Kết cấu động cơ đốt trong - Kết cấu và tính toán nhóm trục khuỷu - Bánh đà

Chæång 6: Kãút cáúu vaì tênh toaïn nhoïm truûc khuyíu - baïnh âaì ¤ 6.1 Truûc khuyíu Nhiãûm vuû vaì Âiãöu kiãûn laìm viãûc: II. Váût liãûu vaì phæång phaïp chãú taûo: Âàûc âiãøm kãút cáúu: Yãu cáöu kãút cáúu truûc khuyíu: Sæïc bãön cao, cæïng væîng nhæng troüng læåüng nhoí. Âäü chênh xaïc cao, âäü cæïng, âäü boïng bãö màût cao. Âaím baío cán bàòng vaì tênh âäöng âãöu mä men. Khäng xaíy ra dao âäüng cäüng hæåíng trong vuìng täúc âäü sæí duûng. Âàûc âiãøm chung: Truûc khuyíu liãön Truûc khuyíu gheïp. Truûc khuyíu täø håüp Âáöu truûc khuyíu: Kãút cáúu caïc khuyíu: Cäø truûc khuyíu Chäút khuyíu Maï khuyíu Âäúi troüng. Âuäi truûc khuyíu: Bäú trê bäi trån truûc khuyíu: Biãûn phaïp náng cao sæïc bãön truûc khuyíu: Tàng âäü truìng âiãûp e=10mm SB tàng 3,5%; e=20 SB tàng 27%; e=30mm SB tàng 75%. Tàng baïn kênh goïc læåün. Tàng kêch thæåïc maï khuyíu (chuí yãúu chiãöu räüng) Chäút räùng lãûch tám. Truûc khuyíu âuïc daûng tang träúng. Vë trê khoan läù dáöu. Reìn khuän, tàng boïng vaì chai cæïng bãö màût. Täi cao táön bãö màût hoàûc tháúm Nitå. ¤ 6.2 Baïnh âaì Nhiãûm vuû vaì Âiãöu kiãûn laìm viãûc: Têch træî nàng læåüng Mbâ.D2, laìm âäöng âãöu täúc âäü goïc cuía âäüng cå. Nåi tiãúp näúi våïi caïc maïy thu nàng læåüng. Nåi âàût caïc âiãøm dáúu phuûc vuû cho sæía chæîa vaì làõp raïp. Váût liãûu vaì phæång phaïp chãú taûo: Duìng gang xaïm håüp kim, chãú taûo bàòng phæång phaïp âuïc. Âàûc âiãøm kãút cáúu: ¤ 6.3 Tênh sæïc bãön truûc khuyíu Theo quan âiãøm sæïc bãön váût liãûu, Truûc khuyíu laì dáöm siãu ténh âàût trãn nãön âaìn häöi vç thán maïy biãún daûng. Giaí thiãút tênh toaïn: Truûc khuyíu coï âäü cæïng tuyãût âäúi. Khäng xeït âãún biãún daûng thán maïy. Khäng tênh âãún liãn kãút khi chëu caïc læûc (xeït tæìng khuyíu theo kiãøu phán âoaûn. Tênh toaïn theo sæïc bãön ténh. Khi xeït âãún sæïc bãön âäüng sæí duûng caïc hãû säú an toaìn, trãn cå såí hãû læûc âäüc láûp trãn caïc khuyíu, træì mä men. Tênh theo phæång phaïp phán âoaûn: Så âäö læûc trãn khuyíu truûc: l' l" lo b" b' Z" Z' Z a" a' C1 C2 Pr1 Pr1 Pr2 Pr2 b h R T Z” Z’ T” T’ Pr1 Pr1 Pr2 Pr2 Z Træåìng håüp khåíi âäüng: l” l’ lo b’ b” Z’ Z” Z a’ a” Læûc phaïp tuyãún Z = Pzmax vaì Chäút chëu uäún: våïi chäút âàûc ; chäút räùng Maï khuyíu chëu æïng suáút neïn, uäún taûi A-A: MN/m2 MN/m2 ÆÏïng suáút täøng: MN/m2 Træåìng håüp læûc Zmax: l” l’ lo b’ b” Z’ Z” Zmax a’ a” C1 C2 Pr1 Pr1 Pr2 Pr2 b h 2 1 4 3 y y x x I II III IV Læûc taïc duûng Zmax xaïc âënh theo cäng thæïc: MN Våïi : m: Khäúi læåüng