Đồ án môn học tính toán thiết kế động cơ đốt trong nhóm piston thanh truyền

Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå 3.Âàûc âiãøm kãút cáúu v toạn sỉïc bãưn nhọm piston - truưn âäüng cå VAZ 2103 : 3.1 Nhoïm piston : Nhoïm piston âäüng cå VAZ 2103 gäưm cọ piston, chäút piston, vng hm chäút piston, xẹcmàng khê, xẹcmàng dáưu 3.1.1.Nhiãûm vủ, âiãưu kiãûn lm viãûc v váût liãûu chãú tảo piston : 3.1.1.1 Nhiãûm vủ, âiãưu kióỷn laỡm vióỷc : - Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc ca âäüng cå, nhọm piston cọ nhiãûm vủ chênh sau : + Bo âm bao kên bưng chạy, giỉỵ khäng cho khê chạy lt xúng cạcte v ngàn khäng cho dáưu nhåìn tỉì häüp trủc khuu sủc lãn bưng chạy + Tiãúp nháûn lỉûc khê thãø thäng qua truưn, truưn xúng trủc khuu lm quay trủc khuu quạ trỗnh chaùy vaỡ giaợn nồớ ; neùn khờ quaù trỗnh neùn ; õỏứy khờ khoới xylanh tong quaù trinh thi v hụt khê nảp måïi vo bưng chạy quaù trỗnh naỷp - Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc ca âäüng cå, piston chëu lỉûc ráút låïn, nhiãût âäü ráút cao v ma sạt mi mn låïn, lỉûc khê thãø, lỉûc quạn v piston tiãúp xục våïi sn váût chạy åí nhiãût âäü cao, thiãúu dáưu bäi trån gáy nãn æïng suáút cå hoüc, æïng suáút nhiãût v àn mn hoạ hc piston + Ti troỹng cồ hoỹc: quaù trỗnh chaùy, họứn hồỹp khờ chạy sinh ạp sút ráút låïn bưng chạy,trong caùc chu trỗnh cọng taùc cuớa õọỹng cồ, aùp suỏỳt khê thãø tạc dủng lãn âènh piston cọ trë säú thay âäøi ráút nhiãưu, âọ lỉûc khê thãø cọ va âáûp låïn, v säú vng quay ca âäüng cå cao nãn lỉûc quạn tạc dủng lãn piston cng ráút låïn + Ti trng nhiãût: Trong quạ trỗnh chaùy piston tióỳp xuùc vồùi khờ chaùy coù nhióỷt âäü cao (2300 ÷ 2800)oK nãn nhiãût âäü ca piston,nháút l nhiãût âäü ca pháưn âènh piston v xẹcmàng khê thỉï nháút cng ráút cao (500 ÷ 800)oK , nhiãût âäü ca piston cao gáy cạc tạc hải:sinh ỉïng sút nhiãût låïn lm rản nỉït piston ; Gáy biãún dảng lm bọ kẻt piston xylanh, tàng ma sạt giỉỵa piston v xylanh ; Lm gim sỉïc bãưn ,tøi th piston ; Gim hãû säú nảp, nh hỉåíng âãún cäng sút âäüng cå ; Lm dáưu nhåìn chọng bë phán hu + Ma sạt v àn mn hoạ hoỹc: quaù trỗnh laỡm vióỷc piston chởu ma saùt låïn thiãúu dáưu bäi trån, lỉûc ngang N ẹp piston vo xylanh ngoi lỉûc khê thãø, lỉûc quạn Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå v nhiãût âäü cao lm piston bë biãún dảng lm tàng ma sạt Do piston ln tiãúp xục våïi sn váût chạy åí nhiãût âäü cao nãn bë sn váût chạy àn mn.Do cạc âiãưu kiãûn trãn nãn chãú tảo piston phi âm bo cạc u cáưu sau: - Âènh piston tảo thnh bưng chạy täút, âm bo bao kên - Tn nhiãût täút, trạnh kêch näø, gim ỉïng sút nhiãût -Trng lỉåüng nh âãø gim lỉûc quạn - Â bãưn, â âäü cỉïng vỉỵng âãø trạnh biãún dảng quạ låïn - Chëu mi mn täút 3.1.1.2 Váût liãûu chãú tảo piston âäüng cå VAZ 2103 : - Âãø âm bo cạc âiãưu kiãn lm viãûc ca piston trãn, nãn váût liãûu chãú tảo piston phi âm bo cạc u cáưu sau : + Cọ sỉïc bãưn låïn åí nhiãût âäü cao v ti trng thay âäøi + Trng lỉåüng riãng nh + Hãû säú gin nåí nh, hãû säú dáøn nhiãût låïn + Chäúng âỉåüc sỉû àn mn hoạ hc ca khê chạy v chëu mi mn ma sạt täút âiãưu kiãn nhiãût âäü cao v bäi trån kẹm - Piston âäüng cå CMD 14 âỉåüc chãú tảo bàịng håüp kim nhäm 3.1.2.Phán têch kãút cáúu piston : - Âènh piston: Âènh piston âäüng cå CMD 14 l loải âènh õổồỹc õuùc loợm nhổ hỗnh veớ muỷc õờch laỡ õóứ tảo sỉû xoạy läúc v âãø tảo häøn håüp nhiãn liãûu v khäng khê täút hån - Âáưu piston: Lm nhiãûm vủ bao kên bưng chạy Trãn bãư màût trủ ngoi ca piston cọ khoẹt rnh âãø làõp xẹcmàng khê v rnh