TÍNH TOÁN KIỂM TRA PISTON ĐỘNG CƠ XĂNG

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM KHOA KĨ THUẬT ÔTÔ BÀI TẬP HỌC PHẦN BỔ SUNG TÍNH TOÁN KIỂM TRA PISTON ĐỘNG CƠ XĂNG GVHD TRẦN HOÀNG LUÂN SVTH LỤC VĂN BẰNG LỚP C13A OTO1 TPHCM07 2016 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM KHOA KĨ THUẬT ÔTÔ BÀI TẬP HỌC PHẦN BỔ SUNG TÍNH TOÁN KIỂM TRA PISTON ĐỘNG CƠ XĂNG TPHCM07 2016 LỜI NÓI ĐẦU Sau khi học xong môn động cơ đốt trong cùng một số môn cơ sở khác (sức bền vật liệu,.

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM KHOA KĨ THUẬT ƠTƠ BÀI TẬP HỌC PHẦN BỔ SUNG TÍNH TỐN KIỂM TRA PISTON ĐỘNG CƠ XĂNG GVHD: TRẦN HOÀNG LUÂN SVTH: LỤC VĂN BẰNG LỚP C13A.OTO1 TPHCM/07-2016 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THƠNG VẬN TẢI TPHCM KHOA KĨ THUẬT ÔTÔ BÀI TẬP HỌC PHẦN BỔ SUNG TÍNH TỐN KIỂM TRA PISTON ĐỘNG CƠ XĂNG TPHCM/07-2016 LỜI NĨI ĐẦU Sau học xong mơn động đốt số môn sở khác (sức bền vật liệu, lý thuyết, vật liệu học…) em giao tập mơn “Tính tốn thiết kế động đốt trong” Đây phần quan trọng nội dung học tập sinh viên nhằm tạp điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiếm thức học để giải số vấn đề ngành Trong tập em giao nhiệm vụ tính tốn kiểm tra piston động xăng động cao tốc Trong trình thực tập, em cố gắng tìm tịi, tài liệu, làm việc nghiêm túc với mong muốn hồn thành tập tốt Tuy nhiên, thời gian có hạn việc hồn thành tập lần khơng thể khơng có thiếu sót Em mong góp ý chân thành thầy đọc giả để tập em hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn Sinh viên thực Lục Văn Bằng CHƯƠNG MÔ TẢ KHÁI QT CHUNG VỀ NHĨM PISTON 1.1 Pistơng 1.1.1 Nhiệm vụ: Piston chi tiết máy quan trọng thuộc cấu trục khuỷu – truyền động đốt trong, có nhiệm vụ với nắp máy, xylanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời trưyền lực khí thể cho truyền nhận lực từ truyền để nén hỗn hợp khí- nhiên liệu Ngồi mơt số động hai kỳ, píston cịn có nhiệm vụ đóng mở cửa nạp thải cấu phối khí 1.1.2 Điều kiện làm việc Do điều kiện làm việc piston khắc nghiệt, cụ thể là: a Tải trọng học lớn có chu kỳ Do lực khí thể Pz lực quán tính Pj gây nên áp suất khí thể tăng đột ngột Pz=10 ÷ 12 (MPa) Các lực biến thiên theo chu kỳ nên gây va đập dội chi tiết máy, nhóm piston,xilanh truyền, làm cho piston bị biến dạng gây hỏng b Tải trọng nhiệt Do tiếp xúc với nhiệt độ trình cháy đạt 27000C K gây tác hại sau: - Gây ứng suất nhiệt lớn làm rạn nứt cục bộ, giảm độ bền piston - Gây biến dạng làm piston bị bó kẹt xilanh tăng ma sát piston xilanh - Giảm hệ số nạp làm giảm cơng suất động - Dầu nhờn