3.2.1 Определяем вес поступательно движущихся частей
, (52)
где:
– масса поступательно движущихся частей, отнесенная к площади поршня [3, с. 316];
– ускорение свободного падения 9,81 м/с.
|
3.2.2 Разворачиваем индикаторную диаграмму по ходу поршня.
От основания диаграммы откладываем вверх значение атмосферного давления
От линии атмосферного давления откладываем вниз линию силы веса, от которой уже и будем вести дальнейшее построение.
Расставляем знаки движущихся сил на диаграмме. Если движущая сила совпадает с направлением движения поршня то «+», не совпадает «-».
Для определения движущей силы, в зависимости от угла поворота коленчатого вала, на каждом ходе поршня проводим полуокружности. 3.2.3 Определяем поправку Брикса на конечную длину шатуна
| (53)
| где:
– радиуса кривошипа [формула 49];
L – значение длины шатуна, берём по прототипу;
– отрезок соответствующий рабочему объему цилиндра;
– ход поршня.
Данные приведены в табл. 1
|
3.2.4 Откладываем поправку Брикса от центра полуокружности в сторону НМТ.
Из точки поправки Брикса проводим лучи через каждые 15° до пересечения с полуокружностью. Это делается для более точного построения диаграммы касательной силы одного цилиндра).
Снимаем с диаграммы значения движущей силы с учетом знака.
Заносим снятые значения в таблицу 4.
3.3 Построение диаграммы касательной силы одного цилиндра 3.3.1 Построение диаграммы проводим по формуле
| (54)
| где значения
|
| берём из таблицы 30 [4, с. 149]
| Считаем значения Рк и заносим их в таблицу:
Таблица 4 - подсчет ординат Т через каждые 15˚ (см. п. 3.2.4) Угол поворота коленчатого вала
| Рдв
|
| Рк
| 0
| 155
| 0
| 0
| 5
| 155
| 0,106
| 16,4765
| 10
| 155
| 0,211
| 32,7515
| 15
| 135
| 0,314
| 42,3765
| 20
| 98
| 0,413
| 40,4642
| 25
| 70
| 0,507
| 35,504
| 30
| 57
| 0,596
| 33,9606
| 35
| 43
| 0,678
| 29,1454
| 40
| 31
| 0,752
| 23,3182
| 45
| 22
| 0,819
| 18,007
| 50
| 17
| 0,876
| 14,8903
| 55
| 15
| 0,924
| 13,863
| 60
| 13
| 0,963
| 12,5203
| 65
| 12
| 0,992
| 11,9076
| 70
| 11
| 1,012
| 11,132
| 75
| 11
| 1,022
| 11,2442
| 80
| 11
| 1,023
| 11,2563
| 85
| 12
| 1,016
| 12,1896
| 90
| 14
| 1,000
| 14
| 95
| 15
| 0,977
| 14,649
| 100
| 16
| 0,946
| 15,1408
| 105
| 17
| 0,910
| 15,4632
| 110
| 19
| 0,867
| 16,4806
| 115
| 20
| 0,820
| 16,406
| 120
| 21
| 0,769
| 16,149
| 125
| 21,5
| 0,714
| 15,35315
| 130
| 21,5
| 0,656
| 14,10615
| 135
| 21,5
| 0,596
| 12,80755
| 140
| 21,5
| 0,533
| 11,4681
| 145
| 21,5
| 0,469
| 10,0921
| 150
| 22
| 0,404
| 8,8924
| 155
| 23
| 0,338
| 7,774
| 160
| 23
| 0,271
| 6,2353
| 165
| 23
| 0,204
| 4,6851
| 170
| 23
| 0,136
| 3,128
| 175
| 23
| 0,068
| 1,564
| 180
| -24
| 0
| 0
| 185
| -24
| 0,068
| -1,632
| 190
| -24
| 0,136
| -3,264
| 195
| -24
| 0,204
| -4,8888
| 200
| -24
| 0,271
| -6,5064
| 205
| -24
| 0,338
| -8,112
| 210
| -23
| 0,404
| -9,2966
| 215
| -23
| 0,469
| -10,7962
|
|
|
|
| Продолжение таблицы 4
| Угол поворота коленчатого вала
| Рдв
|
| Рк
| 220
| -22,5
| 0,533
| -12,0015
| 225
| -22
| 0,596
| -13,1054
| 230
| -21
| 0,656
| -13,7781
| 235
| -20
| 0,714
| -14,282
| 240
| -19
| 0,769
| -14,611
| 245
| -18
| 0,820
| -14,7654
| 250
| -17
| 0,867
| -14,7458
| 255
| -16
| 0,910
| -14,5536
| 260
| -15
| 0,946
| -14,1945
| 265
| -13
| 0,977
| -12,6958
| 270
| -11
| 1,000
| -11
| 275
| -10
| 1,016
| -10,158
| 280
| -8
| 1,023
| -8,1864
| 285
| -6
| 1,022
| -6,1332
| 290
| -4
| 1,012
| -4,048
| 295
| -2
| 0,992
| -1,9846
| 300
| -1
| 0,963
| -0,9631
| 305
| -0,5
| 0,924
| -0,4621
| 310
| -0,2
| 0,876
| -0,17518
| 315
| -1
| 0,819
| -0,8185
| 320
| -2,5
| 0,752
| -1,8805
| 325
| -6
| 0,678
| -4,0668
| 330
| -10
| 0,596
| -5,958
| 335
| -18
| 0,507
| -9,1296
| 340
| -28
| 0,413
| -11,5612
| 345
| -44
| 0,314
| -13,8116
| 350
| -55
| 0,211
| -11,6215
| 355
| -69
| 0,106
| -7,3347
| 360
| -84
| 0
| 0
|
|
|
|
|
Выбираем масштаб по оси абсцисс и по оси ординат:
По оси абсцисс 1° равен 1 мм.
