Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Tính bền và vẽ trục khuỷu
TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT LỜI NÓI ĐẦU Động đốt loại máy đời từ sớm, nói giúp người tiến lên bậc lịch sử phát triển từ xuất bước giải phóng lao động chân tay cho người với suất làm việc cao Cho đến ngày loại máy tạo nhiều giá trị mặt kinh t ế t ương lai tiếp tục cải tạo phát triển Là sinh viên thuộc khoa Cơ khí ĐH GTVT em giao thực TKMH môn Động Cơ Đốt Trong với nội dung tính bền & vẽ trục khuỷu Do trình độ có hạn nên q trình thực khơng thể chánh khỏi sai sót em mong quan tâm giúp đỡ thầy cô Bộ môn: Động Cơ Đốt Trong để em hồn thiện tốt mơn học sau Nhân em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Xuân Thiệp Bộ môn giúp đỡ để em hoàn thành TKMH Sinh viên Tạ Ngọc Tuyên TKMH ĐCĐT TẠ NGỌC TUYÊN MỤC LỤC THIẾT KẾ MƠN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN Các thông số bản: Kiểu động Đường kính xi lanh (mm) D Hành trình Piston(mm) S Số xi lanh i Công suất Ne Tỷ số nén ε Số vòng quay n Suất tiêu hao nhiên liệu ge(g/ml.h) Xupap nạp mở sớm ϕl 3DN88 88 100 30 Mã lực 18 2600 vịng/phút 185 140 Xupap nạp đóng muộn ϕ2 Xupap thải mở sớm ϕ3 520 580 Xupap thải đóng muộn ϕ4 160 Góc phun sơm ϕs Áp suất cuối hành trình nạp pa Áp suất khí sót pr Áp suất cuối hành trình nén pc Áp suất cực đại pz 170 0,086MPa 0,12MPa 4,355MPa 6,445MPa Áp suất cuối hành trình giãn nở pb 0,285MPa Khối lượng nhóm piston Mpt Khối lượng nhóm truyền Mtt 0,58 kg 1,2 kg TẠ NGỌC TUN TKMH ĐCĐT TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN Động học động lực học môn học dùng phương pháp quan điểm học để nghiên cứu quy luật chuyến động, chịu lực chi tiết máy cấu khuỷu trục truyền, trạng thái dao động, dao động xoắn hệ trục Các động đại có số vịng quay cao, gây nên lực qn tính lớn, có vượt xa trị số lực khí thể Lực quán tính tác dụng lên cấu khuỷu trục truyền gây nên ứng suất l ớn, làm hư hỏng chi tiết máy Ngồi lực qn tính cịn có tác dụng kích thích khiến cho chi tiết cấu khuỷu trục truy ền phát sinh dao động Tính tốn động lực học cấu khuỷu trục truyền nhằm mục đích xác định lực hợp lực lực quán tính lực khí thể tác dụng lên chi tiết vị trí trục khuỷu để phục vụ cho việc tính tốn sức bền, nghiên cứu trạng thái mài mịn chi tiết máy cân động I/ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN: Nghiên cứu quy luật chuyển động Piston nhiệm vụ ch ủ y ếu động học Để tiện nghiên cứu, ta giả thiết trình làm việc trục khuỷu quay với tốc độ không đổi Đối với động cao tốc ngày tốc độ vòng quay cao nên trạng thái công tác động ổn định thay đổi tốc độ góc khơng đồng vủa mơmen động sinh khơng lớn Vì gi ả thiết g ần với thực tế 1- Các thông số bản: Từ số liệu cho ta có: Bán kính quay trục khuỷu: R = Chiều dài truyền : L = S = = 50 mm = 0,05m R = = 200 mm = 0,2 m λ λ tham số kết cấu( ta chọn λ= 0.25 ) Vận tốc góc trục khuỷu: ω = π n π 2600 = = 272,13(rad/s) 30 30 2- Chuyển vị pitông: S = R[(1-cosα) + λ (1-cos2α)] (mm) S - độ chuyển vị pittơng R- bán kính quay trục khuỷu; - tham số kết cấu w- góc quay trục khuỷu -Ta có: St = S1+ S2; Trong đó: TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT S1 = R(1-cos ) độ dịch chuyển cấp ; λ S2 = R .