
- •4.Расчёт сил действующих в кривошипно – шатунном механизме двигателя 6чн42/48.
- •4.1.Расчёт сил инерции, действующих в кшм.
- •4.1.1.Расчёт сил инерции поступательно движущихся частей.
- •4.2.Расчёт сил инерции вращательно движущихся частей.
- •4.3.Расчёт движущей, нормальной, радиальной и касательной сил.
- •4.3.1.Расчёт удельной движущей силы.
- •4.3.2.Расчёт силы рш, нормальной силы n,. Радиальной r и касательной t.
- •4.3.3. Расчёт суммарной касательной силы
- •5.Расчёт массы и конструктивных размеров маховика двигателя.
- •5.1.Задачи и исходные данные для расчёта
- •5.2.Расчёт момента инерции, массы и размеров маховика
- •5.3. Выводы.
4.2.Расчёт сил инерции вращательно движущихся частей.
Вращение кривошипа и движение шатуна обуславливает действии в КШМ сил инерции неуравновешенных масс. Они приложены к рамовой шейке (точка О), направлены по радиусу кривошипа и постоянны по величине. Кроме того, вращающаяся часть шатуна создает силу инерции, приложенную к мотылевой шейке (точка О1) и направленную по радиусу кривошипа.
Равнодействующая этих сил приложена к мотылёвой шейке и передаётся через коленчатый вал фундаменту судна.
Применение противовесов позволяет получить ещё одну силу инерции вращающихся масс. При решении задач уравновешивания двигателя или улучшения условий работы рамовых подшипников определяют схему установки противовесов на щёках, массы, размеры противовесов и угол γ, обеспечивающие целесообразное уменьшение неуравновешенных сил и моментов или корректировку характера нагружения шеек и подшипников.
Рис. 2 Схема КШМ и сил инерции вращающихся масс.
Сила инерции вращающейся части шатуна определяется по уравнению:
где: Mш.в.- масса вращающейся части шатуна; ω – угловая скорость коленчатого вала; r – радиус вращения кривошипа (r=S/2=0,48/2=0,24 м.);
-157,5*52,42*0,24=-0,1038
МН.
её удельная величина – по уравнению:
Pш.в./
Fп
= -0,1038 / 0,14 =-0,7414 МПа.
Масса неуравновешенных вращающихся частей кривошипа равна сумме Мкр=Мм.ш.+2Мщ, т.е включает в себя приведённые массы мотылёвой шейки вала Мм.ш и двух неуравновешенных частей щёк Мщ.. Массу сплошной мотылёвой шейки можно определить по уравнению:
Мм.ш.=πd2Iм.ш.ρв /4 кг.
Где dм.ш. и lм.ш.- диаметр и длина шейки, м; ρв =7800 кг/м3 – плотность материала вала.
Мм.ш=3,14·0,2082·0,26·7800/4=68,9 кг.
Для определения неуравновешенной массы щеки Мщ по чертежам колена вала определяем объём, а для приведения этой к радиусу вращения – центр массы неуравновешенной части щеки и его радиус вращения rщ относительно оси вала, м.
Мщ.= М’щ rщ/r=116·0,2/0,24=96,7 кг.
Определяем массу неуравновешенных вращающихся частей кривошипа:
Мкр=Мм.щ.+2Мщ=69,8+2·96,7=262,3 кг.
Приводим её единице площади поршня:
mкр=Мкр/Fп=262,3 /0,14=1873,6 кг/м2.
Определяем силу инерции неуравновешенной массы кривошипа по уравнению:
Ркр=-Мкрω2r=-262,3 ·52,42·0,24·10-6= - 0,1729 МН.
Её удельную величину - по уравнению:
ркр=Ркр/Fп= - 0,1729 /0,14= -1,2347 МПа.
Массу противовеса принимаем по техническому описанию, а положение центра масс относительно оси вращения коленчатого вала определяем по чертежам. Найденную массу приводим к радиусу вращения r по уравнению:
Мпр=М’прrпр/r=208·0,28/0,24=242,67 кг.
Силу инерции массы противовеса определяем по уравнению:
Рпр= - Мпрω2r= - 242,67 ·52,42·0,24·10-6= - 0,1599 МН.
А её удельную величину – по уравнению:
рпр=Рпр/Fп= - 0,1599 /0,14= - 1,1422 МПа.
Создаваемую неуравновешенной вращающейся массой удельную силу рассчитывают по уравнению:
рвр=ркр+рш.в.= -1,2347 – 0,7414 = -1,9761 МПа.