chóng bị phân hủy - Động xăng gây tượng cháy sớm cháy kích nổ c Ma sát ăn mịn hố học Piston làm việc thường trạng thái nửa khô, thiếu dầu bôi trơn nên ma sát lớn Ngồi đỉnh piston ln tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mịn hóa học thành phần sinh trình cháy Do yêu cầu thiết kế piston cần đảm bảo: - Dạng piston tạo thành buồng cháy tốt - Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ bó kẹt - Có trọng lượng nhỏ để giảm lực qn tính - Đủ bền đủ độ cứng vững để tránh biến dạng lớn - Đảm bảo bao kín buồng cháy để cơng suất động khơng giảm tiêu hao dầu nhờn 1.1.3 Vật liệu chế tạo piston: Vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định lâu dài điều kiện làm viêc khắc nghiệt nêu Trong thực tế số vật liệu sau dùng để chế tạo piston: Gang: Thường dùng gang xám, gang dẻo, gang cầu Gang có sức bền nhiệt bền học cao, hệ số giãn dài nhỏ nên khó bị bó kẹt, dễ chế tạo rẻ Tuy nhiên gang nặng nên lực quán tính piston lớn gang dùng động tốc độ thấp Mặt khác hệ số dẫn nhiệt gang nhỏ nên nhiệt độ đỉnh piston cao Hợp kim nhôm: hợp kim nhơm có nhiều ưu điểm nhẹ, hệ số dẫn nhiệt lớn, hệ số ma sát với gang nhỏ, dễ đúc, dễ gia công nên dùng phổ biến để chế tạo piston Tuy nhiên hợp kim nhôm có hệ số giãn nở dài lớn nên khe hở piston xylanh phải lớn để tránh bó kẹt Do lọt khí nhiều từ buồng cháy xuống hộp trục khuỷu, động khó khởi động có tiếng gõ piston đổi chiều Ở nhiệt độ cao sức bền pittơng giảm nhiều Ví dụ nhiệt độ tăng từ 288 o K lên 623o K sức bền hợp kim nhôm giảm 65% đến 70% sức bền gang giảm 18% đến 20% Mặt khác piston làm hợp kim nhôm chịu mịn đắt 1.1.4 Kết cấu piston Pittơng gồm có phần chính: Hình 1.1: Sơ đồ kết cấu piston a Đỉnh piston : Là phần piston, với xylanh nắp xylanh tạo thành buồng cháy Các dạng đỉnh piston động xăng động điêzel thường dùng giới thiệu hình 1.1 Có thể chia dạng đỉnh thành loại lớn: đỉnh bằng, đỉnh lồi đỉnh lõm a b c d e f g h i Hình 1.2: Các dạng đỉnh piston Đỉnh (hình 1.2 a) loại phổ biến Nó có diện tích chịu nhiệt bé nhất, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Loại đỉnh hay dùng cho piston động xăng có tỷ số nén thấp động điezel có buồng cháy dự bị xốy lốc Đỉnh lồi (hình 1.2 b) Có độ cứng vững cao, khơng cần gân tăng bền đỉnh nên trọng lượng piston nhỏ diện tích chịu nhiệt lớn nên nhiệt độ đỉnh thường cao đỉnh Loại đỉnh lồi thường dùng cho động xăng có buồng cháy chỏm cầu, xupáp treo (như động Craysow, plinut…) động xăng hai kỳ công suất nhỏ PD-10, Solex… Đỉnh lõm (hình 1.2 d), tạo xốy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho q trình hình thành khí hỗn hợp cháy Tuy nhiên sức bền diện tích chịu nhiệt lớn so với đỉnh Loại đỉnh dùng cho động xăng động diesel - Đỉnh chứa buồng cháy loại đỉnh thường gặp động diesel Đối với động diesel có buồng cháy đỉnh piston, kết cấu buồng cháy phải thoả mãn điều kiện sau tùy trường hợp cụ thể: +Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy hướng chùm tia nhiên liệu để tổ chức tạo thành hỗn hơp tốt (hình 1.2 e) +Phải tận dụng xốy lốc khơng khí trình nén, hìng (1.2 c,f):buồng cháy omega;hình (2g) buồng cháy đenta; hình (1.2 h) buồng cháy MAN b Đầu piston : Đường kính đầu piston thường nhỏ đường kính thân thân piston phần dẫn hướng piston Kết cấu đầu piston phải bảo đảm yêu cầu sau: Bao kín tốt cho buồng cháy nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cácte dầu dầu bôi trơn từ te sục lên buồng cháy Thông thường người ta dùng xécmăng để bao kín Có hai loại xécmăng xécmăng khí để bao kín buồng cháy xécmăng dầu để ngăn dầu sục lên buồng cháy Số xécmăng tuỳ thuộc vào loại động cơ: +Động xăng: – xécmăng khí, – xécmăng dầu +Động diesel cao tốc: – xécmăng khí, – xécmăng dầu +Động diesel tốc độ thấp: – xécmăng khí, – xécmăng dầu Tản nhiệt tốt cho xécmăng phần lớn nhiệt piston truyền qua xécmăng cho xylanh đến môi chất làm mát Để tản nhiệt tốt cho piston thường dùng kết cấu đầu piston sau: - Phần chuyển tiếp đỉnh đầu có bán kính R lớn - Dùng gân tản nhiệt đỉnh piston - Tạo rãnh ngăn nhiệt đầu piston để giảm nhiệt lượng truyền cho xécmăng thứ - Làm mát đỉnh piston - Vấn đề sức bền: Tăng bền cho phần đầu piston chủ yếu gân đỉnh gân nối liền với bệ chốt, cần phải lựa chọn kiểu gân hợp lý để dễ thao tác đúc piston c Thân piston Tác dụng thân piston dẫn hướng cho piston chuyển động tịnh tiến theo phương đường tâm xylanh chịu lực ngang N Khi thiết kế phần thân piston thường phải giải vấn đề sau: + Chiều dài thân piston Chiều dài thân piston định điều kiện áp suất tiếp xúc, lực ngang N gây ra, phải nhỏ áp suất tiếp xúc cho phép + Vị trí lỗ bệ chốt + Vị trí tâm chốt bố trí cho piston xylanh mịn đều, đồng thời giảm va đập gõ piston đổi chiều Một số động có tâm chốt lệch với tâm xylanh giá trị phía cho lực ngang N max giảm để hai bên chịu lực N piston xylanh mòn Trạng thái biến dạng piston giới thiệu hình 1.4 N a b c Hình 1.4: Trạng thái biến dạng chốt piston Hình 1.4.a trạng thái biến dạng thân piston chịu nhiệt độ cao Do kim loại tập trung phần bệ chốt nên chịu nhiệt thân piston giãn nở theo đường tâm chốt Hình 1.4.b trạng thái biến dạng thân piston piston chịu lực khí thể Áp suất khí thể uốn