(1-cos2) độ dịch chuyển cấp BẢNG TÍNH ĐỘ ĐỊCH CHUYỂN CỦA PISTON Bảng 01: Đồ thị chuyển vị piston : α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 1-cosα 0.000 0.015 0.060 0.134 0.234 0.357 0.500 0.658 0.826 1.000 1.174 1.342 1.500 1.643 1.766 1.866 1.940 1.985 2.000 1.985 1.940 1.866 1.766 1.643 1.500 1.342 1.174 1.000 0.826 0.658 0.500 0.357 0.234 0.134 0.060 0.015 s1 (mm) 0.000 0.760 3.015 6.699 11.698 17.861 25.000 32.899 41.318 50.000 58.682 67.101 75.000 82.139 88.302 93.301 96.985 99.240 100.000 99.240 96.985 93.301 88.302 82.139 75.000 67.101 58.682 50.000 41.318 32.899 25.000 17.861 11.698 6.699 3.015 0.760 1-cos2α 0.000 0.060 0.234 0.500 0.826 1.174 1.500 1.766 1.940 2.000 1.940 1.766 1.500 1.174 0.826 0.500 0.234 0.060 0.000 0.060 0.234 0.500 0.826 1.174 1.500 1.766 1.940 2.000 1.940 1.766 1.500 1.174 0.826 0.500 0.234 0.060 s2 (mm) 0.000 0.151 0.585 1.250 2.066 2.934 3.750 4.415 4.849 5.000 4.849 4.415 3.750 2.934 2.066 1.250 0.585 0.151 0.000 0.151 0.585 1.250 2.066 2.934 3.750 4.415 4.849 5.000 4.849 4.415 3.750 2.934 2.066 1.250 0.585 0.151 s 0.000 0.910 3.600 7.949 13.764 20.795 28.750 37.314 46.167 55.000 63.532 71.516 78.750 85.074 90.368 94.551 97.570 99.391 100.000 99.391 97.570 94.551 90.368 85.074 78.750 71.516 63.532 55.000 46.167 37.314 28.750 20.795 13.764 7.949 3.600 0.910 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT 360 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 đồ thị chuyển vị pittong 120.000 100.000 chuyển vị x 80.000 s1 60.000 s2 s 40.000 20.000 0.000 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 góc 3/ Vận tốc pitơng Để tính vận tốc chuyển động piston ta đạo hàm chuyển vị S theo thời gian ta vận tốc pitông V λ V = Rω(sinα + sin2α) (m/s) Trong đó: V - vận tốc piston (m/s); R- bán kính quay trục khuỷu; - tham số kết cấu; - góc quay trục khuỷu; ω- tốc độ góc trục khuỷu Ta có: V= V1 +V2 V1= Rω.sin -Vận tốc cấp 1; λ V2 = Rω .sin2 - Vận tốc cấp TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT Ta vẽ đồ thị V- biểu diễn vận tốc Piston phụ thuộc vào góc quay trục khuỷu Trục tung biểu thị vận tốc piston, trục hồng biểu thị góc quay trục khuỷu Ta có đồ thị hình α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 sinα 0.000 0.174 0.342 0.500 0.643 0.766 0.866 0.940 0.985 1.000 0.985 0.940 0.866 0.766 0.643 0.500 0.342 0.174 0.000 -0.174 -0.342 -0.500 -0.643 -0.766 -0.866 -0.940 -0.985 -1.000 -0.985 -0.940 -0.866 -0.766 -0.643 -0.500 -0.342 -0.174 0.000 v1 0.000 2.363 4.654 6.803 8.746 10.423 11.784 12.786 13.400 13.607 13.400 12.786 11.784 10.423 8.746 6.803 4.654 2.363 0.000 -2.363 -4.654 -6.803 -8.746 -10.423 -11.784 -12.786 -13.400 -13.607 -13.400 -12.786 -11.784 -10.423 -8.746 -6.803 -4.654 -2.363 0.000 sin2α 0.000 0.342 0.643 0.866 0.985 0.985 0.866 0.643 0.342 0.000 -0.342 -0.643 -0.866 -0.985 -0.985 -0.866 -0.643 -0.342 0.000 0.342 0.643 0.866 0.985 