ifa w50 trục khuỷu 222

Tính toán thiết kế trục khuỷu. A –Phần thuyết minh: 1Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong. 2Tính toán động học động lực học có kèm theo sơ đồ. 3Tính nghiệm bền chi tiết : TRỤC KHUỶU có đầy đủ sơ đồ kết cấu và sơ đồ lực tác dụng. B – Phần bản vẽ: 1Bản vẽ động học, bản vẽ động lực học trên giây kẻ ly A0 2Bản vẽ chi tiết trên giấy A1, A2, hoặc trên giấy A3 theo tỷ lệ 1:1 hoặc 1:2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn: Họ tên sinh viên: Lớp ĐHOTOK13D Khóa: 13 Thời gian thực hiện: Tuần NỘI DUNG THỰC HIỆN Thực động IFA-W50 nội dung sau: A –Phần thuyết minh: 1-Tính tốn chu trình cơng tác động đốt 2-Tính tốn động học động lực học có kèm theo sơ đồ 3-Tính nghiệm bền chi tiết : TRỤC KHUỶU có đầy đủ sơ đồ kết cấu sơ đồ lực tác dụng B – Phần vẽ: 1-Bản vẽ động học, vẽ động lực học giây kẻ ly A0 2-Bản vẽ chi tiết giấy A1, A2, giấy A3 theo tỷ lệ 1:1 1:2 Ngày giao đề: 13/10/2020 Ngày hoàn thành: 05/12/2020 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SỐ LIỆU TÍNH NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ IFAW50 PISTON VÀ CHỐT PISTON TT Thông số Ký hiệu Vật liệu chế tạo piston Chiều dày đỉnh piston  Đường kính đỉnh piston D Diện tích tiết diện suy yếu (nếu dùng FI-I rãnh phay để thoát dầu) Số lỗ dầu Đơn vị Ghi Nhơm hợp kim 120 mm mm mm2 Đường kính lỗ thoát dầu (nếu dùng lỗ trụ để thoát dầu) Giá trị lỗ mm Đo đạc Kích thước buồng cháy vẽ Chiều dài thân piston Đường kính ngồi chốt piston Chiều dài phần bệ tiếp xúc với chốt 10 Đường kính chốt 11 Chiều dài chốt piston XÉC MĂNG Chiều dày xéc măng Chiều cao xéc măng Khe hở miệng trạng thái tự Khe hở miệng trạng thái lắp ghép Số xéc măng khí Số xéc măng dầu THANH TRUYỀN Đường kính ngồi đầu nhỏ Đường kính đầu nhỏ Chiều dài đầu nhỏ truyền Bán kính góc lượn nối đầu nhỏ với thân Chiều rộng thân vị trí nối với đầu nhỏ Đường kính bạc lót Nhiệt độ làm việc bạc lót đầu nhỏ truyền Các số liệu thân truyền hp dcp l1 d0 lcp 105 42 20 22 100 mm mm mm mm mm t h A f 12 0,5 mm mm mm mm d1 d2 lđ 50 70 40 mm mm mm 1 mm H 36 mm db 42 mm t 150 o H, h, B 43; 25; mm tiết diện tính tốn (đo vẽ GVHD: Trang 34 SVTH : c TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG hoăc tính theo tỷ lệ cấu tạo thân truyền) mn Khối lượng nắp đầu to truyền Khoảng cách đường tâm 10 l bulông truyền 11 Chiều dày bạc đầu to h1 12 Chiều dài bạc đầu to lb 13 Chiều dài nắp đầu to ln 14 Chiều dày nắp đầu to A-A h2 BULƠNG THANH TRUYỀN Đường kính bulơng d Số bulông truyền z 100 mm 1,8 32 34 23,5 mm mm mm mm M12 Hệ Khoảng cách từ trọng tâm phần khối rmk 10 mét mm 80 90 mm mm mm mm 7800 kg/m3 46 25 24;120 0,106 mm mm mm kg Coi má 64 mm khuỷu lượng ly tâm đến tâm quay Khoảng cách a Khối lượng đối trọng 10 kg Loại ren Đường kính nhỏ bulơng TRỤC KHUỶU Đường kính ngồi chốt khuỷu dch Đường kính chốt khuỷu ch Đường kính ngồi cổ khuỷu dck Đường kính cổ khuỷu ch Khối lượng riêng vật liệu làm trục  khuỷu Chiều dài chốt khuỷu lch Chiều dài cổ trục khuỷu lck Các kích thước má khuỷu b, h Khối lượng ly tâm má khuỷu mmk 1,5 đối a Mđt Khoảng cách từ trọng tâm đối trọng rd 35 1,2 mm kg 45 mm 38,38 mm xứng đến tâm quay Khoảng cách c' c" BÁNH ĐÀ Dạng bánh đà c', c" Dạng vành Đường kính ngồi D Đường kính