cong đỉnh làm thân bị biến dạng theo phương đường tâm chốt Hình 1.4.c trạng thái biến dạng piston thân chịu tác động lực ngang Chiều biến dạng trùng với phương đường tâm chốt Để khắc phục tình trạng bó piston người ta thường dùng biện pháp thiết kế sau: - Chế tạo thân piston có dạng van, trục ngắn trùng với phương đường tâm chốt - Tiện vát đúc lõm hai đầu bệ chốt để lại cunng khoảng 900  100 để chịu lực mà không ảnh hưởng nhiều đến phân bố lực -Xẻ rãnh chữ T, chữ U ngược rãnh ngang rãnh xéc măng dầu - Đúc gắn miếng hợp kim vào vùng bệ chốt để hạn chế giãn nở vùng bệ chốt Do trạng thái nhiệt piston giảm dần từ phía đỉnh xuống đến chân piston nên khe hở piston xylanh giảm dần d Chân piston Chân piston thường có vành đai để tăng độ cứng vững vùng mặt trụ vành đai thường chuẩn công nghệ gia công piston nơi điều chỉnh trọng lượng piston phân nhóm lắp ráp Sai lệch trọng lượng piston nhóm khơng vượt q (0.2  0.6)% động ô tô 1.2 Chốt piston 1.2.1 Nhiệm vụ Chốt piston chi tiết nối piston với truyền truyền lực tác dụng piston cho truyền để làm quay trục khuỷu Vì chi tiết máy có kết cấu đơn giản lại quan trọng, yêu cầu có độ bền độ tin cậy cao 1.2.2 Điều kiện làm việc Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao điều kiện bơi trơn khó khăn 1.2.3 Vật liệu chế tạo Để đảm bảo độ tin cậy cao, người ta thường dùng loại thép hợp kim thành phần bon thấp để chế tạo chốt piston như: 20Cr; 15CrM; 18CrNiM… Để tăng độ cứng vững cho bề mặt, tăng sức bền mỏi chốt thấm than, xianua hoá, tơi cao tần mạ bóng 1.2.4 Kết cấu kiểu lắp ghép chốt piston a Kết cấu: Kết cấu chốt piston đơn giản, có dạng hình trụ rỗng nhẹ Các chốt khác phần ruột, cụ thể: a b c d e Hình 1.5: Chốt piston - Mặt có dạng hình trụ (hình 1.5a) có ưu điểm dễ chế tạo vật liệu phân bố lại không hợp lý, trọng lượng lớn - Mặt có dạng (như hình 1.5b, c, d, e) có kết cấu phức tạp chốt nhẹ có sức bền đồng Vì loại chốt thường dùng động cao tốc Kích thước đường kính ngồi chốt phải thiết kế theo hệ trục để việc lắp ghép đạt yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo khe hở lắp ghép với bệ chốt khe hở lắp ráp với đầu nhỏ truyền b Các kiểu lắp ghép chốt piston: a b c Hình 1.6: Các kiểu lắp ghép chốt piston Hình a.Lắp cố định chốt piston đầu nhỏ truyền Hình b Lắp cố định chốt piston bệ chốt Hình c Lắp tự chốt piston  Cố định chốt đầu nhỏ truyền (Hình 1.6a) Khi chốt phải lắp tự bệ chốt Do giải vấn đề bôi trơn mối ghép với truyền nên thu hẹp bề rộng đầu truyền tăng chiều dài bệ chốt, giảm áp suất tiếp xúc mòn  Cố định chốt piston bệ chốt (hình 1.6b) Khi