làõp xẹcmàng dáưu, åí cạc rnh làõp xẹcmàng dáưu v åí dỉåïi mäüt tê ngỉåìi ta khoan cạc läù âãø dáøn dáưu vo bãn piston, säú läù khoan trãn mäùi haìng : 12 läù Φ2 Trãn piston âäüng cå CMD 14 ngỉåìi ta bäú trê rnh xẹcmàng dáưu nàịm vãư phêa ca bãû chäút piston Khi toạn thiãút kãú âáưu piston cáưn chụ gii quút váún âãư : Tn nhiãût, váún âãư bao kên v sỉïc bãưn - Thán piston: Lm nhiãûm vủ dáøn hỉåïng cho piston chuøn âäüng xylanh v chëu lỉûc ngang N + Chiãưu di thán piston lth = 101 mm + Vë trê cuía läù bãû chäút piston tỉì âènh piston : h = 88 mm Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå Âãø khàõc phủc hiãn tỉåüng bọ kẻt piston ngỉåìi ta tiãûn vạt båït màût thán piston åí phêa hai âáưu bãû chäút - Xẹcmàng: Âỉåüc chãú tảo bàịng gang håüp kim, trãn bãư màût ngoi (màût lỉng) xẹcmàng âỉåüc mả cräm âãø hản chãú mi mn Xẹcmàng khê säú v cọ rnh lm trãn bãư màût (màût bủng) âãø tàng cháút lỉåüng nẹn ca - Chäút piston: âỉåüc chãú tảo bàịng thẹp v räøng bãn Chäút piston âỉåüc làõp tỉû do, cạc vng hm làõp bãû chäút piston giỉỵ cho dëch chuøn dc trủc, mäúi làõp giỉỵa chäút piston vaì bãû chäút pisston laì mäúi làõp chàût, coìn mäúi làõp giỉỵa chäút v âáưu nh truưn l làõp loíng dch lth db H h a a1 c + 3.1.3.Tênh toạn kiãøm nghiãûm bãưn piston : 3.1.3.1.Cạc kêch thỉåïc cå bn ca piston : D = 120(mm) - Âỉåìng kênh piston H = 158(mm) - Chiãưu cao (chiãưu di) piston l d = 51(mm) - Chiãưu di âènh piston l th = 101( mm) - Chiãưu di thán piston δ = 12(mm) - Chiãưu dy âènh - Khong cạch c tỉì âènh âãún xẹcmàng thỉï nháút : c = (1,0 ÷ 2,0).δ ; c = 24(mm) h = 88(mm) - Vë trê ca chäút piston tỉì âènh piston Vë trê ca chäút piston tỉì chán piston h1 = 70(mm) s = (0,05 ÷ 0,1).D ; choün - Chiãưu dy s ca pháưn âáưu piston s = 12(mm) s1 = ÷ 5(mm) - Chiãưu dy pháưn thán piston Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå d cp = (0,3 ÷ 0,45).D ; d cp = 42(mm) - Âỉåìng kênh chäút piston d = (0,6 ÷ 0,8).d cp - Âỉåìng kênh läù trãn chäút piston ; d = 29(mm) - Âỉåìng kênh bãû chäút piston d b = (1,3 ÷ 1,6).d cp ; d b = 60(mm) - Säú xeïcmàng khê : ; Säú xeïcmàng dáưu : - Chiãưu dy hỉåïng khênh ca xẹcmàng khê v xẹcmàng dáưu : t = (mm) - Chiãưu cao a ca xẹcmàng khê : a = (mm) - Chiãưu cao ca xẹcmàng dáưu : b = (mm) - Chiãưu dy båì rnh xẹcmàng : a1 = (mm) - Säú läù khoang dáøn dáöu bäi trån trãn rnh xẹc màng dáưu : 12 läù Φ2 - p sút cỉûc âải Pz = 6,4( MN / m ) 3.1.3.2.Âiãưu kiãûn ti trng ca piston: Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ piston chëu tạc dủng ca cạc lỉûc: - Lỉûc khê thãø : Pkt max = Pz F p Pz = 6,4( MN / m ) ; FP = 11309,73.10 −6 (m ) Våïi Pkt = 6,4.11309,73.10 −6 = 72382,3.10 −6 ( MN ) ⇒ - Læûc ngang låïn nháút : N max = a.µ N FP a = N max (âo trãn âäö thë) ; a = 11,669(mm) Våïi µ N = 0,03047( MN / m mm) N max = 11,669.0,03047.11309,73.10 −6 = 4021,2.10 −6 ( MN ) ⇒ - Lỉûc quạn Pj : Pj = m1−1 J max m1−1 = ( 0,4 ÷ 0,6 ).m P ; m P = 2,75(kg ) Våïi choün m1−1 = 0,5.m P = 0,5.2,75 = 1,375(kg ) Gia täúc cỉûc âải J max = 2773,0847(m / s ) Pj = 1,375.2773,0847 = 3812,99( N ) = 3812,99.10 −6 ( MN ) ⇒ 3.1.3.3.Tênh kiãøm mghiãûm bãưn âènh piston: Âènh pittäng chëu lỉûc ráút låïn v phỉïc tảp, trảng thại ỉïng sút cng phỉïc tảp, vỉìa chëu tu trng cå hc v chëu ti trng nhiãût Do âènh pittäng chëu ti trng phỉïc tảp nãn viãûc toạn âènh pittäng cng toạn theo phỉång phạp gáưn âụng, theo nhỉỵng gi thiãút nháút âënh a) Tênh theo phỉång phạp Back : x x - Cäng thỉïc Back xáy dỉûng trãn cạc gi thiãút sau : max Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå Coi âènh pittäng mäüt âéa trn, cọ chiãưu dy âäưng âãưu âàût tỉû trón hỗnh truỷ rọựng + Aùp suỏỳt khờ thóứ PZ tạc dủng lãn âènh pittäng phán bäú âãưu - Lỉûc khê thãø Pkt v phn lỉûc ca gáy ún âènh pittäng Xẹt ỉïng sút ún åí tiãút diãûn x-x - Trãn nỉỵa âènh pittäng, cọ cạc lỉûc tạc dủng sau : Pkt π D + Lỉûc khê thãø : = Pz (MN) tạc dủng lãn trng tỏm + 2 cuớa nổớa hỗnh troỡn, caùch trủc x-x, mäüt âoản y1 = + 2P 3π Phn lỉûc phán bäú trãn nỉía âỉåìng trn âỉåìng kênh Di Pkt , tạc dủng trãn trng tám ca nỉía D hỗnh troỡn, caùch truỷc x-x mọỹt õoaỷn y = i π cng cọ trë säú bàịng - Do âoï âènh piston chëu momen uäún : Pkt P D 2D ( y − y1 ) = kt ( i − ) 2 π 3π D Coi D Di thỗ M u = Pkt i = PZ Di (MNm) 6π 24 D δ Mädun chäúng uäún cuía âènh Wu = i Mu = Do âọ ỉïng sút ún âènh pittäng : σu = Pz Di 6,4.(120.10 −3 ) = = 160( MN / m ) : −3 4.δ 4.(12.10 ) - ỈÏng sút ún cho phẹp ca âènh pittäng (loải håüp kim nhẻ, cọ gán ) [σ u ] = 25 ÷ 190( MN / m ) b) Theo phỉång phạp Orålin : b r Coi âènh piston âènh piston l mäüt âéa trn δ ngm cỉïng vo pháưn âáưu piston - Khi chëu ạp sút Pz phán bäú âãưu trãn âènh, ỉïng sút phạp tuún hỉåïng kênh låïn nháút åí vng näúi tiãúp giỉỵa âènh v âáưu âỉåüc theo cäng thỉïc sau : Trong âọ : ; ξ = r2 σ x = ξ Pz δ ξ :hãû säú xẹt âãún cháút ca ngm cäú âënh Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå D 120 −s = − 12 = 48(mm) 2 48 σ x = 6,4 = 76,8( MN / m ) 12 r = r= ⇒ - ỈÏng sút phạp tuún trãn phỉång tiãúp tuún åí vng näúi tiãúp giỉỵa âènh v âáu âỉåüc theo cäng thỉïc sau : r2 σ y = µ Pz ; δ Trong âọ µ :l hãû säú Poạtsäng, âäúi våïi nhäm choün µ = 0,26 48 σ y = 0,26 6,4 = 19,968( MN / m ) 12 ⇒ - ỈÏng sút cho phẹp âäúi våïi håüp kim nhäm : [σ u ] = 60( MN / m ) 3.1.3.4.Tênh kiãøm nghiãûm bãön âáöu piston: Thỉåìng ỉïng sút trãn tiãút diãûn I-I.Tiãút diãûn ny l tiãút diãûn bẹ nháút càõt qua rnh ca xecmàng dáưu åí âáưu pittäng Tiãút diãûn ny chëu kẹo båíi lỉûc quạn ám låïn nháút khäúi lỉåüng m I − I ca pháưn pittäng phêa trãn tiãút diãûn ny sinh Ngoi cn chëu ỉïng sút nẹn ca lỉûc khê thãø (khäng xẹt lỉûc quạn ) quaù trỗnh chaùy vaỡ giaợn nồớ m J PII = I − I max [ MN / m ] FI − I FI − I = (0,4 ÷ 0,6).m P ; choün m I − I = 0,5.m P = 1,375( kg ) * ỈÏng sút kẹo : σ k = Trong âoï : mI −I π ( DI − d I ) − Fld DI : âỉåìng kênh ngoi ca tiãút diãûn I-I, DI = D - 2.t = 120 - 2.7 =106 mm ; t = 7: chiãưu sáu rnh xẹcmàng dI : âỉåìng kênh ca tiãút diãn I-I, dI = D - 2.(s + t) = 120 - 2.(12+7) = 82 mm ; s : chiãưu dy âáưu piston Fld :diãûn têch tiãút diãn läø dáöu, Fld = 12.(2 × 12) = 288(mm ) FI-I diãûn têch tiãút diãn I-I ; ⇒ FI − I = FI − I = 3,14.(106 − 82 ) − 288 = 3255,7(mm ) = 3255,7.10 −6 (m ) - ỈÏng sút kẹo : σk = Pj FI − I = m I − I J max 1,375.2773,084.10 −6 = = 1,1712( MN / m ) FI − I 3255,7.10 −6 Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå - ỈÏng sút cho pheïp [σ k ] = 10( MN / m ) * ỈÏng sút −3 Pkt Pz π D 6,4.3,14.(120.10 ) σn = FI _ I = 4.FI − I = neïn : = 22,23( MN / m ) 4.3255,7.10 −6 - ỈÏng sút cho phẹp [σ n ] = 25( MN / m ) 3.1.3.5.Tênh kiãøm nghiãûm bãön thán piston : - Tênh thán piston ch úu l chn chiãưu cao ca thán âãø ạp sút ca piston nẹn lãn xylanh khäng låïn quạ v âãø dãø bäi trån Kiãøm nghiãûm theo cäng thæïc sau : K th = Våïi ⇒ N max ( MN / m ) D.l th N max = 4021,2.10 −6 ( MN / m ) D = 120 (mm) ; lth = 101( mm) N max 4021,2.10 −6 K th = = = 0,332( MN / m ) −3 −3 D.l th 120.10 101.10 - Giạ trë cho phẹp ca âäüng cå ä tä täúc õọỹ trung bỗnh : [ K th ] = 0,3 ÷ 0,35( MN / m ) * Tênh kiãøm nghiãûm