5.2.Расчёт момента инерции, массы и размеров маховика
Расчёт момента инерции J, обеспечивающего требуемое значение степени неравномерности вращения δ производим по уравнению
J=4,025(Аизб/Аср)Ni106/(δn3) кг*м2,
Где Ni-индикаторная мощность двигателя, кВт; Аизб/Аср- отношение избыточной работы к средней работе суммарной касательной силы за один рабочий цикл, которое определяем по диаграмме суммарного касательного усилия Тс, как отношение площадей фигур соответствующих Аизб и Аср:
J=4,025(300/1050)883·106/(0,01·7503)=235,81 кг*м2.
Для определения величины Jкшм необходимо рассчитать и суммировать моменты инерции элементов кривошипно – шатунного механизма (мотылёвой шейки, вращающихся частей шатуна, щек, рамовых шеек, противовесов коленчатого вала), а также приводимых коленчатым валом механизмов и устройств. Однако для этого можно использовать приближённую зависимость
Jкшм=k i D2 S3 103 кг*м2,
Где i-число цилиндров; D и S – диаметр и ход поршня, м; k – коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей КШМ. Для тронковых дизелей с чугунными и составными поршнями:
K=0,91+4,1(d/S)2
При наличии на коленчатом валу противовесов коэффициент следует увеличить в 1,3…1,8 раз. Примем увеличение в 1,8 раза:
K=1,8(0,91+4,1(0,208/0,3)2)=5,18.
Jкшм=5,18·6·0,252·0,33·103=52,5 кг*м2.
После расчёта момента инерции Jкшм определяем момент инерции маховика по уравнению:
Jм=J-Jкшм=251,7 -52,5 =183,39 кг*м2.
Массу Мм определяем, используя уравнение махового момента инерции маховика:
Jм= МмD2м/4
И задаваясь диаметром Dм. При этом учитываем условия размещения маховика на двигателе и то обстоятельство, что достаточная прочность маховика обеспечивается при окружной скорости его обода или диска Wм≤Wдоп, где Wдоп – допустимая скорость, равная 30…40 м/с для чугунных маховиков.
Мм=4·Jм/D2м=4·183,4/0,92=905,63 кг.
Скорость вращения обода или диска определяем по формуле:
Wм=πDмn/60=3,14·0,9·750/60=35 м/с.
Полученное значение скорости является допустимым по условию прочности маховика.
5.3. Выводы.
Для снижения степени неравномерности вращения установки до δ=0,01 необходимо установить на коленчатый вал дизеля маховик массой Мм=905,63кг, при диаметре Dм=0,9 м.
Окружная скорость при таком диаметре равна Wм=35 м/с, что является допустимым значением для чугунного маховика по условию прочности
ПРИЛОЖЕНИЕ
1.
п.к.в. |
рг, Мпа |
Ри, МН |
рд, МПа |
рш, МПа |
N, МПа |
R, МПа |
T, МПа |
