Поршень работает в тяжелых условиях, так как подвергается воздействию как механических нагрузок от давления газов и сил инерции, так и термических из-за необходимости отвода теплоты от нагретой газами головки в охлаждающую среду. Кроме того, направляющая часть работает на износ при высоких температурах. Основные требования к материалу поршня:
- хорошая теплопроводность;
- малые значения коэффициента линейного расширения;
- высокая механическая прочность и жаростойкость;
- малый удельный вес.
Для уменьшения износа юбка поршня имеет бочкообразный профиль по образующей и овальный профиль в поперечном сечении. Днище поршня имеет выемку, а в бобышках сделаны отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.
Материал поршня – алюминиевый сплав.
Исходные данные:
Толщина днища поршня d=7,5мм
Высота поршня Н=94,6мм
Высота юбки поршня hю=67мм
Толщина стенки головки поршня S=7,25мм
Величина верхней кольцевой перемычки hn=3мм
Число масляных канавок в поршне nм=6
Диаметр масляных канавок dм=0,6мм
Наружный диаметр пальца dn=27мм
Длина втулки шатуна lш=34мм
Длина пальца ln=70мм
Расстояние между торцами бобышек в=36мм
Рис.3.1. Расчетная схема поршня
Напряжения, возникающие по контору заделки
,
где t – радиальный зазор маслосъемного кольца (t = 3,225 мм);
∆t – радиальный зазор компрессионного кольца (∆t = 0,8 мм).
Напряжения в центре днища
Рассчитаем сечение Х-Х
Напряжения сжатия
Напряжение разрыва в сечении Х-Х
Напряжения в верхней кольцевой перемычке.
а) среза
б) изгиба
в) суммарное
Удельное давление на стенку цилиндра
Расчет поршневого пальца на прочность
Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации.
Поршневой палец - стальной, трубчатого сечения. Для повышения износостойкости его наружную поверхность цементируют и закаливают.
Материал пальца – Ст15Х ГОСТ 4543-71
Исходные данные:
Наружный диаметр пальца dn=27мм
Внутренний диаметр пальца dв=18мм
Длина пальца lп=70мм
Длина втулки шатуна l ш=34мм
Расстояние между торцами бобышек b=36мм
Расчетная сила, действующая на поршневой палец:
- газовая:
-инерционная:
Рис.3.2. Расчетная схема поршневого пальца а- распределение нагрузки, б- эпюры напряжений
-расчетная:
где k=0,83 – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца
Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна
Удельное давление пальца на бобышки
Напряжение изгиба в среднем сечении пальца
Касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна.
Наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации
Напряжение овализации на внешней поверхности кольца в горизонтальной плоскости (т.1 j=0°)
В вертикальной плоскости (т.3, j=9
Информация по теме:
Охрана окружающей среды
Рекультивация земель, занимаемых во временное пользование В настоящее время рекультивации подлежат все земли, временно занимаемые на период строительства под боковые резервы грунта, карьеры грунта и строительных материалов, временные отвалы растительного грунта, землевозные дороги, временные произв ...
Определение провозных платежей
Для расчета платежей за перевозку грузов определяется тарифная схема для каждой повагонной отправки в Тарифном руководстве N 1, расстояние перевозки и плата за перевозку. Плата за перевозку консервы и фруктов в крытых вагонах определяются по схеме И1 и В3 с повышающим коэффициентом 1,01: ((18958 + ...
Кинематические параметры дозатора
Условия расчета: на крыло действуют нагрузки от сил сопротивления балласта резанию, производится прикрытие крыла от до с целью обхода препятствия или уменьшения объема захватываемого балласта. Рисунок 6 – Схема для определения скорости прикрытия крыла Скорость прикрытия крыла определяется из услови ...