bãưn bãû chäút piston: - Nhàịm mủc âêch kióứm tra khaớ nng trỗ maỡng dỏửu bọi trồn chäút pittäng Aïp suáút trãn bãû chäút theo cäng thỉïc : Kb = Trong âọ Pz F p 2.d cp l1 = Pkt 2.d cp l1 l1 : chiãöu di bãû chäút tiãúp xục våïi chäút piston; l1 = 26(mm) d cp : âỉåìng kênh chäút piston ; ⇒ Kb = d cp = 42(mm) 6,4.11309,73.10 −6 = 33( MN / m ) −3 −3 2.42.10 26.10 - Ỉïng sút cho phẹp : Âäúi våïi chäút làõp ghẹp tỉû do, piston bàịng håüp kim nhẻ [ K b ] = 20 ÷ 35( MN / m ) 3.1.4.Tênh kiãøm nghiãûm bãön chäút piston : Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn ọỹng Cồ Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc chọỳt piston chởu lỉûc khê thãø v lỉûc quạn ráút låïn, cạc lỉûc ny thay âäøi theo chu k v cọ va âáûp mảnh Chäút piston lm viãûc trảng thại chëu ún, chëu càõt, chëu va âáûp v biãún dảng Sồ õọử chởu lổỷc cuớa chọỳt piston nhổ hỗnh veợ II lâ I lcp l1 II I * Caïc thäng säú l CP = 100(mm) - Chiãưu di chäút pittäng : d cp = 42( mm) - Âỉåìng kênh ngoi chäút : d o = 29(mm) - Âỉåìng kênh chäút : - Chiãưu di âoản làõp våïi âáưu nh truưn l d = 48(mm) - Chiãưu di lm viãûc cuía bãû chäút : l = 26 (mm) * Tênh æïng suáút uäún: Ta coi piston nhæ mäüt dáưm âàût tỉû trãn hai gäúi tỉûa Khi chëu lỉûc khê thãø cỉûc âải ta coi lỉûc Pz/2 tạc dủng åí âiãøm cạnh âáưu mụt chäút piston mäüt khong bàịng 2/3l1 ỈÏng sút ún chäút xạc âënh theo cäng thæïc sau : σu = Våïi ⇒ σu = Pkt (l cp + 2.l1 − 1,5.l d ) α= 1,2.d cp (1 − α ) ( MN / m ) 29 = = 0,6905 ; Pkt = 72382.3,10 −6 ( MN / m ) d cp 42 72382,3.10 −6.(100 + 2.26 − 1,5.48).10 −3 = 84,3( MN / m ) −3 1,2.(42.10 ) (1 − 0,6905 ) Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå - ỈÏng sút ún cho phẹp : Våïi váût liãûu chãú tảo piston l thẹp cạcbon [σ u ] = 60 ÷ 120( MN / m ) - Chäút piston lm viãûc trảng thại chëu ún ,chëu càõt,chëu va âáûpv biãún dảng trảng thại chëu lỉûc ca chäút theo så âäư Khi chëu lỉûc khê thãø chäút bë ún låïn nháút åí tiãút diãûn giỉỵa chäút Mämen chäút cọ thãø xạc âënh theo cäng thỉïc: Mu = Pkt l l d ( − )( MN / m ) 2 - Mäâun chäúng chäúng uäún cuía tiãút diãûn chäút piston: 4 π d cp − d o W = ( ) ≈ 0.1d cp (1 − α ) 32 d cp Trong âọ : l:Khong cạch giỉỵa hai gäúi âåỵ ; l = 48 (mm) l d :Chiãưu di âáưu nh truyãön ; l d = 44(mm) 72382,3.10 −6 48 44 ( − ).10 −3 = 470,5.10 −6 ( MN / m ) 2 −3 Wu = 0,1.(42.10 ) (1 − 0,6905 ) = 5,72456.10 −6 (m ) Mu = Váûy : Mu 470,5.10 −6 = = 83( MN / m ) −6 Wu 5,72456.10 Ỉïng sút ún cho phẹp : [σ u ] = 60 ÷ 120( MN / m ) σu = * ỈÏng sút càõt : Chäút piston chëu càõt åí tiãút diãn II-II Xạc âënh theo cäng thỉïc : τc = Fcp : tiãút diãûn ngang cuía chäút Trong âoï π (d cp − d o ) Fcp = Pkt 2.Fcp π [( 42.10 −3 ) − (29.10 −3 ) ] = = 724,92.10 −6 (m ) Pkt 72382,3.10 −6 = = 50( MN / m ) ⇒ τc = −6 Fcp 2.724,92.10 ỈÏng sút càõt cho phẹp [τ c ] = (50 ÷ 60)( MN / m ) * Ạp sút tiãúp xục trãn âáưu nh truưn : Mủc âêch kiãøm tra âiãưu kiãûn bäi trån chäút pittäng Kd = Pkt 72382,3.10 −6 = = 34,17( MN / m ) l d d cp 44.10 −3.42.10 −3 Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå - Våïi chäút piston làõp tỉû ạp sút cho phẹp : [ K d ] = 20 ÷ 35( MN / m ) * ỈÏng sút biãún dảng : - Âäü biãún dảng trãn tiãút diãûn ngang theo cäng thæïc sau : 0,09.Pkt  + α  ∆d max =   k E.l cp  − α  [ k : hãû säú hiãûu âênh ; k = (1,5 ÷ 15).(α − 0,4) k = ( 5.