По оси ординат 1 МПа равен 30,14 мм.
Строим диаграмму касательной силы одного цилиндра 3.4 Построение диаграммы суммарных касательных сил
3.4.1 Определяем угол заклинки между кривошипами коленчатого вала
где:
число Z – число цилиндров.
| (55)
| Определяем порядок работы цилиндров, 1-5-3-6-2-4-7-8
На диаграмме касательных сил для одного цилиндра расставляем номера цилиндров в зависимости от порядка работы цилиндров. Кривошип первого цилиндра ставим в точке 0°.
Составляем таблицу для построения диаграммы суммарных касательных сил.
Таблица 5 – диаграмма суммарных касательных усилий
Угол, φ˚ поворота коленчатого вала
| Номера цилиндров
| ∑ Pk (в мм)
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| Величина Pk
| 0
| 0,0
| 18,0
| 14,0
| 12,8
| 0,0
| -13,1
| -11,0
| -0,8
| 23,5
| 5
| 16,5
| 14,9
| 14,6
| 11,5
| -1,6
| -13,8
| -10,2
| -1,9
| 35,2
| 10
| 32,8
| 13,9
| 15,1
| 10,1
| -3,3
| -14,3
| -8,2
| -4,1
| 48,9
| 15
| 42,4
| 12,5
| 15,5
| 8,9
| -4,9
| -14,6
| -6,1
| -6,0
| 54,1
| 20
| 40,5
| 11,9
| 16,5
| 7,8
| -6,5
| -14,8
| -4,0
| -9,1
| 50,3
| 25
| 35,5
| 11,1
| 16,4
| 6,2
| -8,1
| -14,7
| -2,0
| -11,6
| 42,4
| 30
| 34,0
| 11,2
| 16,1
| 4,7
| -9,3
| -14,6
| -1,0
| -13,8
| 31,1
| 35
| 29,1
| 11,3
| 15,4
| 3,1
| -10,8
| -14,2
| -0,5
| -11,6
| 24,9
| 40
| 23,3
| 12,2
| 14,1
| 1,6
| -12,0
| -12,7
| -0,2
| -7,3
| 22,1
| 45
| 18,0
| 14,0
| 12,8
| 0,0
| -13,1
| -11,0
| -0,8
| 0,0
| 23,5
|
3.4.2 Определяем площадь диаграммы суммарных касательных сил
Sд =1740 мм2 3.4.3 Определяем среднюю касательную силу по диаграмме суммарных касательных сил
где:
– площадь диаграммы суммарных касательных сил;
– длинна диаграммы [принимаем по прототипу];
– масштаб [формула 46].
|
(56)
| 3.4.4 Определяем среднюю касательную силу по теоретической формуле
| (57)
| где:
– средне индикаторное давление с учётом скругления площади индикаторной диаграммы [формула 29];
тактность двигателя;
число цилиндров двигателя;
Данные приведены в табл. 2
– число Пи равное 3,14.
|
3.4.5 Определяем процентное расхождение
где:
– средняя касательная сила по теоретической формуле [формула 57];
– средняя касательная сила по диаграмме суммарных касательных сил [формула 56].
|
(58)
| , что не превышает 3% и допускается 3.5 Расчет маховика
3.5.1 Принимаем степень неравномерности вращения коленчатого вала
| Принимаем
|
| , как для главных двигателей, у которых
|
| [3, с. 320]
|
3.5.2 Определяем масштаб площади диаграммы суммарных касательных сил
| (59)
| где:
– масштаб [формула 46];
– число Пи равное 3,14;
– диаметр поршня;
Данные приведены в табл. 1
– радиуса кривошипа [формула 49];
– угол заклинки между кривошипами коленчатого вала [формула 55];
– длинна диаграммы [принимаем по прототипу].
| 3.5.3 Определяем избыточную площадь
5.4 Определяем избыточную работу
, (60)
где:
– избыточную площадь;
– масштаб площади диаграммы суммарных касательных сил [формула 59].
| 3.5.5 Определяем маховый момент маховика
| (61)
| где:
– избыточная работа [формула 60];
– частота вращения коленчатого вала;
Данные приведены в табл. 2
– степень последующего расширения [формула 24].
|
3.5.6 Принимаем диаметр обода маховика
, (62)
где:
– ход поршня.
Данные приведены в табл. 1
| 3.5.7 Определяем расточную массу обода маховика
где:
– маховый момент маховика [формула 61];
– диаметр обода маховика [формула 62].
|
(63)
|
3.5.8 Определяем фактическую массу обода маховика
, (64)
где:
– расточная масса обода маховика [формула 63].
|
3.5.9 Определяем полную массу обода маховика
, (65)
где:
– фактическую массу обода маховика [формула 64].
|
3.5.10 Проверяем прочность маховика по окружной скорости.
| (66)
| где:
– число Пи равное 3,14
– диаметр обода маховика [формула 62];
– частота вращения коленчатого вала;
Данные приведены в табл. 2
Выбираем материал маховика СЧ-18,
т. к. для чугунных маховиков [2, с. 40].
|
|