0.985 0.866 0.643 0.342 0.000 -0.342 -0.643 -0.866 -0.985 -0.985 -0.866 -0.643 -0.342 0.000 v2 0.000 0.582 1.093 1.473 1.675 1.675 1.473 1.093 0.582 0.000 -0.582 -1.093 -1.473 -1.675 -1.675 -1.473 -1.093 -0.582 0.000 0.582 1.093 1.473 1.675 1.675 1.473 1.093 0.582 0.000 -0.582 -1.093 -1.473 -1.675 -1.675 -1.473 -1.093 -0.582 0.000 v 0.000 2.944 5.747 8.276 10.421 12.098 13.257 13.879 13.981 13.607 12.818 11.693 10.311 8.748 7.071 5.330 3.560 1.781 0.000 -1.781 -3.560 -5.330 -7.071 -8.748 -10.311 -11.693 -12.818 -13.607 -13.981 -13.879 -13.257 -12.098 -10.421 -8.276 -5.747 -2.944 0.000 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT LẬP BẢNG TÍNH VẬN TỐC PISTON Bảng 02 : đồ thị vận tốc pittong 20.000 15.000 vận tốc v(m/s) 10.000 5.000 v1 0.000 v2 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 -5.000 v -10.000 -15.000 -20.000 góc 4/ Gia tốc pitơng Để tìm gia tốc piston ta đạo hàm vận tốc V piston ta gia tốc piston J J = Rω2(cosα + λcos2α) (m/s2) Trong J - gia tốc piston; R - bán kính quay trục khuỷu; - tham số kết cấu; - góc quay trục khuỷu; w-tốc độ góc trục khuỷu Ta có: J= J1 + J2 J1 :Gia tốc cấp J1 = Rω2cosα J2 :Gia tốc cấp hai J2 = Rω2 λcos2α Ta vẽ đồ thị J- biểu thị phụ thuộc gia tốc piston vào góc quay trục khuỷu Trục tung biểu diễn độ lớn J, trục hồnh biểu thị góc quay trục khuỷu TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT LẬP BẢNG TÍNH GIA TỐC PISTON Bảng 03 α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 cosα 1.000 0.985 0.940 0.866 0.766 0.643 0.500 0.342 0.174 0.000 -0.174 -0.342 -0.500 -0.643 -0.766 -0.866 -0.940 -0.985 -1.000 -0.985 -0.940 -0.866 -0.766 -0.643 -0.500 -0.342 -0.174 0.000 0.174 0.342 0.500 0.643 0.766 0.866 0.940 0.985 1.000 J1 3702.737 3646.484 3479.434 3206.664 2836.461 2380.073 1851.368 1266.411 642.974 0.000 -642.974 -1266.411 -1851.368 -2380.073 -2836.461 -3206.664 -3479.434 -3646.484 -3702.737 -3646.484 -3479.434 -3206.664 -2836.461 -2380.073 -1851.368 -1266.411 -642.974 0.000 642.974 1266.411 1851.368 2380.073 2836.461 3206.664 3479.434 3646.484 3702.737 cos2α 1.000 0.940 0.766 0.500 0.174 -0.174 -0.500 -0.766 -0.940 -1.000 -0.940 -0.766 -0.500 -0.174 0.174 0.500 0.766 0.940 1.000 0.940 0.766 0.500 0.174 -0.174 -0.500 -0.766 -0.940 -1.000 -0.940 -0.766 -0.500 -0.174 0.174 0.500 0.766 0.940 1.000 J2 925.684 869.859 709.115 462.842 160.743 -160.743 -462.842 -709.115 -869.859 -925.684 -869.859 -709.115 -462.842 -160.743 160.743 462.842 709.115 869.859 925.684 869.859 709.115 462.842 160.743 -160.743 -462.842 -709.115 -869.859 -925.684 -869.859 -709.115 -462.842 -160.743 160.743 462.842 709.115 869.859 925.684 J 4628.421 4516.343 4188.550 3669.506 2997.204 2219.330 1388.526 557.295 -226.885 -925.684 -1512.832 -1975.526 -2314.211 -2540.817 -2675.718 -2743.822 -2770.319 -2776.625 -2777.053 -2776.625 -2770.319 -2743.822 -2675.718 -2540.817 -2314.211 -1975.526 -1512.832 -925.684 -226.885 557.295 1388.526 2219.330 2997.204 3669.506 4188.550 4516.343 4628.421 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT đồ thị gia tốc pittong 6000.000 5000.000 4000.000 gia tốc j(m/s2) 3000.000 2000.000 J1 1000.000 J2 0.000 -1000.000 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 J -2000.000 -3000.000 -4000.000 -5000.000 góc II/ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1/ Khái quát Khi động làm việc, cấu trục khuỷu - truyền (CCTKTT) nói riêng động nói chung chịu tác dụng lực lực khí thể, lực quán tính, trọng lực lực ma sát Trừ tr ọng l ực ra, lực lực khác có trị số thay đổi theo vị trí c Piston chu trình cơng tác động Khi tính tốn đ ộng l ực h ọc, ta xét lực có giá trị lớn lực khí thể lực qn tính Mục đích việc tính tốn động lực học xác định lực hợp lực hai loại lực tác dụng lên CCTKTT mơ men chúng sinh để làm sở cho việc tính tốn cân b ằng đ ộng cơ, tính tốn sức bền chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mịn tính tốn dao động xoắn hệ trục khuỷu Việc khảo sát động lực học dựa phương pháp quan điểm học lý thuyết Các lực mô men tính tốn động l ực h ọc biểu diễn dạng hàm số góc quay trục khuỷu α quy ước pittông điểm chết α = 00 Ngồi ra, lực thường tính với đơn vị diện tích đỉnh pittơng V ề sau cần tính giá trị thực lực, ta nhân giá trị áp suất với diện tích tiết diên ngang đỉnh pittơng 2/Dựng đồ thị véctơ phụ tải Đồ thị véctơ phụ tải đồ thị biểu diễn tác dụng lực lên bề mặt làm việc vị trí khác trục khuỷu Các b ề mặt làm việc quan trọng động gồm bề mặt chốt khuỷu, cổ trục, bạc, lót đầu to truyền bạc lót ổ trục TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT Đồ thị vectơ phụ tải dùng để: -Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc -Xác định khu vực chịu lực bé trung bình nh ằm đánh giá nhằm chọn vị trí khoan lỗ dầu bơi trơn -Xác định đơn vị phụ tải lớn trung bình nhằm đánh giá mức độ va đập Để dựng đồ thị ấy, trước tiên ta phải xác định lực tác dụng: lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z lực li tâm P k khối lượng m2 gây Sau có đồ thị lực khí thể P = (P - P 0) π D2 theo góc quay α xác định biến thiên lực quán tính chuyển động t ịnh tiến: Pj = - mj.R.2 (cosα + cos2α) Cộng hai đồ thị lại biến thiên lực P theo α Tiếp theo xác định biến thiên lực tiếp tuyến: T= P∑ sin(α + β ) P∑ cos(α + β ) lực pháp tuyến Z = cos β cos β Lực quán tính khối lượng truyền quy dẫn tâm đầu to truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: PR2 = m2.R.2 Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng bề mặt chốt khuỷu vẽ với giả thiết trục khuỷu đứng yên xi lanh quay với vận tốc trục khuỷu theo chiều ngược lại Hợp lực Q l ực tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu: = ++ Từ đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu ta triển khai thành đồ thị Q ck - α sau tính giá trị trung bình Q tb sở xác định hệ số va đập bề mặt tương tác 3/ Lực khí thể Xây dựng đồ thị công P-V Dựa vào thông số nhiệt : + Hành trình pitơng : S = 100 mm + Tỉ số nén : ε = 18 + áp suất : pa = 0,086 (MPa) 10 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT Pc = 4,355 (MPa) Pz = 6,445 (MPa) Pb = 0,285 (MPa) Pr = 0,12 (MPa) Thể tích làm việc xi lanh Vh Vh= π D S = = 6,08.10-4 ( m3)=609 cm3 Vì tỉ số nén ε =18 nên thể tích buồng cháy xilanh Vc: Vc= = =3,58.10-5 (m3) = 35,8cm3 Dung tích tồn xi lanh: Va=Vc ε =3,58.10-5.18= 64,44.10-5 (m3) =644,4 cm3 Dựng đường nén đa biến a-c Pc = Pa.n ⇒ n1 = =1,358 Để vẽ đồ thị đường nén đa biến ta biến đổi sau: Px V = Pc V => n1 x n1 c Px = Pc P = c Vx n1 i n1 ( với i = → 18 ) ( ) Vc Ta có bảng phần Dựng đường giãn nở đa biến z-b Pb = Pz.