0 |
0,253 |
-0,033378 |
-0,105 |
-0,105 |
0 |
-0,105 |
0 |
10 |
0,253 |
-0,032674 |
-0,09 |
-0,09 |
-0,002 |
-0,088 |
-0,018 |
20 |
0,253 |
-0,030609 |
-0,049 |
-0,049 |
-0,002 |
-0,045 |
-0,019 |
30 |
0,253 |
-0,027313 |
0,017 |
0,017 |
0,001 |
0,014 |
0,01 |
40 |
0,253 |
-0,02299 |
0,103 |
0,103 |
0,01 |
0,073 |
0,074 |
50 |
0,253 |
-0,0179 |
0,205 |
0,206 |
0,024 |
0,114 |
0,172 |
60 |
0,253 |
-0,012335 |
0,316 |
0,319 |
0,042 |
0,122 |
0,294 |
70 |
0,253 |
-0,006592 |
0,431 |
0,435 |
0,061 |
0,09 |
0,426 |
80 |
0,253 |
-0,000949 |
0,544 |
0,55 |
0,081 |
0,014 |
0,55 |
90 |
0,253 |
0,004354 |
0,65 |
0,657 |
0,098 |
-0,098 |
0,65 |
100 |
0,253 |
0,009131 |
0,746 |
0,754 |
0,111 |
-0,239 |
0,715 |
110 |
0,253 |
0,013262 |
0,828 |
0,836 |
0,118 |
-0,394 |
0,738 |
120 |
0,253 |
0,016689 |
0,897 |
0,905 |
0,118 |
-0,551 |
0,718 |
130 |
0,253 |
0,019412 |
0,951 |
0,957 |
0,11 |
-0,696 |
0,658 |
140 |
0,253 |
0,021478 |
0,993 |
0,998 |
0,096 |
-0,822 |
0,565 |
150 |
0,253 |
0,022959 |
1,022 |
1,025 |
0,077 |
-0,924 |
0,444 |
160 |
0,253 |
0,023939 |
1,042 |
1,043 |
0,053 |
-0,997 |
0,307 |
170 |
0,253 |
0,024492 |
1,053 |
1,053 |
0,028 |
-1,042 |
0,156 |
180 |
0,253 |
0,024671 |
1,056 |
1,056 |
0 |
-1,056 |
0 |
190 |
0,255 |
0,024492 |
1,055 |
1,055 |
-0,028 |
-1,044 |
-0,156 |
200 |
0,261 |
0,023939 |
1,05 |
1,051 |
-0,053 |
-1,005 |
-0,309 |
210 |
0,271 |
0,022959 |
1,04 |
1,043 |
-0,078 |
-0,94 |
-0,452 |
220 |
0,287 |
0,021478 |
1,027 |
1,032 |
-0,099 |
-0,85 |
-0,584 |
230 |
0,309 |
0,019412 |
1,007 |
1,014 |
-0,117 |
-0,737 |
-0,697 |
240 |
0,34 |
0,016689 |
0,984 |
0,992 |
-0,13 |
-0,604 |
-0,787 |
250 |
0,383 |
0,013262 |
0,958 |
0,968 |
-0,136 |
-0,456 |
-0,854 |
260 |
0,442 |
0,009131 |
0,935 |
0,945 |
-0,14 |
-0,3 |
-0,897 |
270 |
0,524 |
0,004354 |
0,921 |
0,931 |
-0,139 |
-0,139 |
-0,921 |
280 |
0,643 |
-0,000949 |
0,934 |
0,944 |
-0,14 |
0,025 |
-0,944 |
290 |
0,817 |
-0,006592 |
0,995 |
1,005 |
-0,142 |
0,207 |
-0,983 |
300 |
1,082 |
-0,012335 |
1,145 |
1,155 |
-0,151 |
0,442 |
-1,067 |
310 |
1,498 |
-0,0179 |
1,45 |
1,46 |
-0,168 |
0,804 |
-1,219 |
320 |
2,172 |
-0,02299 |
2,022 |
2,031 |
-0,195 |
1,424 |
-1,449 |
330 |
3,268 |
-0,027313 |
3,032 |
3,041 |
-0,228 |
2,512 |
-1,713 |
340 |
4,413 |
-0,030609 |
4,111 |
4,116 |
-0,208 |
3,792 |
-1,602 |
350 |
6,915 |
-0,032674 |
6,572 |
6,574 |
-0,172 |
6,442 |
-1,311 |
360 |
7,921 |