(0,6905 − 0,4) ) = 0,122577 E : mäâun âaìn häöi E = 2.105 (MN/m2) Våïi ] 0,09.72382,3.10 −6 1 + 0,6905  = 0,122577 = 650,604.10 −8 (m) 2.10 5.100.10 −3 1 − 0,6905  ∆d max - Âäü biãún dảng tỉång âäúi: δ cp = ∆d max 650,604.10 −5 = = 154,905.10 −5 = 0,00154,905(mm / cm) d cp 4,2 [δ ] = 0,002(mm / cm) cp - Do sổỷ bióỳn daỷng thaỡnh hỗnh ovan nón tiãút diãûn ca chäút pittäng sn sinh ỉïng sút biãún dảng Trãn cạc âiãøm ,2,3,4 cọ ỉïng sút låïn nháút - Tải âiãøm 1, trãn màût ngoi (ϕ =  ) ỉïng sút kẹo : Pkt  (2 + α )(1 + α )  σ a ,ϕ =0 = 0,19 − k  l cp d cp  (1 − α )  (1 − α )  σ a ,ϕ =0 = 72382,3.10 −6 100.10 −3.42.10 −3   ( + 0,6905)(1 + 0,6905) − 0,19 .0,122577 − 0,6905  (1 − 0,6905)  σ a ,ϕ = 0 = 12,23.( MN / m ) - Taûi âiãøm trãn màût ngoaìi (ϕ = 90  ) æïng suáút neïn: P  (2 + α )(1 + α ) 0,636  σ a ,ϕ =90 = kt 0,174 − k l cp d cp  (1 − α )  (1 − α )  σ a ,ϕ =90 = σ a ,ϕ =90  ( + 0,6905)(1 + 0,6905) − 0,636 .0,12257 0,174  − 0,6905  (1 − 0,6905)  = 13,112 ( MN / m ) 72382,3.10 −6 100.10 −3.42.10 −3 - Taûi âiãøm trãn màût (ϕ =  ) ỉïng sút nẹn : P  (1 + 2.α )(1 + α )  σ a ,ϕ =0 = − kt 0,19 − k l cp d cp  (1 − α )  (1 − α ) α  σ a ,ϕ =0 = − 72382,3.10 −6 100.10 −3.42.10 −3   (1 + 2.0,6905)(1 + 0,6905) − 0,19 .0,12257 − , 6905 ( ) − , 6905 , 6905   Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå σ a ,ϕ = 0 = − 17,62731( MN / m ) - Taûi âiãøm trãn màût (ϕ = 90  ) ỉïng sút kẹo: Pz  (1 + 2.α )(1 + α ) 0,636  σ a ,ϕ =90 = − 0,174 .k l cp d cp  (1 − α )  (1 − α ) α   (1 + 2.0,6905)(1 + 0,6905) − 0,636 .0,122577  0,174  (1 − 0,6905) 0,6905 − 0,6905   = 18,027( MN / m ) σ a ,ϕ = 90 = σ a ,ϕ =90 - 72382,3.10 −6 100.10 − 3.42.10 − ÆÏng suáút [σ max ] = ( 60 ÷ 170) ( MN / m ) biãún dảng cỉûc âải cho phẹp : 3.1.5.Tênh toạn xẹcmàng: - Xẹcmàng lm viãûc âiãưu kiãn xáúu, chëu nhiãût âäü cao ạp sút va âáûp låïn, ma sạt mi mn nhiãưu v chëu àn mn hoạ hc ca khê chạy v dáưu nhåìn Xẹc màng khê cọ nhiãûm vủ bao kên bưng chạy ngàn khäng cho khê chạy tỉì bưng chạy lt xúng cạcte, khê chạy cọ thãø lt xúng cạcte qua ba âỉåìng : qua khe håí giỉỵa màût xylanh v màût cäng tạc (màût lỉng xẹcmàng) ; qua khe håí giỉỵa xẹcmàng v rnh xẹcmàng ; qua khe håí pháưn miãûng xẹcmàng Xẹcmàng dáưu ngàn khäng cho dáưu nhåìn chảy lãn bưng chạy, gảt dáưu bạm trãn vạch xylanh tråí vãư cạcte, ngoi cn phán bäú âãưu trãn vach xylanh mäüt låïp dáưu mng - Ta toạn kiãøm nghiãm theo xẹcmàng khäng âàóng ạp : Cạc hãû säú m = 1,57 + Hãû säú làõp ghẹp (làõp bàịng phiãún âãûm) C m = 1,8 + Hãû säú quan hãû våïi mämen ún cỉûc âải + + + Hãû säú H1 = 2 +m= + 1,57 = 2,4589 g C m 1,25.1,8 ỈÏng sút ún cho phẹp σ u1 = 400( MN / m ) E = 1,2.10 ( MN / m ) Mäâun âaìn häưi ca gang + Hãû säú phủ thüc âỉåìng cong phán bäú aïp suáút ξ = 0,196 + D 120 = = 30(mm) t g = 1,25 Hãû säú gia cäng (gia cäng hai láön ) η = 1,25 Hãû säú gia cäng E = 1,2.10 ( MN / m ) Mämen ân häưi ca gang t = 4(mm) Chiãưu dy xẹc-màng + Âäü måí miãûng ca xẹc-màng åí trảng thại tỉû A : + + + + Chn t säú D/t, chn : Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå A= 2π ( − ξ ) t 2.3,14.( − 0,196 ).4 = = 12,85(mm)  D / t − 1,4   30 − 1,4  + gmC m   + 1,25.1,57.1,8   D / t −1   30 −  - ÆÏng suáút cäng taïc : σ u1 = 2C m A.E 2.1,8.12,85.10 −3.1,2.10 = = 181( MN / m ) −3  D  3,14.( − 0,196)120.10 ( 30 − 1) π ( − ξ ) D. − 1 t  - ỈÏng sút làõp ghẹp:  12,85.10 −3 A 5   , 10 − E (1 − ) −3  4.10 3,14.(3 − 0,196)  tπ (3 − ξ )  σ u2 = = = 226,38( MN / m ) D D 1,57.30.(30 − 1.4) m ( − 1,4) t t σ u = ησ u1 - ỈÏng sút gia cäng : η : hãû säú gia cäng ; η = 1,25 ÷ 1,3 ⇒ σ u = ησ u1 = 1,25.181 = 226,25( MN / m ) - Aïp suáút bỗnh quỏn trón mỷt xeùcmng : A 12,85 0,425.1,2.10 t Ptb = = = 0,3194( MN / m ) D D (3 − ξ )( − 1) 30.