()n , chọn = 1.5 ⇒ => Vz= n số dãn đa biến: n2 = = 1,255 Pb n2 Vb = 53,699 cm3 Pz Tương tự đồ thị q trình nén ta có: Px = Pz P = nz2 V ( x ) n i ( với i = → 12 ) Vz 11 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT i 10 11 12 13 14 15 16 17 18 in 1.000 2.563 4.446 6.570 8.896 11.395 14.049 16.842 19.763 22.803 25.954 29.210 32.564 36.012 39.549 43.171 46.876 50.659 Pxn=Pc/i^n1(MPa) 4.355 1.699 0.980 0.663 0.490 0.382 0.310 0.259 0.220 0.191 0.168 0.149 0.134 0.121 0.110 0.101 0.093 0.086 lPx(mm) 174.20 67.96 39.18 26.51 19.58 15.29 12.40 10.34 8.81 7.64 6.71 5.96 5.35 4.84 4.40 4.04 3.72 3.44 in 1.000 2.387 3.970 5.696 7.537 9.475 11.497 13.595 15.761 17.989 20.274 22.614 25.003 27.440 29.922 32.447 35.012 37.616 Pxd=Pz/i^n2 6.445 2.700 1.623 1.131 0.855 0.680 0.561 0.474 0.409 0.358 0.318 0.285 lPx(mm) 257.80 108.02 64.94 45.26 34.20 27.21 22.42 18.96 16.36 14.33 12.72 11.40 Hiệu chỉnh đồ thị : + Góc phun nhiên liệu sớm : ϕ s = 170 + Góc mở sớm xuppap nạp : ϕ1 = 140 + Góc đóng muộn xuppap nạp : ϕ2 = 520 + Góc mở sớm xuppap thải : ϕ3 = 580 + Góc đóng muộn xuppap thải : ϕ4 = 160 + Hiệu chỉnh c’’: pc’’= pc+1/3.(pz-pc) =4,355+1/3(6,445-4,355) =5,05(MPa) + Hiệu chỉnh b’’: pb’’ = pb – 0,5(pb- pr)=0,285- 0,5(0,285- 0,12 ) =0,2 (M Pa) + Độ dịch chuyển Brich: OO’= R λ Từ số liệu ta xây dựng đồ thị cơng hình vẽ : Tỉ lệ xích µv = (cm3/mm) Tỉ lệ xích µp =0,025(MPa/mm) 12 TẠ NGỌC TUN TKMH ĐCĐT Đồ thị công P-V : ( chi tiết A0) 4/ Lực quán tính Lực quán tính tịnh tiến tính theo cơng thức pj = -mRω2(cosα + λcos2α) (kG/cm2) Với m = (mpt+ m1 )/FP Diện tích đỉnh pittơng: FP = π D π.0, 0882 = = 0,61.10 −2 4 (m2) Ta có mpt : khối lượng nhóm pitơng mpt = 0,58 (kg); m1 : khối lượng tryền quy dẫn đầu nhỏ truyền Ta có : mtt = 1.2 (kg) Mặt khác m1= 0,3.1.2 = 0,36 (kg) Khối lượng đơn vị diện tích đỉnh piston m= 0,58 + 0,36 = 154,1 (kg/m2); 0, 61.10−2 pj=- m.J = - 154,1.10 −5 J (kG/cm2) Ta có bảng tính pj theo góc : Với J1 = R.ω Cosα ; J2 = R.ω λ Cos2α Và J= J1+J2 π.n 260 Trong ω= 30 = π ( rad/s) 13 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT Ta có bảng tính Pj đây: α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 J1 3706.60 3650.29 3483.07 3210.01 2839.42 2382.56 1853.30 1267.73 643.64 0.00 -643.64 -1267.73 -1853.30 -2382.56 -2839.42 -3210.01 -3483.07 -3650.29 -3706.60 -3650.29 -3483.07 -3210.01 -2839.42 -2382.56 -1853.30 -1267.73 -643.64 0.00 643.64 1267.73 1853.30 2382.56 2839.42 3210.01 3483.07 3650.29 3706.60 J2 926.65 870.77 709.86 463.33 160.91 -160.91 -463.33 -709.86 -870.77 -926.65 -870.77 -709.86 -463.33 -160.91 160.91 