chốt phải lắp tự truyền Cũng giống phương pháp giải vấn đề bôi trơn cho bệ chốt nên rút ngắn chiều dài bệ để tăng chiều rộng đầu nhỏ truyền, giảm áp suất tiếp xúc mối ghép Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực chốt thay đổi nên tính chịu mỏi chốt  Lắp tự hai mối ghép (hình1 6c) Khi lắp ráp, mối ghép chốt bạc đầu nhỏ truyền mối ghép lỏng, mối ghép với bệ chốt piston mối ghép trung gian có độ dơi 0,01  0,02(mm) động ô tô Trong qúa trình làm việc nhiệt độ cao, piston làm hợp kim nhôm giãn nở nhiều chốt piston nên chốt pittơng tự xoay Khi mặt phẳng chịu lực Chiều dày phần thân s1 s1  (0, 02  0, 03) D 0,002 m s1  (0, 02  0, 03)0, 08  (0, 0016  0, 0024) Số xéc măng khí Số xéc măng dầu khí t  (1/ 25  1/ 32) D t  (1/ 25  1/ 32)0, 08  (0, 0032  0, 0025) a  (0,3  0, 6)t a  (0,3  0, 6)0.03  (0, 009  0, 018) Chiều dày bề rãnh xéc a1  15mm Chiều dày hướng kính t Chiều cao a xéc măng măng khí a1 0,003 m 0,015 m 0,015m CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM BỀN 3.1 Tính đỉnh piston Đỉnh piston chịu lực phức tạp, trạng thái ứng suất phức tạp, vừa chịu tải trọng học vừa chịu tải trọng nhiệt Do việc tính toán tiến hành theo phương pháp gần đúng, với giả nhiết định Piston động xăng có dạng đỉnh bằng, dày nên coi đỉnh piston có chiều dày đồng đặt gói tựa hình trụ rỗng xem áp suất khí thể pz phân bố đồng Ta chọn loại piston đỉnh dày, có gân Lực khí thể Pz = 𝑝𝑧 × 𝐹𝑝 phản lực gây uốn đỉnh piston tiết diện x-x Lực khí thể tác dụng lên đỉnh piston có trị số: Pz  D  0, 082  pz  6,195  0, 016 [MN] 8  PZ  0,016   0,032 [MN] Lực tác dụng lên trọng tâm đường tròn: 𝑦1 = 2𝐷 [𝑚𝑚] 3𝜋 Phản lực phân bố nửa đường trịn đường kính Di có trị số 𝑃𝑧⁄ tác dụng lên trọng tâm nửa cách trục x-x khoảng: 𝑦2 = 𝐷𝑖 [𝑚𝑚] 𝜋 Theo [1] ta có: Mu  Pz P D D ( y2  y1 )  z  i   2 3  Coi Di gần D thì: M u  pz D 1  pz D   6,195  0, 083  1,3216 104 (MN.m) 6 24 24 Mô đun chống uốn tiết diện đỉnh: Wu  Theo ([1],1-3) D 0, 08  0, 0042   2,13 107 6 [m] u  Mu D2 0, 082  pz  6,195  619,5 Wu 4  0, 0042 ( MN ) m2 Với: 𝛿- chiều dày đỉnh piston; 𝛿 = 4(𝑚𝑚) = 0,004(𝑚) 𝑝𝑧 - áp suất lực khí thể; 𝑝𝑧 = 6,195 [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] Đối với hợp kim gang, đỉnh có gân: [𝜎𝑢 ] = 100 − 200 [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] Vậy 𝜎 > [𝜎] nên không thỏa mãn điều kiện Ta chọn lại chiều dày đỉnh   5, 6(m)  0, 0056(mm) : Lực khí thể tác dụng lên đỉnh piston có trị số: Pz  D  0, 082  pz  6,195  0, 0155 8  PZ  0,0156   0,031 [MN] [MN] Lực tác dụng lên trọng tâm đường tròn: 𝑦1 = 2𝐷 [𝑚𝑚] 3𝜋 Phản lực phân bố