-0,033378 |
7,563 |
7,563 |
0 |
7,563 |
0 |
370 |
11,8 |
-0,032674 |
11,457 |
11,461 |
0,3 |
11,231 |
2,285 |
380 |
11,8 |
-0,030609 |
11,498 |
11,513 |
0,582 |
10,605 |
4,48 |
390 |
8,886 |
-0,027313 |
8,65 |
8,674 |
0,65 |
7,166 |
4,888 |
400 |
6,011 |
-0,02299 |
5,861 |
5,888 |
0,564 |
4,127 |
4,2 |
410 |
4,215 |
-0,0179 |
4,167 |
4,195 |
0,482 |
2,309 |
3,502 |
420 |
3,085 |
-0,012335 |
3,148 |
3,175 |
0,414 |
1,215 |
2,933 |
430 |
2,363 |
-0,006592 |
2,541 |
2,567 |
0,362 |
0,529 |
2,511 |
440 |
1,879 |
-0,000949 |
2,17 |
2,194 |
0,324 |
0,057 |
2,193 |
450 |
1,547 |
0,004354 |
1,944 |
1,966 |
0,294 |
-0,294 |
1,944 |
460 |
1,314 |
0,009131 |
1,807 |
1,827 |
0,27 |
-0,58 |
1,733 |
470 |
1,148 |
0,013262 |
1,723 |
1,74 |
0,245 |
-0,82 |
1,535 |
480 |
1,025 |
0,016689 |
1,669 |
1,683 |
0,22 |
-1,025 |
1,336 |
490 |
0,937 |
0,019412 |
1,635 |
1,646 |
0,189 |
-1,196 |
1,131 |
500 |
0,872 |
0,021478 |
1,612 |
1,619 |
0,155 |
-1,335 |
0,917 |
510 |
0,827 |
0,022959 |
1,596 |
1,601 |
0,12 |
-1,442 |
0,694 |
520 |
0,796 |
0,023939 |
1,585 |
1,587 |
0,08 |
-1,517 |
0,467 |
530 |
0,778 |
0,024492 |
1,578 |
1,579 |
0,041 |
-1,561 |
0,233 |
540 |
0,779 |
0,024671 |
1,582 |
1,582 |
0 |
-1,582 |
0 |
550 |
0,779 |
0,024492 |
1,579 |
1,58 |
-0,041 |
-1,562 |
-0,233 |
560 |
0,779 |
0,023939 |
1,568 |
1,57 |
-0,079 |
-1,501 |
-0,462 |
570 |
0,779 |
0,022959 |
1,548 |
1,552 |
-0,116 |
-1,399 |
-0,673 |
580 |
0,779 |
0,021478 |
1,519 |
1,526 |
-0,146 |
-1,258 |
-0,864 |
590 |
0,779 |
0,019412 |
1,477 |
1,487 |
-0,171 |
-1,08 |
-1,022 |
600 |
0,779 |
0,016689 |
1,423 |
1,435 |
-0,187 |
-0,874 |
-1,139 |
610 |
0,779 |
0,013262 |
1,354 |
1,368 |
-0,193 |
-0,644 |
-1,206 |
620 |
0,779 |
0,009131 |
1,272 |
1,286 |
-0,19 |
-0,408 |
-1,22 |
630 |
0,779 |
0,004354 |
1,176 |
1,189 |
-0,178 |
-0,178 |
-1,176 |
640 |
0,779 |
-0,000949 |
1,07 |
1,082 |
-0,16 |
0,028 |
-1,082 |
650 |
0,779 |
-0,006592 |
0,957 |
0,967 |
-0,136 |
0,199 |
-0,946 |
660 |
0,779 |
-0,012335 |
0,842 |
0,849 |
-0,111 |
0,325 |
-0,785 |
670 |
0,779 |
-0,0179 |
0,731 |
0,736 |
-0,085 |
0,405 |
-0,614 |
680 |
0,779 |
-0,02299 |
0,629 |
0,632 |
-0,061 |
0,443 |
-0,451 |
690 |
0,779 |
-0,027313 |
0,543 |
0,545 |
-0,041 |
0,45 |
-0,307 |
700 |
0,779 |
-0,030609 |
0,477 |
0,478 |
-0,024 |
0,44 |
-0,186 |
710 |
0,779 |
-0,032674 |
0,436 |
0,436 |
-0,011 |
0,427 |
-0,087 |
720 |
0,779 |
-0,033378 |
0,421 |
0,421 |
0 |
0,421 |
0 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
п.к.в. |
T1, МПа |
T4, МПа |
T2, МПа |
T6, МПа |
T3, МПа |
T5, МПа |
Tс, МПа |
0 |
0 |
-1,139 |
1,336 |
0 |
-0,787 |
0,718 |
0,128 |
|
-0,018 |
-1,206 |
1,131 |
2,285 |
-0,854 |
0,658 |
1,996 |
20 |
-0,019 |
-1,22 |
0,917 |
4,48 |
-0,897 |
0,565 |
3,826 |
30 |
0,01 |
-1,176 |
0,694 |
4,888 |
-0,921 |
0,444 |
3,939 |
40 |
0,074 |
-1,082 |
0,467 |
4,2 |
-0,944 |
0,307 |
3,022 |
50 |
0,172 |
-0,946 |
0,233 |
3,502 |
-0,983 |
0,156 |
2,134 |
60 |
0,294 |
-0,785 |
0 |
2,933 |
-1,067 |
0 |
1,375 |
70 |
0,426 |
-0,614 |
-0,233 |
2,511 |
-1,219 |
-0,156 |
0,715 |
80 |
0,55 |
-0,451 |
-0,462 |
2,193 |
-1,449 |
-0,309 |
0,072 |
90 |
0,65 |
-0,307 |
-0,673 |
1,944 |
-1,713 |
-0,452 |
-0,551 |
100 |
0,715 |
-0,186 |
-0,864 |
1,733 |
-1,602 |
-0,584 |
-0,788 |
110 |
0,738 |
-0,087 |
-1,022 |
1,535 |
-1,311 |
-0,697 |
-0,844 |
120 |
0,718 |
0 |
-1,139 |
1,336 |
0 |
-0,787 |
0,128 |
130 |
0,658 |
-0,018 |
-1,206 |
1,131 |
2,285 |
-0,854 |
1,996 |
140 |
0,565 |
-0,019 |
-1,22 |
0,917 |
4,48 |
-0,897 |
3,826 |
150 |
0,444 |
0,01 |
-1,176 |
0,694 |
4,888 |
-0,921 |
3,939 |
160 |
0,307 |
0,074 |
-1,082 |
0,467 |
4,2 |
-0,944 |
3,022 |
170 |
0,156 |
0,172 |
-0,946 |
0,233 |
3,502 |
-0,983 |
2,134 |
180 |
0 |
0,294 |
-0,785 |
0 |
2,933 |
-1,067 |
1,375 |
190 |
-0,156 |
0,426 |
-0,614 |
-0,233 |
2,511 |
-1,219 |
0,715 |
200 |
-0,309 |
0,55 |
-0,451 |
-0,462 |
2,193 |
-1,449 |
0,072 |
210 |
-0,452 |
0,65 |
-0,307 |
-0,673 |
1,944 |
-1,713 |
-0,551 |
220 |
-0,584 |
0,715 |
-0,186 |
-0,864 |
1,733 |
-1,602 |
-0,788 |
230 |
-0,697 |
0,738 |
-0,087 |
-1,022 |
1,535 |
-1,311 |
-0,844 |
240 |
-0,787 |
0,718 |
0 |
-1,139 |
1,336 |
0 |
0,128 |
250 |
-0,854 |
0,658 |
-0,018 |
-1,206 |
1,131 |
2,285 |
1,996 |
260 |
-0,897 |
0,565 |
-0,019 |
-1,22 |
0,917 |
4,48 |
3,826 |
270 |
-0,921 |
0,444 |
0,01 |
-1,176 |
0,694 |
4,888 |
3,939 |
280 |
-0,944 |
0,307 |
0,074 |
-1,082 |
0,467 |
4,2 |
3,022 |
290 |
-0,983 |
0,156 |
0,172 |
-0,946 |
0,233 |
3,502 |
2,134 |
300 |
-1,067 |
0 |
0,294 |
-0,785 |
0 |
2,933 |
1,375 |
310 |
-1,219 |
-0,156 |
0,426 |
-0,614 |
-0,233 |
2,511 |
0,715 |
320 |
-1,449 |
-0,309 |
0,55 |
-0,451 |
-0,462 |
2,193 |
0,072 |
330 |
-1,713 |
-0,452 |
0,65 |
-0,307 |
-0,673 |
1,944 |
-0,551 |
340 |
-1,602 |
-0,584 |
0,715 |
-0,186 |
-0,864 |
1,733 |
-0,788 |
350 |
-1,311 |
-0,697 |