(3 − 0,196)(30 − 1) t t P = δPtb - Aïp suáút phán bäú trãn xeïc-màng: δ -hãû säú phán bäú ạp sút, xạc âënh theo gọc α 0,425E 30 60 90 120 150 180 δ 1,051 1,047 1,137 0,896 0,456 0,670 2,861 0,168 0,167 0,182 0,143 0,073 0,1072 0,458 P ỈÏng sút cho phẹp : [σ u1 ] = (300 ÷ 400)(MN / m ) [σ u ] = ( 400 ÷ 450) ( MN / m ) 3.2.Nhọm truưn : 3.2.1.Phán têch âàûc âiãøm kãút cáúu truyãön âäüng cå CMD 14 : - Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa âäüng cå nhọm truưn cọ nhiãûm vủ truưn lỉûc tạc dủng lãn piston cho trủc khuu, lm quay trủc khuu - Khi âäüng cå lm viãûc truưn chëu tạc dủng ca cạc lỉûc sau : Lỉûc khê thãø xylanh ; Lỉûc quạn chuøn âäüng tënh tiãún ca nhọm piston ; Lỉûc quạn ca truưn Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå - Âáưu nh truưn bë biãún dảng dỉåïi tạc dủng ca lỉûc quạ tênh, âáưu to truưn chëu tạc dủng ca lỉûc quạn tinh ca nhọm piston v truưn, thán truưn chëu nẹn dỉåïi tạc dủng ca lỉûc khê thãø v chëu ún màût phàóng làõc ca dỉåïi tạc dủng ca lỉûc quaùn tờnh Khi õọỹng cồ laỡm vióỷc thỗ caùc lổỷc khê thãø v lỉûc quạn thay âäøi theo chu k c vãư trë säú v hỉåïng, ti trng tạc dủng lãn truưn l ti trng thay âäøi v cọ cháút va âáûp - Thanh truyãön âäüng cå CMD 14 âỉåüc chãú tảo bàịng thẹp täút, cọ tiãút diãûn chỉỵ I Trãn âáưu nh truưn âỉåüc khoẹt läù hỉïng dáưu bäi trån chäút piston v âỉåüc làõp bảc lọt bàịng âäưng cọ âäü däi, bãn bảc cọ rnh läù âãø dáøn dáưu âãún chäút piston Âáưu to truưn âỉåüc càõt thnh hai nỉỵa pháưn trãn näúi liãưn våïi thán pháưn dỉåïi l nàõp âáưu to truưn v làõp våïi bàịng buläng truưn, màût phàóng làõp ghẹp vng gọc våïi âỉång tám trủc thán truưn Buläng truưn l loải buläng chè chëu lỉûc kẹo,cọ màût gia cäng âảt âäü chênh xạc cao âãø âënh vë Bảc lọt âáưu to tranh truưn chia thnh hai pháưn v âỉåüc trạng mäüt låïp håüp kim cỉïng chëu mi mn 3.2.2.Tênh toạn kiãøm nghiãûm bãưn nhọm truưn : 3.2.2.1.Cạc thäng säú cå bn : d = 60(mm) -Âỉåìng kênh ngoi âáưu nh d1 = 48(mm) -Âỉåìng kênh âáưu nh d b = 42(mm) -Âỉåìng kênh ca bảc S = 6(mm) -Chiãưu dy âáưu nh -Chiãưu räüng thán tỉì chäù chuøn tiãúp qua âáưu nh H = 30(mm) ρ1 = 38(mm) -Bạn kênh gọc lỉåün giỉỵa âáưu nh v thán : Et = 2.10 ( MN / m ) -Mäâun ân häưi thẹp E d = 1,15.10 ( MN / m ) -Mäâun ân häưi âäưng α = 1.10 −5 -Hãû säú gin nåí di ca thẹp α b = 1,8.10 −5 -Hãû säú gin nåí di ca âäưng µ = 0,3 -Hãû säú poạtxäng -Âäü däi làõp ghẹp bảc vo âáưu nh : ∆ = 0,035(mm) -Chiãưu di truưn (tám âãún tám) : l = 280(mm) D1 = 83(mm) -Âỉåìng kênh âáưu to truưn : c = 97(mm) -Khong cạch giỉỵa hai tám buläng truưn : -Gọc lỉåün giỉỵa thán truưn v âáưu to : ρ = 48( mm) t Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå -Kêch thỉåïc thán truyóửn taỷi tióỳt dióỷn trung bỗnh : H ì B = 34 × 30(mm) -Bãư räüng ca âáưu nh truưn l â : l d = 44(mm) 3.2.2.2.Kiãøm nghiãûm bãưn âáưu nh truưn : Khi âäüng cå lm viãûc, âáưu nh truưn chëu cạc lỉûc sau : Lỉûc quạn ca nhọm pittäng ; Lỉûc khê thãø ; Lỉûc biãún dảng gáy Ngoi làõp ghẹp bảc lọt, âáưu nh truưn cn chëu thãm ỉïng sút phủ làõp ghẹp bảc lọt cọ âäü däi gáy Cạc lỉûc trãn sinh ỉïng sút ún, kẹo, nẹn trãn âáưu nh Ta coï : d 2/d1 = 60/48 = 1,25 < 1,5 Nãn ta dng phỉång phạp sỉïc bãưn ca âáưu nh truưn mng * Tênh sỉïc bãưn âáưu nh truưn chëu kẹo : Lỉûc kẹo âáưu nh l lỉûc quạn Pj Giạo sỉ Kinaxäútvily â nãu cạc gi thuút sau : + Lỉûc quạn PJ phán bäú âãưu theo hỉåïng kênh trãn âỉåìng kênh trung bỗnh cuớa õỏửu nhoớ truyóửn q= pj 2. (MN/m2) ; vồùi : baùn kờnh trung bỗnh õỏửu nhoớ truyãön ρ= d + d1 60 + 48 = = 27(mm) 4 Coi âáưu nh l mäüt dáưm cong phàóng , ngm mäüt âáưu åí tiãút diãûn C-C ỉïng gọc γ våïi gọc γ âỉåüc xạc âënh theo cäng thæïc sau : H +ρ γ = 90 + arccos r2 + ρ1 Våïi : r2 : bạn kênh ngoi âáưu nh ; r2 = 30(mm) H : chiãöu räüng thán chäù chuyãøn tiãúp qua âáöu nhoí ; H = 30(mm) + ⇒ 30 + 27 42 γ = 90 + arccos = 90 + arccos = 1410 30 + 38 68 Khi làõp bảc lọt vo âáưu nh, bảc v âáưu nh âãưu biãún dảng Mämen ún M j v lỉûc kẹo N j åí tiãút diãûn báút k trãn cung AA−BB (γ x ≤ 900) cọ thãø xạc âënh theo cäng thæïc sau : M j = M A + N A ρ (1 − cos γ x ) − 0,5.Pj ρ (1 − cos γ x ) + N j = N A cos γ x + 0,5.Pj (1 − cos γ x ) Tải tiãút diãûn báút k trón cung BBCC ( x 900) thỗ : Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå M j = M A + N A ρ (1 − cos γ x ) − 0,5.Pj ρ (sin γ x − cos γ x ) N j = N A cos γ x + 0,5.Pj (sin γ x − cos γ x ) Så âäư toạn nhổ hỗnh veợ sau : A A MA A B B ρ1 C ρ C C γ γ B γ ρ B NA γx ρ A C C C - Mämen ún M A v lỉûc phạp tuún N A sinh càõt b mäüt nỉỵa âáưu nh truưn tải tiãút diãûn A-A (γ x = 0 ) Coi âáưu nh truưn mäüt dỏửm cong ngaỡm mọỹt õỏửu ồớ tióỳt dióỷn C-C thỗ : −6 −3 + M A = Pj ρ ( 0,00033γ − 0,0297 ) = 3812,99.10 27.10 (0,00033.141 − 0,0297) + M A = 1732,66.10 −9 ( MNm) = 1732,66.10 −3 ( Nm) N A = Pj (0,572 − 0,0008γ ) = 3812,99.(0,572 − 0,0008.141) = 1750,92( N ) - Mämen ún v lỉûc kẹo tải tiãút diãûn ngaìm C-C (tiãút diãûn nguy hiãøm nháút ) : + M j = M A + N A ρ (1 − cos γ ) − 0,5 Pj ρ ( sin γ − cos γ ) M j = 1732,66.10 −3 + 1750,92.27.10 −3.(1 − cos 1410 ) − 0,5.3812,99.27.10 −3.(sin 1410 + cos 1410 ) ⇒ M j = 93356,32.10 −3 ( N m) + N j = N A cos γ + 0,5 Pj (sin γ − cos γ ) ⇒ N j = 1750,92 cos141 + 0,5.3812,99.(sin 141 − cos141) = 1320,7( N ) - Do gi thiãút bảc lọt v âáưu nh âãưu bë biãún dảng làõp ghẹp våïi nhau,khi ẹp bảc loùt vaỡo õỏửu nhoớ thỗ baỷc loùt chởu ổùng suỏỳt nẹn dỉ, cn âáưu nh chëu ỉïng sút kẹo dỉ nãn lm viãûc âáưu nh truưn khäng chëu ton bäü lỉûc kẹo N j Pj gáy m chè chëu mäüt pháưn ca lỉûc N j Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå âàûc trỉng bàịng hãû säú χ, hãû säú χ cỉïng ca cạc chi tiãút làõp ghẹp χ= phủ thüc vaìo âäü E d Fd E d Fd + E b Fb E d , E b − mäâun âaìn häưi ca váût liãûu chãú tảo truưn v bảc loït Fd , Fb − diãûn têch tiãút diãûn doüc ca âáưu nh truưn v bảc lọt Fd = (d − d1 )l d = (60 − 48).44 = 528(mm ) Fb = (d1 − d b )l d = (48 − 42).44 = 264(mm ) ⇒ E d Fd 2.10 5.528.10 −6 χ= = = 0,7767 E d Fd + Eb Fb 2.10 5.528.10 −6 + 1,15.10 5.264.10 −6 - Lỉûc kẹo thỉûc tãú tạc dủng lãn âáưu nh truưn : N k = χ N j = 0,7767.1320,7 = 1025,786( N ) nh hỉåíng ca ỉïng sút dỉ làõp ghẹp bảc loït âäúi våïi mämen uäún khäng låïn làõm âoï ta cọ thãø b qua Ta cọ thãø âỉåüc ỉïng sút täøng cäüng tạc dủng lãn màût v màût ngoi ca âáưu nh åí tiãút diãûn nghm C-C : ỈÏng sút täøng cäüng trãn màûc ngoi :   6ρ + s σ nj = 2.M j + Nk  s( ρ + s )   l d s   6.27.10 −3 + 6.10 −3 σ nj = 2.93356,32.10 −3 + 1025,786 −6 −6 6.(2.27 + 6).10   44.6.10 σ nj = 339,93.10 ( N / m ) = 339,93( MN / m ) ỈÏng sút täøng cäüng trãn màût :   6ρ − s σ ij = − 2.M j + Nk  s( ρ − s )   l d s −3   − 6.10 −3 −3 6.27.10 σ ij = − 2.93356,32.10 + 1025,786 −6 −6 6(2.27 − 6).10   44.6.10 σ ij = −379,2.10 ( N / m ) = −379,2( MN / m ) * Tênh sỉïc bãưn âáưu nh truưn chëu nẹn : Lỉûc nẹn tạc dủng lãn âáưu nh truưn l håüp lỉûc ca lỉûc khê thãø v lỉûc quạn P1 = Pkt + Pj = Pz FP − m.R.