d Chiều dày  Các kích thước khác cần cho tính GVHD: Trang 440 312 76 SVTH : mm mm mm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG toán lấy từ vẽ chi tiết SỐ LIỆU BAN ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐCĐT CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TỐN NHIỆT TT Tên thơng số Ký hiệu Kiểu động IFAW50 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Số kỳ Số xilanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc mở sớm xupáp nạp Góc đóng muộn xupáp nạp Góc mở sớm xupáp xả Góc đóng muộn xupáp xả Góc phun sớm Chiều dài truyền Cơng suất định mức Số vịng quay định mức Suất tiêu hao nhiên liệu Tỷ số nén Khối lượng truyền Khối lượng nhóm piston  i THƠNG SÔ S D 1 2 1 2 i ltt Ne n ge  mtt mnpt Giá trị Đơn vị Ghi 4 1-3-4-2 145 120 38 44 24 280 110 2200 183 18.7 3.5 kỳ Pa pr T tr Giá trị Bộ 0.09 0.11 20 710 Bé 0.09 0.11 20 710 Bé 0.09 0.11 20 710 Bé 0.09 0.11 20 710 λt 1.1 1.1 1.1 1.1 λ1 λ2 ξz ξb ϕb λ 1.02 0.79 0.9 0.97 1.52 1.02 0.79 0.9 0.97 1.53 1.02 0.79 0.9 0.97 1.52 1.02 0.79 0.9 0.97 1.53 mm mm độ độ độ độ mm mó lc v/ph g/ml.h kg kg Đơn vị GVHD: Trang SVTH : MPa MPa °k TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Kết đánh giá : Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN BẢO VỆ Kết đánh giá : GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên bảo vệ GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG MỤC LỤC MỤC LỤC 7-8 LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 10 I Trình tự tính tốn 10 1.1 Số liệu ban đầu .10 1.2 Các thông số cần chọn 10 II Tính tốn q trình cơng tác 11 2.1 Tính tốn q trình nạp .11 2.2 Tính tốn trình nén .12 2.3 Tính tốn q trình cháy .14 2.4 Tính tốn q trình giãn nở 15 2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 16 III Vẽ hiệu đính đồ thị cơng 3.1 Xây dựng đường cong áp suất đường nén : 3.2 Xây dựng đường cong áp suất trình giãn nở 3.3 Chọn tỷ lệ xích phù hợp điểm đặc biệt .8 3.4 Vẽ vịng trịn Brick đặt phía đồ thị công 3.5 Lần lượt hiệu định điểm đồ thị PHẦN II TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 21 I Vẽ đường biểu diễn quy luật động học : 21 1.1 Đường biểu diễn hành trình piston x = ƒ(α) 21 1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston: v = f(α) 22 1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston j = f( x) II Tính toán động học 2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến 2.2 Các khối lượng chuyển động quay 2.3 Lực quán tính 2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính 2.5 Đường biểu diễn v = ƒ(x) 2.6 Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α) 2.7 Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành P = ƒ(α) 2.8 Vẽ đồ thị P = ƒ(α) 28 2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) 28 2.10 Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) động nhiều xy lanh 2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) 2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 2.14 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN III TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH ( TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN TRỤC KHUỶU) 39 3.1 Tính nghiệm bền đỉnh trục khuỷu 3.2 Tính nghiệm bền đầu trục khuỷu 3.3 Tính nghiệm bền thân trục khuỷu: .46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG LỜI NĨI ĐẦU Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế,là nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô,máy kéo,xe máy, tàu thủy,máy bay máy công tác máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động đốt đặc biệt động ôtô nguyên nhân gây nhiễm mơi trường,nhất thành phố Sau học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em vận dụng kiến thức học để làm đồ án ‘‘TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’ Trong q trình tính tốn để hồn thành đồ án mơn học chun ngành này, bước đầu gặp khơng khó khăn bỡ ngỡ với nỗ lực thân với hướng dẫn giúp đỡ tận tình giáo viên Bộ Mơn sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hồn thành xong đồ án mơn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tuy nhiên lần em vận dụng lý thuyết học, vào tính tốn tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp nhiều khó khăn khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong xem xét, giúp đỡ bảo đưa ý kiến thầy để em hoàn thành đồ án cách tốt nhất, đồng thời qua rút kinh nghiệm, học làm giàu kiến thức chuyên mơn khả tự nghiên cứu Cũng qua đồ án em xin bày tỏ lòng biết ơn đối thầy giáo khoa giúp đỡ, hướng dẩn tận tình đóng góp ý kiến q báu giúp em hoàn thành đồ án cách tốt tiến độ Rất mong giúp đỡ nhiều thầy Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 13 tháng 10 năm 2020 Sinh viên thực GVHD: Trang SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN I :TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính tốn : 1.1 )Số liệu ban đầu : Kiểu động cơ:I FA W50 động diesel hàng không tăng áp buồng cháy hình cầu đỉnh piston 1- Cơng suất động Ne Ne =110(mã lực) = 82.06 kW 2- Số vòng quay trục khuỷu n n =2200(vg/ph) 3- Đường kính xi lanh D D =120 (mm) 4- Hành trình piton S S =145 (mm) 5- Dung tích cơng tác Vh: Vh = = 1.6391 (l) 6- Số xi lanh i i=4 7- Tỷ số nén ε ε = 18.7 8- Thứ tự làm việc xi lanh (1-3-4-2) g e =183 (g/ml.h) 9- Suất tiêu hao nhiên liệu ge 10- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1;α2 α1=8(độ);α2 =38(độ) 11- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải 1 ,  ; 1 =44(độ);  =8 (độ) 12- Chiều dài truyền ltt ltt = 280 (mm) 13- Khối lượng nhóm pitton mpt mpt =3.5 (kg) 14- Khối lượng nhóm truyền mtt mtt = (kg) 15- Góc đánh lửa sớm 1.2 )Các thông số cần chọn : )Áp suất môi trường :pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào đơng (với đơng khơng tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ mơi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình qn năm Vì động khơng tăng áp nên ta có nhiệt độ mơi trường nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK )Áp suất cuối trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại đơng ,tính tốc độ n ,hệ số cản đường nạp ,tiết diện lưu thơng… Vì cần xem xét đơng tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Áp suất cuối trình nạp ta lấy pa =0,09 (MPa) )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải phụ thuộc giống p Áp suất khí thải chọn phạm vi : p= 0,11 (MPa) )Mức độ sấy nóng mơi chất ∆T GVHD: Trang 10 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 410 7.15585 0.20590 7.36175 0.90030 