nửa đường trịn đường kính Di có trị số 𝑃𝑧⁄ tác dụng lên trọng tâm nửa cách trục x-x khoảng: 𝑦2 = 𝐷𝑖 [𝑚𝑚] 𝜋 Momen uốn đỉnh là: Mu  Pz P D D ( y2  y1 )  z  i   2 3  Coi Di ≈D thì: M u  pz D 1  pz D   6,195  0, 083  1,3216 104 (MN.m) 6 24 24 Mô đun chống uốn tiết diện đỉnh: Wu  D 0, 08  0, 00562   4,1813 107 [m] 6 Do ứng suất uốn đỉnh piston: u  Mu D2 0, 082  pz  6,195  316, 07 Wu 4  0, 00562 ( MN ) m2 Với: 𝛿- chiều dày đỉnh piston: 𝛿 = 5,6[𝑚𝑚] 𝑝𝑧 - áp suất lực khí thể: 𝑝𝑧 = 6,195 [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] Đối với hợp kim gang, đỉnh có gân: [𝜎𝑢 ] = 100 − 200 [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] Vậy 𝜎 > [𝜎] không thỏa mãn điều kiện 3.2 Tính nghiệm bền đầu piston Tiết diện I-I hình vẽ tiết diện suy yếu đầu piston (tiết diện cắt ngang qua rãnh xécmăng dầu) Tiết diện chịu kéo phần khối lượng mI  I phía chịu nén lực khí thể q trình cháy, giãn nở Vì vậy, để kiểm tra xem đầu piston có đảm bảo bền hay không ta cần phải xác định ứng suất kéo ứng suất nén tiết diện I-I 3.2.1 Ứng suất kéo  k : ADCT: k  PjI FI  I  m I  I j max FI  I ( MN / m ) Trong đó: + mI  I khối lượng phía tiết diện I-I (kg) mI  (0,  0, 6)mnp  mI  0,5mnp  0,5  0,5  0, 25 (kg) ( m / s2 ) + j max gia tốc lớn piston + FI I diện tích tiết diện I-I Tính diện tích FI  I tiết diện I-I: Theo [3] ta có: D1  D  2t  0, 08  2.0, 003  0, 074 D  D1  s  0, 074  (2  0, 006)  0, 062 (m) Trong đó: D1: đường kính xéc măng D2 đường kính piston t: chiều dày hướng kính s: chiều dày phần đầu FI  I   ( D12  D22 )  3,14 (0, 0742  0, 0622 )  1, 28.10 3 (m) Tính gia tốc lớn piston ADCT: J  R cos    cos 2  Trong đó: -  trơng số kết cấu,   0, 26 -R bán kính quay trục khuỷu : R  S 0, 08   0, 04 2 (m) -  vận tốc góc piston (rad/s) xác định theo công thức 2. n  60 2.3,14.6000    628(rad / s) 60 Từ biểu thức tính gia tốc J ta nhận thấy J đạt giá trị cực đại    cos   Khi ta có: J max  R. (1   ) J max  0, 04.6282 (1  0, 26)  20034, k  mI  I J max 0, 25.20034   3912890 FI  I 1, 28.103 (m / s ) (N/m2 ) = 3,91289 (MN/m2) Vậy  k  3,91289  [ ]  10 MN/m2 Nên piston thỏa điều kiện kéo 3.2.2 ứng suất nén P  D2 3,14  0, 082 n  Z  pz max   6,195  24,31 3 FI  I FI  I 1, 28 10 (MN/m2) Vậy  n  24.31 (MN/m2)<  n  = 40 (MN/m2) đầu piston thỏa mãn điều kiện chịu nén 3.3 tính nghiệm bền thân piston Mục đích chủ yếu việc tính bền thân piston chọn chiều cao thân để áp suất piston nén lên xylanh không lớn tạo điều kiện dễ bơi trơn đỡ hao mịn ADCT: 𝐾𝑡ℎ = 𝑁𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑁 [ ] 𝐷𝑙𝑡ℎ 𝑚2 Ở đây: 𝑁𝑚𝑎𝑥 - Lực ngang lớn 𝐾𝑡ℎ - áp suất tiếp xúc thân với xylanh; với loại động khảo sát loại động cao tốc, xăng nên: [𝐾𝑡ℎ ]= (0,6-1,2) [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] Theo tài liệu tham khảo, ta tính chiều dài thân piston: 𝑙𝑡ℎ = Với [𝐾𝑡ℎ ] = 1,2[ 𝑀𝑁 𝑚2 Với [𝐾𝑡ℎ ] = 0,6 [ 𝑁𝑚𝑎𝑥 𝐾𝑡ℎ 𝐷 ]: 𝑀𝑁 𝑚2 lth  0, 005  0, 0651 (m) 1, 2.0, 082 lth  0, 005 1,302 0, 6.0, 082 ]: (m) Như để tạo điều kiện dễ hình thành màng dầu bôi trơn, chiều dài thân piston nằm khoảng ( 0, 0651 -1,302) [mm] Áp suất tiếp xúc bệ chốt piston xác định theo công thức tương tự: 𝐾𝑏 = 𝑃𝑧 𝑀𝑁 [ ] 2𝑑𝑐𝑝 𝑙𝑙 𝑚2 Trong đó: 𝑑𝑐𝑝 - Đường kính chốt piston 𝑙𝑙 - chiều dài làm việc bệ chốt Ta chọn 𝑙𝑙 = 0,024 [m] Thay vào công thức ta được: 𝐾𝑏 = 0,032 𝑀𝑁 = 25,83 ( ) 2.0,025.0,024 𝑚 Áp suất tiếp xúc cho phép: [𝐾𝑏 ] = 25 − 40 ( Vậy 25 ( 𝑀𝑁 𝑚2 𝑀𝑁 𝑚2 ) ) ≤ Kb=25,83 ( 𝑀𝑁 𝑚2 ) ≤ 40 ( 𝑀𝑁 𝑚2 ).thỏa yêu cầu đề 3.4 tính nghiệm bền chốt piston Chốt piston làm việc trạng thái chịu uốn, chịu cắt, chịu va đập chịu biến dạng Vì phải tính sức bền chốt piston trạng thái chịu lực 3.4.1 tính ứng suất uốn Theo ([1],1-10) ta xác định mômen uốn chốt: Mu  Pz  l ld     2  (MN.m) Môdun chống uốn tiêt diện chốt piston: Wu  4  (d cp  d ) 32 d ch  0,1d cp3 (1   ) 𝑑𝑐ℎ - Đường kính chốt piston 𝑑0 - Đường kính chốt piston 𝛼= 𝑑0 𝑑𝑐𝑝 : Hệ số độ rỗng chốt l- khoảng cách gối ld- chiều dày đầu nhỏ truyền Hệ số độ rỗng chốt: 𝛼= 𝑑0 0,018 = = 0,72 𝑑𝑐𝑝 0,025 Nếu coi chiều dài chốt piston 𝑙𝑐𝑝 ≈ 3𝑙𝑙 𝑙𝑙 ≈ 𝑙𝑑 ứng suất uốn chốt piston tính theo công thức: 𝜎𝑢 = 𝑀𝑢 𝑊𝑢 = 𝑃𝑧 (𝑙𝑐𝑝 +0,5𝑙𝑑 ) (1−𝛼 ) 1,2𝑑𝑐𝑝 = 0,031(3.0,024+0,5.0,024) 1,2.0,0253 (1−0,724 ) Vậy  u  189,91,  u  150  189,91  250 = 189,91 𝑀𝑁 𝑚2  ứng suất uốn chốt piston thỏa yêu cầu đề ( 𝑀𝑁 𝑚2 ) 3.4.2 ứng suất cắt Ứng suất cắt xác định theo công thức: 𝜏𝑐 = 𝑃𝑧 𝑀𝑁 [ ] 2𝐹𝑐𝑝 𝑚2 Ở đây: 𝐹𝑐𝑝 - Tiết diện ngang chốt piston Theo tài liệu tham khảo tiết diện ngang chốt piston xác định sau: 𝐹𝑐𝑝 = −𝑑 ) 𝜋.(𝑑𝑐𝑝 = 2,36 10−4 Ứng suất cắt: c  Pz 0,031   65,67 2Fcp  2,36.104 (MN/m2) Đối với vật liệu chốt thép hợp kim có ứng cắt cho phép: [𝜏𝑐 ] = (50 − 70) [ 𝑀𝑁 𝑚2 ] → đảm bảo điều kiện bền 3.4.3 Ứng suất tiếp xúc đầu nhỏ truyền Mục đích việc tính áp suất đầu nhỏ truyền kiểm tra điều kiện bôi trơn chốt piston ADCT: 𝐾𝑑 = 𝑃𝑧 0,031 𝑀𝑁 = = 51,67 [ ] 𝑙𝑑 𝑑𝑐𝑝 0,024.0,025 𝑚 Ứng suất cho phép: 𝑀𝑁 Với chốt piston lắp cố định [𝐾𝑑 ] = 30 − 40 [ thỏa mãn Ta chọn lại: Đường kính chốt piston dcp=0,025m Chiều dài bệ chốt ll =0,034m Đường kính chốt d0=0,018m Áp suất tiếp xúc bệ chốt: 𝑚2 ] Như điều kiện bôi trơn không 𝐾𝑏 = 𝑃𝑧 0,032 𝑀𝑁 = = 18,82 [ ] 2𝑑𝑐𝑝 𝑙𝑙 2.0,025.0,034 𝑚 Đối với kiểu lắp tự K