ω (1 + λ ).FP Trong âoï : Pktmax = 72382,3.10 −6 ( MN ) Pj = 3812,99.10 −6 ( MN ) P1 = 72382,3.10 −6 + 3812,99.10 −6 = 76195,29.10 −6 ( MN ) Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hoüc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå Theo Kinaxäútvily lỉûc P1 phán bäú trãn nỉỵa dỉåïi ca âáưu nh theo âỉåìng cosin - Giạ trë MA, NA âỉåüc xạc âënh theo âäö thë : + + Mämen MA = 0,003 ⇒ M A = 0,003.P1 ρ P1 ρ M A = 0,003.76195,29.10 −6.27.10 −3 = 6,172.10 −6 ( MN m) NA = 0,0085 ⇒ N A = 0,0085.P1 Lỉûc phạp tuyãún P1 N A = 0,0085.76195,29.10 −6 = 647,66.10 −6 ( MN ) - Tênh mämen ún v lỉûc phaïp tuyãún trãn cung AB (γ x ≤ 900 ): M z1 = M A + N A ρ (1 − cos γ x ) N z1 = N A cos γ x - Tênh mämen ún v lỉûc phaïp tuyãún trãn cung BC (γ x ≥ 900 ) :  sin γ x γ x  M z = M A + N A ρ (1 − cos γ x ) − P1 ρ  − sin γ x − cos γ x  π π    sin γ x γ x  N z = N A cos γ x + P1  − sin γ x − cos λ x  π π   π γ = 1410 = 141 rad ÅÍ âáy giạ trë ca γ theo radian : 180 - Tiãút diãûn nghaìm C-C laì tiãút diãûn nguy hiãøm nháút (γ x = γ ), mämen ún v lỉûc phạp tuún tải tiãút diãûn ny :  sin γ γ  − sin γ − cos γ  + M z = M A + N A ρ (1 − cos γ ) − P1 ρ  π π   M z = 6,172.10 −6 + 647,66.10 −6.27.10 −3.(1 − cos141) −  sin 141 141  − 76195,29.10 −6.27.10 −3. − sin 141 − cos141 180 π   −6 ⇒ M z = −104,84.10 ( MN m)  sin γ γ  − sin γ − cos γ  + N z = N A cos γ + P1  π π    sin 141 141  N z = 647,66.10 −6 cos141 + 76195,29.10 −6. − sin 141 − cos141 180 π   −6 N z = 4759,162.10 ( MN ) - Do âọ tải tiãút diãûn nguy hiãøm, ỉïng sút màût ngoi bàịng : Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå   6ρ + s σ nz = 2.M z + χ N z  s( ρ + s )   l d s   (6.27 + 6).10 −3 σ nz = − 2.104,84.10 −6 + 0,7767.4759,162.10 −6  −6 −6 6.10 ( 2.27 + )   446.10 ⇒ σ nz = −356,645( MN / m ) - ỈÏng suáút trãn màût :   6.ρ − s σ tz = − 2.M z + χ N z  s.( 2.ρ − s )   l d s   (6.27 − 6).10 −3 σ tz = 2.104,84.10 −6 + 0,7767.4759,162.10 −6  −6 −6 6.10 ( 2.27 − 6)   44.6.10 ⇒ σ tz = 384,648( MN / m ) * Tênh ỉïng sút biãún dảng ca âáưu nh truưn : ỈÏng sút biãún dảng sinh bảc lọt làõp ghẹp cọ âäü däi våïi âáưu nh truưn v váût liãûu truưn v bảc lọt khạc âọ mỉïc âäü gin nåí khạc chëu nhiãût gáy ỉïng sút biãún dảng - Âäü gin nåí âáưu nh truưn chëu nhiãût : ∆ t = (α b − α tt )t.d Trong âọ : t −nhiãût âäü lm viãûc ca bảc lọt v âáưu nh truưn t= 110 0C ∆ t = (α b − α tt )t.d1 = (1,8 − 1).10 −5.110 48 = 0,04224(mm) ⇒ - Aïp suáút trãn màût làõp gheïp : ∆ + ∆t P= 2  d 2 + d1  d1 + d b −µ + µ  2 d − db d − d1  d1  +   Ett Eb     0,035 + 0,04224 P= = 35,865( MN / m ) 2 2  60 + 48  60 + 42 + , − ,   2 60 − 48 60 − 42   48 + 5 , 10 , 15 10     - ỈÏng sút biãún dảng ca âáưu nh truưn theo cäng thỉïc Lame : + ỈÏng sút trãn màût ngoi : 2d 2.48 σ ∆n = P 2 = 35,865 = 127,52( MN / m ) 60 − 48 d − d1 Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún Låïp : 99C4A Trang: Âäö Aïn Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå + ÆÏng suáút trãn màût : σ ∆t = P d + d1 d − d1 2 = 35,865 60 + 48 = 163,385( MN / m ) 60 − 48 * Hãû säú an ton ca âáưu nh : - ỈÏng sút cỉûc âải v cỉûc tiãøu ca chu trỗnh : max = nj + n = 339,93 + 127,52 = 467,45 σ = σ nz + σ ∆n = −356,645 + 127,52 = −229,125 σ − σ 467,45 + 229,125 = = 348,287 - Biãn âäü æïng suáút : σ a = max 2 σ + σ 467,45 − 229,125 = = 119,162 - ặẽng suỏỳt trung bỗnh : m = max 2 σ −1 - Hãû säú an toaìn : nσ = σ a + ψ σ σ m * Âäü biãún dảng ca âáưu nh truưn : - Âäü biãún dảng theo hỉåïng hênh ca âáưu nh truưn Pj d tb (γ − 90) δ = 10 EJ d tb −âỉåìng kênh trung bỗnh cuớa õỏửu nhoớ d tb = 2. = 2.27 = 54( mm) J −mämen quaïn tiãút diãûn doüc âáưu nh truưn Váûy l d s 44.10 −3.6 3.10 −9 J= = = 792.10 −12 (m ) 12 12 −6 3812,99.10 (54) 10 −9.(141 − 90) δ = =