chuyãøn âäüng tënh tiãún cuía cå cáúu khuyíu truûc thanh truyãön (kg) C1: Læûc quaïn tênh ly tám cuía chäút khuyíu. C1=mchRw2 C2: Læûc quaïn tênh ly tám cuía khäúi læåüng thanh truyãön qui vãö âáöu to. C2=m2Rw2 Do váûy caïc læûc taïc duûng lãn khuyíu truûc bao gäöm: vaì Pr1, Pr2 laì caïc læûc quaïn tênh ly tám cuía maï khuyíu vaì âäúi troüng. Phaín læûc taûi caïc gäúi: Khi khuyíu truûc âäúi xæïng: a. Xaïc âënh khuyíu nguy hiãøm: Khuyíu nguy hiãøm laì khuyíu væìa chëu læûc Zmax vaì (STi-1)max muäún biãút phaíi dæûa vaìo âäö thë T =f(a). Vê duû våïi âäüng cå 6 xi lanh, thæï tæû laìm viãûc 1-5-3-6-2-4 coï giaï trë T åí caïc goïc a nhæ sau: a 0 120 240 360 480 600 T(MN/m2) 0 0,92 -0,62 0 0,64 -0,63 Láûp baíng ta biãút âæåüc khuyíu thæï 2 chëu læûc (STi-1)max . Do âoï cáön tênh bãön cho khuyíu naìy. b. Tênh sæïc bãön chäút khuyíu: ÆÏng suáút uäún chäút khuyíu: (Coi nhæ khuyíu âäúi xæïng) MN/m2 ÆÏng suáút xoàõn chäút khuyíu: MN/m2 Trong âoï Wk laì mä dun chäúng xoàõn cuía chäút: Wk = 2Wu ÆÏng suáút täøng taïc duûng lãn chäút: MN/m2 c. Tênh sæïc bãön cäø truûc khuyíu: ÆÏng suáút uäún cäø truûc: MN/m2 ÆÏng suáút xoàõn cäø truûc: MN/m2 ÆÏng suáút täøng taïc duûng lãn cäø truûc: MN/m2 d. Tênh sæïc bãön maï khuyíu: ÆÏng suáút neïn maï khuyíu: MN/m2 ÆÏng suáút uäún quanh truûc y-y: MN/m2 ÆÏng suáút uäún quanh truûc x-x: MN/m2 ÆÏng suáút täøng khi chëu uäún vaì neïn laì: MN/m2 Træåìng håüp læûc Tmax: Xaïc âënh khuyíu nguy hiãøm: Khuyíu nguy hiãøm laì khuyíu væìa chëu læûc Tmax vaì (STi-1)max muäún biãút phaíi dæûa vaìo âäö thë T =f(a). Vê duû våïi âäüng cå 6 xi lanh, thæï tæû laìm viãûc 1-5-3-6-2-4 coï giaï trë T åí caïc goïc a nhæ sau. Tmax åí aTmax = 27. a 27 147 267 387 507 627 T(MN/m2) 1.810 0.55 -0.4 -0.78 0.4 -0.45 Láûp baíng ta biãút âæåüc khuyíu thæï 2 chëu læûc (STi-1)max . Do âoï cáön tênh bãön cho khuyíu naìy. a. Tênh sæïc bãön chäút khuyíu: ÆÏng suáút uäún quanh truûc y-y ÆÏng suáút uäún quanh truûc x-x: Våïi chäút hçnh truû: ÆÏng suáút uäún täøng taïc duûng lãn chäút: MN/m2 ÆÏng suáút xoàõn chäút khuyíu: ÆÏng suáút täøng khi chëu uäún vaì xoàõn taïc duûng lãn chäút khuyíu: MN/m2 b. Tênh sæïc bãön cäø truûc khuyíu: Tênh cho cäø truûc bãn phaíi vç chëu taíi nàûng hån cäø truûc bãn traïi: ÆÏng suáút uäún do læûc tiãúp tuyãún T” gáy ra: ÆÏng suáút uäún do læûc phaïp tuyãún gáy ra: Våïi cäø truûc hçnh truû: ÆÏng suáút uäún täøng taïc duûng lãn cäø: MN/m2 ÆÏng suáút xoàõn chäút khuyíu: ÆÏng suáút täøng khi chëu uäún vaì xoàõn taïc duûng lãn chäút khuyíu: MN/m2 Tênh bãön maï khuyíu: Maï khuyíu bãn phaíi chëu