0.482785 0.97864 0.88107 420 7.33038 0.23325 7.56363 0.98481 0.294254 0.86009 0.84703 37.2427 430 7.50491 0.25350 7.75842 1.02830 0.098561 0.84102 0.86483 38.0251 440 7.67944 0.26596 7.94541 1.03211 -0.094636 0.87840 0.90661 39.8241 450 7.85398 0.2701 8.12415 -0.276945 0.94003 0.94003 41.3318 460 8.02851 0.26596 8.29443 0.93750 -0.441932 1.00391 0.94117 41.3819 470 8.20304 0.25350 8.45655 0.85108 -0.585479 1.05672 0.89935 39.5433 480 8.37758 0.23325 8.61083 0.74723 -0.705746 1.09218 0.81611 35.8834 490 8.55211 0.20590 8.75802 0.63178 -0.80279 1.10949 0.70096 30.8202 500 8.72664 0.17241 8.89905 0.50938 -0.87798 1.11174 0.56631 24.8997 510 8.90117 0.13384 9.03502 0.38338 -0.933352 1.10430 0.42337 18.6152 520 9.07571 0.09141 9.1672 0.25588 -0.971045 1.06838 0.27338 12.0200 530 9.25024 0.04636 9.29660 0.12795 -0.992864 1.02868 0.13162 5.78743 540 9.42477 9.42477 -1 0.91683 0 550 9.59931 -0.0463 9.55294 -0.1279 -0.992864 0.80159 -0.10257 -4.50981 560 9.77384 -0.0914 9.68243 -0.2558 -0.971045 0.76654 -0.19614 -8.62413 570 9.94837 -0.1338 9.81452 -0.3833 -0.933352 0.75218 -0.28838 -12.6796 580 10.1229 -0.1724 9.95049 -0.5093 -0.87798 0.73914 -0.37651 -16.5546 590 10.2974 -0.2059 10.0915 -0.6317 -0.80279 0.70818 -0.44742 -19.6724 600 10.4719 -0.2332 10.2387 -0.7472 -0.705746 0.65177 -0.48703 -21.4141 610 10.6465 -0.2535 10.393 -0.8510 -0.585479 0.56367 -0.47974 -21.0932 620 10.8210 -0.2659 10.5550 -0.9375 -0.441932 0.44007 -0.41257 -18.1399 630 10.9957 -0.2701 10.7254 -1 -0.276945 0.28047 -0.28048 -12.3321 640 11.1701 -0.2659 10.9041 -1.0321 0.08827 -0.09111 -4.00593 650 11.34464 -0.253 11.09113 -1.0283 -0.094636 0.098561 -0.1292 0.132884 5.842706 660 670 11.51917 11.69371 -0.2332 -0.2059 11.28592 11.4878 -0.9848 -0.9003 -0.3611 -0.5940 11.86824 -0.1724 11.69583 -0.7761 690 12.04277 -0.1338 11.90892 -0.6166 700 710 720 12.2173 12.39184 12.56637 -0.0914 -0.0463 12.12589 12.34547 12.56637 -0.4281 -0.2193 0.355695 0.534825 0.63088 0.61803 0.49189 0.272311 15.63936 23.5154 680 0.2942544 0.482785 0.654108 0.798698 0.908340 0.9767511 -0.8128 -1.0023 -1.1488 -1.2415 -1.2732 38.7396 27.73897 27.17406 21.62777 11.97307 2.10 )Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) động nhiều xy lanh Động nhiều xy lanh có nhiều momen tích lũy phải xác định momen này.Ta xác định chu kỳ momen tổng phụ thuộc vào số xy lanh số kỳ ,chu kỳ góc cơng tác khuỷu : δ= Trong : τ :Là số kỳ động : kỳ i : Số xy lanh động : xy lanh GVHD: Trang 32 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nếu trục khuỷu khơng phân bố khuỷu theo góc canh tác (điều kiện đồng chu trình ) chu kỳ momen tổng thay đổi Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) đường biểu diễn ΣM =ƒ(α) (do ta biết ΣM = Σ T.R ) Ta vẽ đường biểu diễn sau : ) Lập bảng xác định góc α ứng với khuỷu theo thứ tự làm việc động cơ.Do động kỳ ,4 xy lanh có thứ tự làm việc 1-34-2 : 0° 180° 360° 540° 720° Nạp Nén Cháy Thải Nén Cháy Thải Nạp Thải Nạp Nén Cháy Cháy Thải Nạp Nén α = 0° α = 180° α = 540° α = 360° Chú thích :Tại thời điểm xy lanh góc cơng tác α = 0° xy lanh 2, 3, 4đang góc cơng tác tương ứng α = 180°, α = 540° , α = 360° ) Ta có bảng tính ΣT = ƒ(α) : ) Từ bảng số liệu ta vẽ đường đồ thị ΣT=ƒ(α) góc