0,738 |
-0,087 |
-1,022 |
1,535 |
-0,844 |
360 |
0 |
-0,787 |
0,718 |
0 |
-1,139 |
1,336 |
0,128 |
370 |
2,285 |
-0,854 |
0,658 |
-0,018 |
-1,206 |
1,131 |
1,996 |
380 |
4,48 |
-0,897 |
0,565 |
-0,019 |
-1,22 |
0,917 |
3,826 |
390 |
4,888 |
-0,921 |
0,444 |
0,01 |
-1,176 |
0,694 |
3,939 |
400 |
4,2 |
-0,944 |
0,307 |
0,074 |
-1,082 |
0,467 |
3,022 |
410 |
3,502 |
-0,983 |
0,156 |
0,172 |
-0,946 |
0,233 |
2,134 |
420 |
2,933 |
-1,067 |
0 |
0,294 |
-0,785 |
0 |
1,375 |
430 |
2,511 |
-1,219 |
-0,156 |
0,426 |
-0,614 |
-0,233 |
0,715 |
440 |
2,193 |
-1,449 |
-0,309 |
0,55 |
-0,451 |
-0,462 |
0,072 |
450 |
1,944 |
-1,713 |
-0,452 |
0,65 |
-0,307 |
-0,673 |
-0,551 |
460 |
1,733 |
-1,602 |
-0,584 |
0,715 |
-0,186 |
-0,864 |
-0,788 |
470 |
1,535 |
-1,311 |
-0,697 |
0,738 |
-0,087 |
-1,022 |
-0,844 |
480 |
1,336 |
0 |
-0,787 |
0,718 |
0 |
-1,139 |
0,128 |
490 |
1,131 |
2,285 |
-0,854 |
0,658 |
-0,018 |
-1,206 |
1,996 |
500 |
0,917 |
4,48 |
-0,897 |
0,565 |
-0,019 |
-1,22 |
3,826 |
510 |
0,694 |
4,888 |
-0,921 |
0,444 |
0,01 |
-1,176 |
3,939 |
520 |
0,467 |
4,2 |
-0,944 |
0,307 |
0,074 |
-1,082 |
3,022 |
530 |
0,233 |
3,502 |
-0,983 |
0,156 |
0,172 |
-0,946 |
2,134 |
540 |
0 |
2,933 |
-1,067 |
0 |
0,294 |
-0,785 |
1,375 |
550 |
-0,233 |
2,511 |
-1,219 |
-0,156 |
0,426 |
-0,614 |
0,715 |
560 |
-0,462 |
2,193 |
-1,449 |
-0,309 |
0,55 |
-0,451 |
0,072 |
570 |
-0,673 |
1,944 |
-1,713 |
-0,452 |
0,65 |
-0,307 |
-0,551 |
580 |
-0,864 |
1,733 |
-1,602 |
-0,584 |
0,715 |
-0,186 |
-0,788 |
590 |
-1,022 |
1,535 |
-1,311 |
-0,697 |
0,738 |
-0,087 |
-0,844 |
600 |
-1,139 |
1,336 |
0 |
-0,787 |
0,718 |
0 |
0,128 |
610 |
-1,206 |
1,131 |
2,285 |
-0,854 |
0,658 |
-0,018 |
1,996 |
620 |
-1,22 |
0,917 |
4,48 |
-0,897 |
0,565 |
-0,019 |
3,826 |
630 |
-1,176 |
0,694 |
4,888 |
-0,921 |
0,444 |
0,01 |
3,939 |
640 |
-1,082 |
0,467 |
4,2 |
-0,944 |
0,307 |
0,074 |
3,022 |
650 |
-0,946 |
0,233 |
3,502 |
-0,983 |
0,156 |
0,172 |
2,134 |
660 |
-0,785 |
0 |
2,933 |
-1,067 |
0 |
0,294 |
1,375 |
670 |
-0,614 |
-0,233 |
2,511 |
-1,219 |
-0,156 |
0,426 |
0,715 |
680 |
-0,451 |
-0,462 |
2,193 |
-1,449 |
-0,309 |
0,55 |
0,072 |
690 |
-0,307 |
-0,673 |
1,944 |
-1,713 |
-0,452 |
0,65 |
-0,551 |
700 |
-0,186 |
-0,864 |
1,733 |
-1,602 |
-0,584 |
0,715 |
-0,788 |
710 |
-0,087 |
-1,022 |
1,535 |
-1,311 |
-0,697 |
0,738 |
-0,844 |
720 |
0 |
-1,139 |
1,336 |
0 |
-0,787 |
0,718 |
0,128 |
10