Розрахунок поршня - студопедія

Розміри елементів поршня можна прийняти по двигуну - прототипу проектованого двигуна, або за конструктивними співвідношенням, наведеними в [2].

Виконуються наступні розрахунки елементів поршня:

1) спідниця поршня - на зносостійкість;

2) днище поршня - на вигин;

3) головка поршня в перерізі по центру канавки під маслос'емноє кільце, ослабленому отворами для відводу масла - на стиск.

Спідницю поршня розраховують на зносостійкість по питомому тиску (qю. МПа) в сполученні спідниця-циліндр. Розрахунок виконують на режимі номінальної потужності за формулою

де Nmax - максимальне значення нормальної сили на розрахунковому режимі, МН;

hю - висота спідниці поршня, м; для ДсІЗ hю = (0,6-0,8) D, для дизелів hю = (0,6-1,1) D

D - діаметр поршня (циліндра), м.

Для поршнів ДсІЗ допустиме тиск qю = 0,5. 0,8 Мпа, для поршнів дизелів qю = 0,7. 1,2 МПа.

Розрахунок днища поршня на вигин виконується за відомою з опору матеріалів формулою

де -найбільший момент вигину днища поршня (МН · м),

- момент опору перерізу днища поршня вигин, м 3;

-Допускається напруга матеріалу поршня на вигин.

Згинальний момент дорівнює

де - максимальний тиск дійсного циклу на розрахунковому режимі, МПА;

ri = D / 2 (s + t + Dt] - внутрішній радіус поршня, м;

s - товщина стінки головки поршня (м), рівна для ДсІЗ s = (0,05-0,10) D, для дизелів s = (0,05-0,10) D;

t - радіальна товщина поршневого кільця (м), що дорівнює t = (0,038-0,045) D;

Dt - радіальний зазор кільця в канавці поршня, рівний 0,0007..0,0011 м.

Момент опору днища вигину дорівнює

де - товщина днища поршня, м.

Товщина днища поршня дорівнює: для ДсІЗ # 948; = (0,05 ... 0,10) D; для дизелів # 948; = (0,12 ... 0,20) D.

Значення допустимих напружень [sіз], МПа:

- при відсутності ребер жорсткості:

для поршнів з алюмінієвих сплавів 20. 25

для чавунних поршнів 40. 50

- при наявності ребер жорсткості:

для поршнів з алюмінієвих сплавів 50. 150

для чавунних поршнів 80. 200

Розрахунок поршня в небезпечному перерізі по центру канавки під маслос'емноє кільце, ослабленому отворами для відводу масла, слід перевірити для розрахункового режиму на стиск за формулою

Рz = рz Fn. МН; рz - максимальне дійсне тиск циклу (Мпа), Fn - площа поршня (м 2);

Fоп - площа небезпечного перерізу, м 2.

d к = D-2 (t + Dt) - діаметр поршня по дну канавки, м;

di = 2ri = D-2 (S + t + Dt) - внутрішній діаметр поршня, м;

F ¢ = (d к -di) × dм / 2 - площа поздовжнього діаметрального перерізу каналу, м 2;

nм ¢ - число масляних отворів, nм ¢ = 6..12.

Допустимі напруги на стиск для поршнів з алюмінієвих сплавів [sсж] = 30. 40 МПа, а чавунних - [sсж] = 60. 80 МПа.

Схожі статті