đồ thị T Z ) Vẽ đường ngang xác định ΣT (đại diện cho momen cản ) trực tiếp đồ thị cách đếm diện tích bao đường ΣT với trục hồnh α (F) chia diện tích cho chiều dài trục hoành Nghĩa : ΣT= F( �T ) T 360 18 = �(�T ) i 1 i T 360 457,9358 = 0, 022743.360 = 25,44 Trong T tỷ lệ xích lực tiếp tuyến Tiếp đến ta tính �Ttbt theo cơng suất động : GVHD: Trang 33 SVTH : ( mm ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH �Ttbt  ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 30.N e 10 3  Fpt R.n.m Trong : N e : Công suất động N e = 51,48 Fpt : Diện tích đỉnh piston Fpt = 0,0066 R : Bán kính quay trục khuỷu R = 46 103 n: Số vòng quay động n = 4100 m = (0, 63 �0,93) chọn m = 0,8027 ( KW ) (m ) (m) ( v/ph ) 30.51, 48.103 MN / m � = 0,5603 � � � 3,14.0, 0066.46.103.3600.0,8027 Giá trị biểu diễn �Ttbt � �Ttbt  �T tbtbd �T tbt = T �T  �T �T tbtbd tb = 0,5603 = 24,63 0.022743 100% = 25, 44  24, 63 24, 63 tbtbd So sánh giá trị �T tb �T tbtbd ( mm ) 100% = 3,28 % ta thấy 3,28% < 5% Đạt yêu cầu toán a1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 T1 -12.2095 -22.0894 -27.8388 -28.5758 -24.486 -16.7011 -6.95133 2.893201 11.25404 17.12922 20.17566 20.60849 18.99127 16.00542 12.26624 8.21709 4.10205 a2 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 GVHD: T2 -4.10486 -8.24211 -12.3544 -16.2237 -19.4386 -21.4244 -21.5491 -19.3081 -14.5524 -7.6929 0.212565 7.574363 12.63068 14.03889 11.61035 6.874185 1.35485 Trang 34 a3 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 T3 -4.50981 -8.62413 -12.6796 -16.5546 -19.6724 -21.4141 -21.0932 -18.1399 -12.3321 -4.00593 5.842706 15.63936 23.5154 27.73897 27.17406 21.62777 11.97307 SVTH : a4 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 T4 24.84425 43.58243 46.13197 42.54304 38.73962 37.24277 38.02518 39.86241 41.33188 41.38199 39.54332 35.88348 30.82025 24.89979 18.61522 12.02008 5.787434 ΣT 4.020 4.626 -6.74 -18 -24.8 -22.2 -11.5 5.307 25.70 46.81 65.77 79.70 85.9 82.68 69.66 48.73 23.2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu theo bước: - Vẽ hệ trục tọa độ 0’TZ dựa vào bảng tính T= f( α) Z= f( α) tính bảng để xác định điểm điểm có tọa độ T0 , Z ; điểm điểm T10 , Z10 …điểm 72 điểm có tọa độ T720 , Z 720 Thực chất đồ thị ptt biểu diễnuutrên r urđồurthị T- Z ta thấy tính từ gốc tọa độ điểm ta có : ptt  T  Z - Tìm gốc phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cách đặt vec tơ p ko ( đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu) lên đồ thị Ta có cơng thức xác định lực qn tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu là: pk  m2 R.  0,0047 ( MN) o o o o o o => gtbdOO '  pk Fp  p  0,0047 = 31,31 ( mm) 0,0066.0,022743 Vậy xác định gốc O đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối O với điểm đồurthịuta uu r uurcó: Q  pk0  ptt ur uuu r Trị số Q thể độ dài OA Chiều tác dụng chiều OA Điểm tác dụng a phương kéo dài AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mạt chốt khuỷu. o 10 0o 20o O' O Q 0 GVHD: 180 Trang 35 SVTH : 360 540 720 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đồ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q= f( α) theo trình tự sau: - Chọn hoành độ α gần sát mép tờ giấy vẽ đặt μ α với đồ thị