КП МУ11 Второй этап построения и расчетов.
коленчатом вал двигателя.
2.3 Расчетно-графическое построение диаграммы нагрузки на шатунную шейку
Для анализа действующей нагрузки на шатунную шейку и оценки условного ее износа необходимо определить численные значения, , направления действия и характер изменения результирующей силы Rшш, действующей на шатунную шейку.
Она может быть определена путем векторного сложения силы - Рк
Рк = К + KRш
и тангенциальной силы Т, в кН
; (36)
Или векторным сложением силы РS, действующей по оси шатуна на шатунную шейку, и постоянно действующей центробежной силы КRш, возникающей от вращения части массы шатуна, отнесенной ранее к массе вращающихся частей, сконцентрированных на оси шатунной шейки:
, (37)
Для полного представления о численных значениях, направлении действия и характере изменения результирующей силы Rшш ее лучше и необходимо представить в виде полярной диаграммы нагрузки на шатунную шейку - вектора Rшш, ориентированного относительно центра шатунной шейки, так называемого полярного центра - О шш.
Прежде чем приступить к построению полярной диаграммы с условным центром Ошш необходимо силы, подлежащие векторному сложению перевести в единые единицы измерения Кн и занести в общую таблицу расчетных нагрузок на шатунную шейку, через 30 градусов поворота коленчатого вала, таблица 6.
На отдельном поле, см. приложение С, нанесите систему координат сил Рк - Т с центром в точке О шш. По оси абсцисс вправо от точки О откладывается положительные значения силы Т, влево отрицательные значения, по оси ординат вверх наносим шкалу отрицательных значений силы РК и вниз ее положительные значения. Откладывая их значения из таблицы расчетных нагрузок на шатунную шейку, таблица 10, с центра - Ошш для последовательных углов п. к.в. получаем соответствующие им точки.
Таблица 6- Таблица расчетных нагрузок на шатунную шейку
ц0 п. к.в. | T | K | PK | Rш. ш |
0 | 0,000 | -20,189 | -30,766 | 30,766 |
30 | -9,967 | -12,935 | -23,512 | 25,537 |
60 | -5,939 | -1,785 | -12,362 | 13,714 |
90 | 4,138 | -1,137 | -11,714 | 12,423 |
120 | 7,518 | -7,077 | -17,653 | 19,187 |
150 | 4,486 | -10,891 | -21,467 | 21,931 |
180 | 0,000 | -11,698 | -22,275 | 22,275 |
210 | -4,490 | -10,901 | -21,478 | 21,942 |
240 | -7,611 | -7,164 | -17,741 | 19,305 |
270 | -5,959 | -1,638 | -12,214 | 13,590 |
300 | 1,921 | -0,578 | -11,154 | 11,318 |
330 | 0,488 | -0,634 | -11,210 | 11,221 |
360 | 0,000 | 29,415 | 18,839 | 18,839 |
370 | 17,575 | 78,384 | 67,808 | 70,048 |
390 | 18,663 | 24,222 | 13,646 | 23,120 |
420 | 7,537 | 2,266 | -8,311 | 11,219 |
450 | 10,483 | -2,881 | -13,457 | 17,059 |
480 | 10,361 | -9,753 | -20,329 | 22,817 |
510 | 5,403 | -13,117 | -23,693 | 24,301 |
540 | 0,000 | -12,953 | -23,530 | 23,530 |
570 | -4,642 | -11,270 | -21,847 | 22,335 |
600 | -7,730 | -7,276 | -17,852 | 19,454 |
630 | -4,421 | -1,215 | -11,791 | 12,593 |
660 | 5,660 | -1,702 | -12,278 | 13,520 |
690 | 9,792 | -12,709 | -23,286 | 25,261 |
Значения сил в таблице приведены в качестве примера.
На отдельном поле нанесите систему координат сил Рк - Т с центром в точке О шш, рисунок 9 и приложение В,. По оси абсцисс вправо от точки Ошш откладывается положительные значения силы Т, влево отрицательные значения, по оси ординат вверх наносим шкалу отрицательных значений силы РК и вниз ее положительные значения. Откладывая их значения из таблицы расчетных нагрузок на шатунную шейку, таблица 6, с центра Ошш для последовательных углов п. к.в. получаем соответствующие им точки конца вектора Rшш.
Полученные точки последовательно, в порядке нарастания углов п. к.в., соединяются плавной кривой и получаем полярную диаграмму силы Rшш с центром в точке Ошш.
Рисунок 9- Построение полярной диаграммы нагрузки на шатунную шейку коленчатого вала
Луч, проведенный из центра Ошш в любую точку линии полярной диаграммы, отражает направление действия силы Rшш относительно центра шатунной шейки и ее значение. Значение Rшш можно определить путем прямого измерения длины (в мм) вектора с последующим умножением результата на ранее принятый масштаб сил при построении полярной диаграммы. Значения, результирующей силы Rшш занесите в таблицу 6 расчетных нагрузок на шатунную шейку.
Для определения общего характера изменения результирующей силы Rшш, определения ее экстремальных и среднего значений представляем силу Rшш в виде графической зависимости в прямоугольных координатах Rшш-ц. Значения силы принять из таблицы расчета и отложите их, с соблюдением масштаба м Rшш, на ординате текущего угла п. к.в.
На диаграмме Rшш, представленной в прямоугольных координатах Rшш-ц, выполните отметку ее максимального Rшш мах и минимального Rшш min значения. Среднее значение результирующей силы Rшш ср определите также простым подсчетом площади FRшш под кривой Rшш-f(ц) с последующим делением на длину оси ц в мм в координатах Rшш-ц.
Rшш ср= (FRшш /720)* μц (38).
FRшш в (мм2); μц=20 п. к.в./мм
