Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

Транспорт » Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А » Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

Для проведения теплового расчёта подшипника, решения вопросао месте подвода смазки, а также суждения о невозможности выдавливания смазки необходимо знать максимальное и среднее значение равнодействующей всех сил, нагружающих шейку, а также область наименьшей нагрузки. В дальнейшем для упрощения построений все силы нагружаюшие шейку коленчатого вала, приняты отнесёнными к одному квадратному сантиметру площади поршня.

Шатунную шейку нагружает сила Pt и центробежная сила инерция Pс = =0,725∙mш∙ω2∙r

Путём геометрического сложения эти силы приводятся к равнодействующей R.

Для определения максимального и среднего значения равнодействующей R необходимо построить диаграмму её изменения за цикл. Эта диаграмма строится в полярных координатах в следующей последовательности.

Радиусом равным длине шатуна описываем окружность с центром О˝. От центра О˝ по направлению вниз откладываем в масштабе отрезок О˝ - О, равный радиусу кривошипа. Из центра О́ произвольно радиусом описывается окружность, которая делится на 24 часа.

Через точки А,В,С, и Д из центра О́ проводятся лучи до пересечения их с окружностью, описанной из центра О˝. Точка О˝ соединяется с точками 1,2,3 и т.д. Нетрудно увидеть, что лучи О́1, О́2, и т.д. будут представлять положения оси цилиндра двигателя, вращающегося вокруг закреплённого коленчатого вала, а отрезки О˝1, О˝2 и т.д. положения шатуна.

В каждом из 24 положений откладываем от точки О˝ по направлению шатуна силу Pt. Силу предварительно для каждого положения определяют и наносят на диаграмму P1, откуда затем берут и с учётом направления наносят от точки О˝ по шатуну (к центру шейки или от центра). Соединив концы векторов Pt кривой, получают полярную диаграмму силы Pt. Для построения диаграммы R необходимо сложить силы Pt и Р́с.

Сила Р́с всегда направлена из центра по радиусу кривошипа и при данном числе оборотов постоянная по величине. Для сложения силы Р́с с силами Pt достаточно от точки О˝ по направлению вниз откладываем (в масштабе сил) силу Р́с, равную:

m׳ш масса шатуна, отнесённая к вращающимся частям, может быть принята равной 0,725 m׳ш = 0,7252,7 = 1,9575 кг

ωугловая скорость вращения коленчатого вала; ω=172,7 с-1

r радиус кривошипа в м; r=0,074 м

Fп площадь поршня в м2; Р́с=0,5 мН/мм2

Найденная таким образом точка О1 является полюсом диаграммы R. Полярная диаграмма позволяет определить величину и направление силы R, а также найти точку приложения этой силы на поверхности шатунной шейки

Выбор рулевой машины
Для выбора рулевой машины увеличиваем Мmax на 15% для учёта потерь на трение в опоре баллера. М=7429* 1,15=8,54кНм По [22] выбираем электрогидравлическую плунжерную двух рулевую машину Р08. Характеристики рулевой машины Р08. Номинальный крутящий момент на баллере руля, развиваемый рулевой машиной п ...

Пожарная безопасность
К сгораемым относятся материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня (древесина, толь, войлок и т.п.). К трудносгораемым относятся материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры ...

Общая характеристика судна-прототипа и его вспомогательных механизмов, систем и устройств
Тип судна - сухогрузный теплоход- площадка с деревянным тентом, МО и надстройкой в кормовой части. Проект № Р40. Назначение судна - перевозка генеральных сыпучих и навалочных грузов, промышленного оборудования и грузов в контейнерах. Класс Речного Регистра и район плавания- «О», река Лена до бухты ...