p= f( α), T= f( α), Z= f( α) - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập bảng giá trị Q theo góc quay α trục khuỷu: α Q α Q α Q α Q 87.11385 180 63.15129 360 0.982418 540 71.44521 10 20 30 40 86.37162 81.06371 72.73173 62.17115 190 200 210 220 63.11822 62.95338 62.44461 61.28298 370 380 390 400 550 560 570 580 66.28039 64.44092 63.28503 61.92088 50 50.58526 39.7974 230 59.12049 410 83.29312 75.23559 54.28934 42.8039 40.1008 590 59.47805 240 55.65689 420 42.27585 600 55.64399 250 50.75885 430 46.92066 610 50.28216 80 32.55062 31.5317 260 440 52.90794 620 43.63389 90 36.05175 270 44.62809 38.0559 450 630 36.68377 100 110 120 42.78646 49.32754 54.63355 280 290 300 460 470 480 640 650 660 31.75444 32.22751 39.07281 130 58.43707 310 490 76.75529 670 49.66356 140 150 160 170 60.86259 62.2167 62.85597 63.09627 320 330 340 350 32.75501 31.15454 34.24476 39.9555 45.1997 47.60968 46.23095 37.19147 59.3413 65.3983 70.47547 74.2684 500 510 520 530 78.12493 78.68577 77.6841 76.26024 680 690 700 710 61.16166 71.68234 79.99589 85.29577 60 70 - Vẽ Q= f( α) đồ thị Q- α - Xác định Qtb cách đếm diện tích bao Q= f( α) trục hoành chia cho chiều dài trục hoành ta có Qtb: Qtb  Hệ số va đập χ:  FQ Q 360  55,96 ( MPa) Qmax 87,11   1,5566  Qtb 55,96 GVHD: Trang 36 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Chương III :TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH I )Tính nghiệm bền trục khuỷu : Ta biết trục khuỷu dầm siêu tĩnh ,chịu lực phức tạp Để đơn giản cho q trình xét tính kiểm nghiệm , ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm trở thành dầm tĩnh định ứng với khuỷu sơ đồ tính giới thiệu hình : Ký hiệu sơ đồ sau : T va Z lực tiếp tuyến lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu Pr1 : Lực quán tính ly tâm má khuỷu C1 : Lực quán tính ly tâm chốt khuỷu C2 : Lực quán tính ly tâm m2 Pr : Lực quán tính ly tâm đối trọng T’, T’’, Z’, Z’’ : phản lực T Z sinh tác dụng lên trục làm việc M 'k , M ''k : Momen xoắn tác dụng lên cổ trục bên trái bên phải GVHD: Trang 37 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Người ta giả thiết ứng suất lớn tác dụng lên khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp sau : Trường hợp chịu lực Pz max khởi động Trường hợp chịu lực Z max làm việc Trường hợp chịu lực Tmax làm việc Trường hợp chịu lực �Tmax Trong thực tế vận hành động , lực tác dụng trường hợp (1) lớn trường hợp (2).Và lực tác dụng lên cổ khuỷu trường hợp (3) lớn trường hợp (4) Vì ta cần xét hai trường hợp ) Trường hợp chịu lực ( Pz max ) : Đối với động điezel trường hợp khởi động Lúc ta xét vị trí trục khuỷu vị trí điểm chết (ĐCT) nên ta có :   , T = , n = , P1  , Pr  Z = Pz max  pz max Fp = 4,549.0,00664 = 0,03 ( MN ) Lúc : lck l 25 46  b  ch   25   60,5 ( mm ) 2 2 l '' l '' Z '  Z Z ''  Z ; l0 l0 Z 0, 03 Z ’= Z’’= = = 0,015 ( MN ) 2 l’= l’’= a )Tính nghiệm bền chốt khuỷu momen uốn chốt khuỷu : M u  Z ' l’ = 0,015.60,5 103 = 0,9075 103 ( MN.m ) � Ứng suất uốn chốt khuỷu : u  Mu Wu (MN m ) GVHD: Trang 38 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trong : Wu : mođun chống uốn tiết diện ngang chốt : Đối với chốt rỗng: Wu  Trong :  d ch   ch  0, 0584  0, 0324 ( ) ( )  1, 738.105 ( m3 ) 32 d ch 32 0, 058 d ch ,  