læûc låïn hån nãn tênh toaïn cho maï naìy. ÆÏng suáút uäún do læûc phaïp tuyãún Z” gáy ra: MN/m2 ÆÏng suáút uäún do læûc quaïn tênh ly tám Pr2 gáy ra: MN/m2 ÆÏng suáút uäún do læûc tiãúp tuyãún T gáy ra: MN/m2 ; Våïi r laì khoaíng caïch tæì tám cäø truûc âãún tiãút diãûn nguy hiãøm cuía maï. ÆÏng suáút uäún do mä men xoàõn M”K gáy ra: ÆÏng suáút xoàõn maï khuyíu do læûc tiãúp tuyãún T” gáy ra: Do tiãút diãûn maï khuyíu daûng chæî nháût, æïng suáút xoàõn taûi caïc âiãøm khaïc nhau: Âiãøm 1,2,3,4 coï tK = 0 Âiãøm I,II coï tK = tKmax = Âiãøm III,IV coï tK = tKmin = g2tKmax ; g1,g2 laì hãû säú æïng suáút phuû thuäüc h/b ÆÏng suáút neïn maï khuyíu: MN/m2 Láûp baíng xeït dáúu æïng suáút taïc duûng trãn maï khuyíu: (neïn + ; keïo - ) 1 2 3 4 I II II IV sn + + + + + + + + suz + - + - + - 0 0 sur + - + - + - 0 0 suT + + - - 0 0 + - suM - - + + 0 0 - + Ss Ss1 Ss2 Ss3 Ss4 SsI SsII SsIII SsIV tK 0 0 0 0 tKmax tKmax tKmin tKmin sS Ss1 Ss2 Ss3 Ss4 sSI sSII sSIII sSIV ÆÏng suáút täøng taûi caïc âiãøm 1,2,3,4 laì: sS1,2,3,4 = Ss1,2,3,4 MN/m2 ÆÏng suáút täøng taûi caïc âiãøm I,II laì: MN/m2 ÆÏng suáút täøng taûi caïc âiãøm II,IV laì: MN/m2 Træåìng håüp læûc åTmax: Vë trê tênh toaïn laì a = aSTmax vë trê naìy xaïc âënh nhåì âäö thë ST = f(a), khuyíu nguy hiãøm laì khuyíu væìa chëu âäöng thåìi mä men STmax R vaì mä men xoàõn do täøng caïc læûc tiãúp tuyãún caïc khuyí træåïc âoï (STi-1)max . Tæì âäö thë ST = f(a), biãút âæåüc aSTmax quay ngæåüc laûi âäö thë T = f(a), xaïc âënh caïc giaï trë T tæång æïng. Vê duû aSTmax =80 khi âoï qua âäö thë T = f(a), coï baíng sau: a 80 200 320 440 560 680 T(MN/m2) 0,9 -0,2 0,83 0,1 -0,3 0,27 Láûp baíng tçm khuyíu nguy hiãøm. Khuyíu nguy hiãøm laì khuyíu thæï 5. Caïch tênh toaïn tæång tæû nhæ træåìng håüp Tmax. ¤ 6.4 Tênh sæïc bãön baïnh âaì 1. Baïnh âaì daûng vaình: Giaí thiãút: ÆÏng suáút phán bäú âãöu trãn tiãút diãûn vaình. Vaình baïnh âaì khäng bë uäún theo phæång âæåìng sinh. Pháön näúi, nan hoa khäng aính hæåíng âãún sæïc bãön baïnh âaì. Khi âoï æïng suáút keïo trãn vaình baïnh âaì: MN/m2 Våïi: gbd = troüng læåüng riãng cuía váût liãûu baïnh âaì (MN/m3) g = gia täúc troüng træåìng (m/s2). v = täúc âäü tiãúp tuyãún åí baïn kênh D/2 åí säú voìng quay cæûc âaûi (m/s) Gang xaïm [sk] = 110MN/m2; theïp caïc bon [sk] = 200MN/m2 2. Baïnh âaì daûng âéa: ÆÏng suáút hæåïng kênh: (MN/m2) w: täúc âäü goïc æïng våïi säú voìng quay cæûc âaûi. m: hãû säú poaït xäng. r: baïn kênh tæì pháön tæí tênh toaïn âãún tám baïnh âaì. ÆÏng suáút tiãúp tuyãún cæûc âaûi (æïng våïi r = ro ) âæåüc tênh: (MN/m2)