463.33 709.86 870.77 926.65 870.77 709.86 463.33 160.91 -160.91 -463.33 -709.86 -870.77 -926.65 -870.77 -709.86 -463.33 -160.91 160.91 463.33 709.86 870.77 926.65 J 4633.25 4521.06 4192.92 3673.34 3000.33 2221.65 1389.98 557.88 -227.12 -926.65 -1514.41 -1977.59 -2316.63 -2543.47 -2678.51 -2746.69 -2773.21 -2779.52 -2779.95 -2779.52 -2773.21 -2746.69 -2678.51 -2543.47 -2316.63 -1977.59 -1514.41 -926.65 -227.12 557.88 1389.98 2221.65 3000.33 3673.34 4192.92 4521.06 4633.25 Pj (KG/cm2) -7.140 -6.967 -6.461 -5.661 -4.624 -3.424 -2.142 -0.860 0.350 1.428 2.334 3.047 3.570 3.919 4.128 4.233 4.274 4.283 4.284 4.283 4.274 4.233 4.128 3.919 3.570 3.047 2.334 1.428 0.350 -0.860 -2.142 -3.424 -4.624 -5.661 -6.461 -6.967 -7.140 14 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT 5/ Tổng hợp lực khí thể lực quán tính tác dụng lên cấu pΣ = pkt+pj Sau vẽ đồ thị P-V ta xác định P kt với Pkt = P-Po Kết hợp với bảng Pj ta tính pΣ tương ứng với góc α α 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 570 585 600 615 630 Pj (KG/cm2) -7.140 -6.754 -5.661 -4.039 -2.142 -0.242 1.428 2.715 3.570 4.039 4.233 4.281 4.284 4.281 4.233 4.039 3.570 2.715 1.428 -0.242 -2.142 -4.039 -5.661 -6.754 -7.140 -6.754 -5.661 -4.039 -2.142 -0.242 1.428 2.715 3.570 4.039 4.233 4.281 4.284 4.281 4.233 4.039 3.570 2.715 1.428 Pkt(KG/cm2) 0.219 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.121 -0.1026 -0.0548 0.0301 0.1722 0.4062 0.7962 1.4801 2.7879 5.6172 12.1375 25.595 54.019 63.469 33.6892 17.6003 10.1864 6.5551 4.5771 3.4551 2.7595 2.3264 2.14 1.9237 1.219 0.7239 0.2382 0.219 0.219 0.219 0.219 pΣ (KG/cm2) -6.921 -6.875 -5.782 -4.160 -2.263 -0.363 1.307 2.594 3.449 3.918 4.112 4.160 4.163 4.178 4.178 4.069 3.742 3.121 2.224 1.238 0.646 1.578 6.477 18.841 46.879 56.715 28.029 13.561 8.044 6.313 6.005 6.170 6.329 6.365 6.373 6.204 5.503 5.004 4.471 4.258 3.789 2.934 1.647 15 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT 645 660 675 690 705 720 -0.242 -2.142 -4.039 -5.661 -6.754 -7.140 0.219 0.219 0.219 0.219 0.219 0.219 -0.023 -1.923 -3.820 -5.442 -6.535 -6.921 Từ bảng ta vẽ đồ thị P- α bên : ( chi tiết A0) Áp suất- Góc quay 70.000 60.000 Áp suất 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 -10.000 -20.000 góc Pj Pkt P 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch Xác định biến thiên lực tiếp tuyến T lực pháp ến Z sin(α + β ) cos(α + β ) pΣ (kG/cm2), Z = pΣ (kG/cm2) cos β cos β Sinα β= arcsin (λsin α ) =arcsin ( ) T= 16 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT α 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 570 585 600 615 630 645 660 675 690 P tổng -6.921 -6.875 -5.782 -4.160 -2.263 -0.363 1.307 2.594 3.449 3.918 4.112 4.160 4.163 4.178 4.178 4.069 3.742 3.121 2.224 1.238 0.646 1.578 6.477 18.841 46.879 56.715 28.029 13.561 8.044 6.313 6.005 6.170 6.329 6.365 6.373 6.204 5.503 5.004 4.471 4.258 3.789 2.934 1.647 -0.023 -1.923 -3.820 -5.442 BETA 0.000 3.710 7.181 10.182 12.504 13.974 14.478 13.974 12.504 10.182 7.181 3.710 0.000 -3.710 -7.181 -10.182 -12.504 -13.974 -14.478 -13.974 -12.504 -10.182 -7.181 -3.710 0.000 3.710 7.181 10.182 12.504 13.974 14.478 13.974 12.504 10.182 7.181 3.710 0.000 -3.710 -7.181 -10.182 -12.504 -13.974 -14.478 -13.974 -12.504 -10.182 -7.181 COS 1.000 0.949 0.803 0.580 0.308 0.018 -0.258 -0.499 -0.692 -0.834 -0.929 -0.983 -1.000 -0.983 -0.929 -0.834 -0.692 -0.499 -0.258 0.018 0.308 0.580 0.803 0.949 1.000 0.949 0.803 0.580 0.308 0.018 -0.258 -0.499 -0.692 -0.834 -0.929 -0.983 -1.000 -0.983 -0.929 -0.834 -0.692 -0.499 -0.258 0.018 0.308 0.580 0.803 SIN 0.000 0.321 0.609 0.834 0.977 1.030 1.000 0.902 0.755 0.580 0.391 0.196 0.000 -0.196 -0.391 -0.580 -0.755 -0.902 -1.000 -1.030 -0.977 -0.834 -0.609 -0.321 0.000 0.321 0.609 0.834 0.977 1.030 1.000 0.902 0.755 0.580 0.391 0.196 0.000 -0.196 -0.391 -0.580 -0.755 -0.902 -1.000 -1.030 -0.977 -0.834 -0.609 T 0.000 -2.210 -3.522 -3.470 -2.211 -0.374 1.307 2.339 2.604 2.273 1.607 0.816 0.000 -0.820 -1.633 -2.360 -2.826 -2.814 -2.224 -1.276 -0.631 -1.316 -3.945 -6.056 0.000 18.231 17.072 11.312 7.859 6.505 6.005 5.562 4.780 3.693 2.491 1.217 0.000 -0.982 -1.748 -2.470 -2.861 -2.645 -1.647 0.023 1.879 3.186 3.315 Z -6.921 -6.525 -4.643 -2.413 -0.697 -0.007 -0.337 -1.295 -2.387 -3.268 -3.820 -4.088 -4.163 -4.106 -3.881 -3.394 -2.590 -1.558 -0.574 0.023 0.199 0.916 5.201 17.883 46.879 53.831 22.508 7.867 2.477 0.116 -1.551 -3.080 -4.380 -5.309 -5.920 -6.097 -5.503 -4.918 -4.154 -3.552 -2.622 -1.465 -0.425 0.000 -0.592 -2.216 -4.370 17 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT 705 720 -6.535 -6.921 -3.710 0.000 0.949 1.000 -0.321 0.000 2.101 0.000 -6.203 -6.921 hệ toạ độ T-Z gốc O1 chiều dương T hướng sang phải , chiều dương Z hướng xuống Ta có lực qn tính li tâm khối lượng chuy ển đ ộng quay c truyền Pk = -m2Rω2 / FP (kG/cm2) Trong m2: khối lượng truyền qui dẫn tâm chốt khuỷu m2 =mtt-m1 =1.2 – 0.36 =0.84 (kg) Pk = −0,84.10−1.0, 050.272,132 = −5,1.104 (KG/m2) 0, 61.10−2 Vậy Pk =-5,1 (KG/cm2) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trục Z cách O đoạn trị số Pk Trên hệ toạ độ T-Z xác định trị số T Z khác tuỳ vào giá trị α 18 TKMH ĐCĐT TẠ NGỌC TUYÊN 7/Vẽ đồ thị Q - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập quan hệ Q - , Q lực tổng hợp tác dụng lên cổ biên =++ =+ Trên đồ thị lực tổng hợp xác cách: với góc quay trục khuỷu ta xác định điểm Ptt tương ứng đồ thị, sau nối điểm Ptt với tâm cổ biên giả định D ta xác định véc tơ DP tt biểu diễn tổng hợp tác dụng lên cổ biên thời điểm ứng với góc quay trục khuỷu Sau xác định quan hệ Q - ta tiến hành xây dựng đồ thị Q- vẽ Căn đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb: Qtb = ; Trong Sđt = 17400 (mm2) 19 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT L = 480 (mm) => Qtb = 24600/480 =51,25 (mm) Do hệ số va đập: = = 261/51,25= Vậy = > 4: Không thoả mãn hệ số va đập Tuy nhiên kmax=(Qmax.Fp)/(lc.ld)= 62,19 KG/cm2 < [k] nên đảm bảo 8/ Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể trạng thái hao mòn c trục vị trí chịu tải để khoan lỗ dầu Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng trịn có bán kính R (chọn R= 100(mm) ) tượng trưng cho chốt khuỷu, sau chia vịng trịn thành 12 phần đánh s ố th ứ t ự nh b ản vẽ Tiến hành lập bảng tính điểm với giả thiết phạm vi ảnh hưởng lực điểm 120 sang phía, với tỷ lệ xích KG / cm chọn Qm=5 ( ) ta xác định độ dài đoạn mm thẳng biểu diễn giá trị Q điểm chia tương ứng Sau xác định tất điểm ta tiến hành nối điểm lại đồ thị mài mòn chốt khuỷu ∑Qo ∑Q1 ∑Q2 ∑Q3 ∑Q4 ∑Q5 ∑Q6 ∑Q7 ∑Q8 ∑Q9 ∑Q10 ∑Q11 ∑Q∑ ▲ 41.587 4.095 3.78 41.587 4.095 3.78 3.917 8.056 10.348 67.866 10.348 63.727 13.573 12.745 41.587 4.095 3.78 3.917 5.196 58.57 11.71 4.095 3.78 3.917 5.196 11.383 28.37 5.674 3.78 3.917 5.196 11.383 41.779 66.05 13.21 3.917 5.196 11.383 41.779 43.364 105.63 21.127 5.196 11.383 41.779 43.364 16.027 117.74 23.549 11.383 41.779 43.364 16.027 9.595 122.14 24.429 41.779 43.364 16.027 9.595 8.056 118.82 23.764 10 41.587 43.364 16.027 9.595 8.056 10.348 87.39 16.027 9.595 8.056 10.348 85.613 17.47 17.122 11 41.587 4.095 9.595 8.056 10.348 112.9 22.59 20 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT 9/ Tính bền trục khuỷu Tính bền trục khuỷu ta chia trục khuỷu thành nhi ều đoạn đo ạn coi dầm với giả thiết sau : Dầm cứng tuyệt đối Trong động có nhiều trục khuỷu, ta chọn trục khuỷu ch ịu tải lớn để tính Dưới tính bền trục khuỷu khởi động Giả thiết Pittong ĐCT Bỏ qua ảnh hưởng lực qn tính vận tốc nhỏ Lực tác dụng lên chốt khuỷu có trị số lớn lớn Pmax Z = Z = Pz max FP Lực pháp tuyến Z= Pzmax ;T=0 Sơ đồ tính tốn trường hợp khởi động hình Phản lực gối Z (MN) Tính bền chốt khuỷu Mơ men uốn chốt khuỷu mặt cắt chốt Mu= Z’.0,075 (MNm) Ứng suất uốn chốt khuỷu : Z’=Z’’= a M Z '.75 u σu = W = W (MN/ m2 ) u u Wu modun chống uốn tiết diện ngang chốt khuỷu 21 TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT π D − d 3,14 0, 0644 − 0, 024 = = 2,548.10−5 (m3 ) 32 D 32 0, 064 Z = pmax FP = 6, 445.0,61.10−2 = 0,0393( MN ) M u 0,0197.0,075 => σu = W = 2,548.10 −5 = 57,987( MN / m ) u Wu = b σu < [σu] =(80-120) MN/ m2 Đủ bền Tính bền má khuỷu A b A h AA Ứng suất uốn má khuỷu : M u 0,0197.0,035 = = 50,917 σu = Wux 0,13.0,025 (MN/ m2 ) Ứng suất nén má khuỷu : Z 0, 0393 σn = 2.b.h = 2.0, 025.0, 013 = 60, 462( MN / m ) Ứng suất tổng: c σ = σu + σ2 = 79, 046( MN / cm2 ) < [σ] n Đảm bảo ĐK bền Tính bền cổ trục Người có dct > d ch → Wuct > Wuch nên chốt đủ bền cổ trục đủ bền 22 TKMH ĐCĐT TẠ NGỌC TUYÊN 23 TKMH ĐCĐT TẠ NGỌC TUYÊN 24 ... ĐCĐT 9/ Tính bền trục khuỷu Tính bền trục khuỷu ta chia trục khuỷu thành nhi ều đoạn đo ạn coi dầm với giả thiết sau : Dầm cứng tuyệt đối Trong động có nhiều trục khuỷu, ta chọn trục khuỷu ch... biểu thị phụ thuộc gia tốc piston vào góc quay trục khuỷu Trục tung biểu diễn độ lớn J, trục hồnh biểu thị góc quay trục khuỷu TẠ NGỌC TUYÊN TKMH ĐCĐT LẬP BẢNG TÍNH GIA TỐC PISTON Bảng 03 α 10... bán kính quay trục khuỷu; - tham số kết cấu; - góc quay trục khuỷu; w-tốc độ góc trục khuỷu Ta có: J= J1 + J2 J1 :Gia tốc cấp J1 = Rω2cosα J2 :Gia tốc cấp hai J2 = Rω2 λcos2α Ta vẽ đồ thị J-