Максимальная нормальная сила Nmax = 2881 Н;

- Масса поршневой группы mпг = 2,38 кг;

- Максимальная частота вращения холостого хода nmax = 1850 мин-1;

- Высота поршня Н = 125 мм;

- Высота юбки поршня hю = 72 мм;

- Радиальная толщина кольца t = 5,0 мм;

- Радиальный зазор кольца в канавке ∆t = 0,75 мм;

- Высота верхней межкольцевой перемычки hп = 5,05 мм;

- Число масляных каналов nм = 10;

- Диаметр масляных каналов d = 2,5 мм.

Материал поршня – алюминиевый сплав,

;

Материал гильзы – чугун специальный,

.

Рис.4. Расчетная схема поршня.

Определяем площадь сечения А – А.

;

где

Максимальная сжимающая сила:

Напряжение сжатия:

Максимальная угловая скорость холостого хода:

Масса поршневой головки с кольцами, расположенными выше сечения

А – А:

Максимальная разрывающая сила:

Определяем напряжение разрыва:

Определяем напряжение в верхней межкольцевой перемычке.

Напряжение среза:

Напряжение изгиба:

Суммарное (третья теория прочности):

Определяем удельное давление поршня на стенки цилиндра:

Диаметры головки и юбки поршня в холодном состоянии:

где ∆г и ∆ю – соответственно теоретические диаметральные зазоры для верхнего и нижнего торцов поршня.

Диаметральные зазоры в горячем состоянии:

где Тц 380 º К (температура стенок цилиндров).

Тг – температура головки поршня.

Тг = 473 .723 º К 490 º К

Тю – температура юбки поршня.

Тю 420 º К.

Расчет поршневого кольца

Кольца чугунные, СЧ20.

Определяем среднее давление кольца на стенку цилиндра:

где Е = 1·105 МПа – модуль упругости материала поршневого кольца (СЧ20);

Ж – раствор замка (разность зазоров в замке кольца в свободном его состоянии и min допускаемого).

σпк – радиальная толщина кольца Sпк = 4,5 мм

Уmax = 1,6 .1,8.

Давление кольца на стенку цилиндра в любой точке:

Рφ – сводим в таблицу.

Форма кольца в свободном состоянии, обеспечивающая требуемый характер распределения давления:

Еще о транспорте:

Сущность полирования
Задачей процесса полирования является устранение следов предшествующей обработки и различных поверхностных неровностей (штрихов, царапин, неглубоких раковин и других дефектов) с целью получения гладкой поверхности, обладающей высокой способностью отражения света. Наиболее широко применяется полиров ...

Выбор передаточного числа РП тормоза
Необходимое усилие по штоку ТЦ и передаточное число РП можно определить методом подбора, как двух взаимосвязанных величин, учитывая следующие соображения. При сравнительно большом п можно применить компактный ТЦ с малым диаметром и тормозное оборудование меньшего веса. Однако в таких случаях получа ...

Разработка организационно - технических мероприятий по повышению эффективности работы станции
Расчет эффективности. Определяем экономию эксплуатационных расходов на станции от увеличения производительности маневрового локомотива на 20% и уменьшения простоя вагонов на 5%. 1) Определяем экономию эксплуатационных расходов от увеличения производительности маневрового локомотива: (ваг/локчас) ( ...