ch : Đường kính ngồi chốt khuỷu -3 M  u  u = 0,9075.105  52, 21 ( MN ) Wu 1,738.10 b )Tính nghiệm bền má khuỷu : Lực pháp tuyến Z gây uốn nén má khuỷu tiết diện (A-A) * )Ứng suất uốn má khuỷu : b’= 25.103 46.103   0, 0355 2 ( mm ) a Ứng suất uốn má khuỷu : u  Mu Z '.b'  Wu hb / Trong đó: b’=0,0355(m) (MN/m ) -khoảng cách từ tâm trục khuỷu đến tâm má khuỷu h=122.10-3 (m) -chiều rộng má khuỷu b=25.10-3 (m) Ta có : u  -chiều dày má khuỷu 0,0355.0,015  122.10  25.10   41,9 (MN/m ) Giới hạn bền cho phéo má khuỷu <  u  =120 ÷ 180 (MN/m ) Vật liệu làm má khuỷu bền b, Ứng suất nén má khuỷu : n  Z 2.b.h (MN/m ) 0,03 4,91 2.122.10 3.25.10  (MN/m ) n   Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu là:    u   n (MN/m )   41,9  4,91 47 ( MN/m ) Giới hạn bền cho phép má khuỷu    =120÷180 (MN/m ) GVHD: Trang 39 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Vật liệu làm má khuỷu bền ) Trường hợp chịu lực ( Tmax ) Vị trí tính toán khuỷu trục xét nguy hiểm lệch so với ĐCT góc α= αTmax Lúc n≠ 0; T= Tmax lực quán tính khác tồn Cần vào đồ thị T= f( α) để tính giá trị lực tiếp tuyến góc tương ứng Tương ứng ta có T = 2.95 ( MN/ m ) , lực tiếp tuyến góc cần tính kê bảng :  390 570 T 1,046 -0,28 Ta lập bảng để tìm khuỷu nguy hiểm : Khuỷu 210 30 -0,281 -0,633  390 570 210 30 1,046 -0,28 -0,281 -0,633 -0,281 -0,633 1,046 -0,28 -0,28 -0,281 -0,633 1,046 -0,663 1,046 -0,28 -0,281 1)Tính nghiệm bền chốt khuỷu Ứng suất uốn mặt phẳng khuỷu trục: GVHD: Trang 40 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH  ux  ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG M ux Z '.l ' Pr1.a  Pr c  Wux Wux Trong : c - khoảng cách từ trọng tâm đối trọng đến đường tâm xy lanh, khuỷu hoàn tồn đối xứng : lch b 25 25     18, 75 4 a - Khoảng cách từ tâm phần không má khuỷu đến đường tâm xy lanh Pr1 - Lực quán tính quay má khuỷu Pr -Lực quán tính quay đối trọng Pr1  Pr  mmk   Pr1  Pr  0,105.7800 376, 42 = 0,116 ( MN ) M ux 0,9075.103  0,116.30.103  0,116.0, 01875    52, ( MN / m ) = 1, 738.105 Wux x u Ứng suất uốn mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục:  uy  M uy T '.l ' Tmax l ' 1,046.0,0605     81,5 ( MN / m ) Wuy Wuy 2.Wuy 2.1,738.10 5 Ứng suất tổng cộng tác dụng lên chốt khuỷu :     x u u  y u  52, 22  81,52  96,8 ( MN / m ) Ứng suất xoắn chốt khuỷu: x  M k"  Ti 1  T  Rchkh Tmax Rchkh   Wk Wk 2.Wx 1, 046.29.103  35 = 2.1, 738.105 ( MN / m ) Ứng suất tổng cộng chịu xoắn chốt khuỷu:    u     x   2 96,82  4.352  119 ( MN / m ) Tính nghiệm bền cổ trục Chúng ta cần tính cho cổ trục bên phải cổ thường chịu lực lớn cổ trục bên trái Ứng suất lực pháp tuyến Z” gây ra: M ux Z ".b "    Wux Wux x u Wu   d ch   ch  0, 0584  0, 0324 ( ) ( )  1, 738.105 32 d ch 32 0, 058 GVHD: Trang 41 SVTH : ( MN / m ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH  ux  ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG M ux 0,015.0,0355   27,8 Wux 1,91.105 ( MN / m ) Ứng suất uốn lực tiếp tuyến T” gây ra: M uy T ".b " 1,046.0,0355      87 Wuy Wuy 1,91.105 y u ( MN/m2) Ứng suất uốn tổng cộng : u      x u y u ( MN/m2)  27,82  87  91,3 Ứng suất xoắn chốt khuỷu: M k"  Ti 1  T  Rcokh Tmax Rcokh x    Wk Wk 2.Wx = 1, 046.32.103  39 2.1,91.105 ( MN/m2) ( MN/m2) Ứng suất xoắn tổng cộng chịu uốn chịu xoắn     u    x   ( MN/m2) 91,32  4.392  120 Tính kiểm nghiệm bền má khuỷu Ta cần tính nghiệm bền má bên phải ma thường chịu lực lớn Ứng suất lực pháp tuyến Z” gây ra:  uZ  M ux Z ".b " 0, 015.0, 0355  113   1,91.10 5 hb Wu ( MN/m2) Ứng suất uốn lực tiếp tuyến T” gây ra:  uT  3 T ".r  1, 046.64.10  180 hb 1,91.105 ( MN/m2) Ứng suất uốn momen xoắn Mk” gây ra:  uM M " Tmax Rch 1,046.29.10 3     107 hb hb 1, 27.105 6 ( MN/m2) Ứng suất xoắn má khuỷu lực tiếp tuyến T” gây ra: x  M k T ".b "   Wk Wk ( MN/m2) Trong Wk momen chống xoắn tiết diện má hình chữ nhật hình GVHD: Trang 42 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ở điểm I II ta có :  xmax  T ".b " g1.h.b ( MN/m2) Ở điểm III IV ta có:  x  g 2 xmax ( MN/m2) Các hệ số g1 g2 phụ thuộc vào tỉ số h/b hình dưới: Ta có : h 122   4,8 b 25 Từ hình vẽ ta có : g1 = 0,29 , g =0,75 T ".b " 1,046.0,0355   41 ( MN/m2) 2 g1.h.b 0, 29.0,122.0,025  g 2 xmax =0,75.41 = 30,8 ( MN/m2 ) Vậy  xmax   x GVHD: Trang 43 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ứng suất nén má khuỷu lực phương pháp tuyến: n  Z " Pr 1,046  0,116   101 hb 0,122.0,025 ( MN/ m2) Khi lập bảng để tính ứng suất tổng điểm má khuỷu, ta quy ước ứng suất kéo mang dấu “+” , ứng suất nén mang dấu “-“ Căn vào vào bảng tính ứng suất ta thấy ứng suất tổng điểm 1, 2, 3, Σσi cộng theo cột dọc Ứng suất tổng điểm I II :  I , II     I , II  4 xmax  1012  4.412  130 ( MN/ m2) Ứng suất tổng điểm III IV :  II , IV    II , IV   4 x2min  1012  4.30,82  118 GVHD: Trang 44 SVTH : ( MN/ m2) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ứng suất cho phép trục khuỷu giới thiệu bảng sau : Kiểu động Tĩnh Vật liệu Thép cacbon tàu thuỷ Ơtơ, máy kéo động cao tốc Thép hợp kim Chốt khuỷu 70 ÷ 100 Má khuỷu 80 ÷ 120 Cổ trục khuỷu 50 ÷ 80 MN/m Mn/m Mn/m 80 ÷ 120 120 ÷ 180 60 ÷ 100 MN/m MN/m MN/m TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Trang 45 SVTH : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo trình hướng dẫn làm đồ án mơn học động đốt trong: Tác giả: PGS Nguyễn Đức Phú Bộ môn Động đốt trong- Viện động lực- ĐHBK HN Nguyên lý động đốt trong: Tác giả: GS.TS Nguyễn Tất Tiến Nhà xuất giáo dục Kết cấu tính tốn Động đốt T1, T2 Tác giả: Hồ Tấn Chuẩn- Nguyễn Đức Phú- Trần Văn Tế- Nguyễn Tất Tiến- Phạm Văn Thể Nhà xuất ĐH TH chuyên nghiệp Động đốt : Tác giả: PGS.TS Phạm Minh Tuấn Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: Tác giả: GS.TS Nguyễn Đắc Lộc – Lưu Văn Nhang Nhà xuất khoa học kỹ thuật GVHD: Trang 46 SVTH : ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SỐ LIỆU TÍNH NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ IFAW50 PISTON VÀ CHỐT PISTON TT Thông số Ký hiệu Vật liệu chế tạo piston Chiều dày đỉnh piston ... ly tâm đến tâm quay Khoảng cách a Khối lượng đối trọng 10 kg Loại ren Đường kính nhỏ bulơng TRỤC KHUỶU Đường kính ngồi chốt khuỷu dch Đường kính chốt khuỷu ch Đường kính ngồi cổ khuỷu dck... ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐCĐT CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TỐN NHIỆT TT Tên thơng số Ký hiệu Kiểu động IFAW50 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Số kỳ Số xilanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc