6.6. Условные силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала от двух смежных шатунов
Коленчатый вал двигателя полноопорный с кривошипами, расположенными в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Порядок работы двигателя 1-5-4-2-6-3-7-8. Чередование вспышек равномерное через 90˚.
В соответствии с порядком работы двигателя на 1, 2 и 3-ю шатунные шейки одновременно действуют силы от левого и правого шатунов, смещенные одна относительно другой на 90˚, а на 4-ю шейку действуют силы от левого и правого шатунов, смещенные на 450˚.
Суммарные
тангенциальные силы, действующие на
шатунные шейки от двух смежных шатунов:
.
Суммарные силы,
действующие на шатунные шейки по радиусу
кривошипа от двух смежных шатунов:
.
Условные суммарные силы, действующие на шатунные шейки, строят при условии, что во всех левых цилиндрах отсчет углов начинается от 0˚. Силы TΣ и KΣ рассчитываем табличным методом (табл. 6.3).
Таблица 6.3
Левые цилиндры |
1 (2, 3)-й правый цилиндр |
1 (2, 3)-я шатунная шейка |
4-й правый цилиндр |
4-я шатунная шейка |
||||||||||||
φ˚ |
Kл, Н |
Tл, Н |
φ˚п1 |
Kп1, Н |
Tп1, Н |
KΣ1, Н |
TΣ1, Н |
Rш.шΣ1(2,3), Н |
RкΣ1(2,3), Н |
φ˚п4 |
Kп4, Н |
Tп4, Н |
KΣ4, Н |
TΣ4, Н |
Rш.шΣ4, Н |
RкΣ4, Н |
0 |
-16483 |
0 |
630 |
-1000 |
-3567 |
-17483 |
-3567 |
34295 |
46458 |
270 |
-1275 |
-4547 |
-17758 |
-4547 |
34683 |
46817 |
30 |
-10481 |
-8118 |
660 |
-1371 |
4636 |
-11852 |
-3482 |
28690 |
40839 |
300 |
-257,3 |
869,8 |
-10738 |
-7248 |
28308 |
40234 |
60 |
-1416 |
-4788 |
690 |
-10357 |
8022 |
-11774 |
3234 |
28583 |
40740 |
330 |
511,98 |
-397 |
-904,4 |
-5185 |
18281 |
30191 |
90 |
-956,8 |
3412 |
0 |
-16483 |
0 |
-17439 |
3412 |
34236 |
46403 |
360 |
60092 |
0 |
59135 |
3412 |
42646 |
30489 |
100 |
-2432 |
5116 |
10 |
-15748 |
-3545 |
-18180 |
1571 |
34841 |
47044 |
370 |
86303 |
19429 |
83871 |
24545 |
71585 |
60259 |
110 |
-4144 |
5986 |
20 |
-13600 |
-6428 |
-17744 |
-442 |
34373 |
46584 |
380 |
62815 |
29691 |
58670 |
35676 |
55141 |
46506 |
120 |
-5782 |
6088 |
30 |
-10481 |
-8118 |
-16263 |
-2029 |
32952 |
45147 |
390 |
32420 |
25110 |
26638 |
31199 |
32766 |
31276 |
150 |
-8794 |
3596 |
60 |
-1416 |
-4788 |
-10210 |
-1192 |
26863 |
39067 |
420 |
3204,9 |
10835 |
-5589 |
14431 |
26491 |
37330 |
180 |
-9401 |
0 |
90 |
-956,8 |
3412 |
-10357 |
3412 |
27198 |
39344 |
450 |
-3011 |
10739 |
-12412 |
10739 |
30960 |
42625 |
210 |
-8842 |
-3616 |
120 |
-5782 |
6088 |
-14625 |
2473 |
31348 |
43533 |
480 |
-8962 |
9436 |
-17804 |
5820 |
34919 |
47004 |
240 |
-6002 |
-6319 |
150 |
-8794 |
3596 |
-14796 |
-2723 |
31539 |
43719 |
510 |
-12024 |
4917 |
-18025 |
-1402 |
34680 |
46884 |
270 |
-1275 |
-4547 |
180 |
-9401 |
0 |
-10676 |
-4547 |
27678 |
39775 |
540 |
-11052 |
0 |
-12327 |
-4547 |
29308 |
41415 |
300 |
-257,3 |
869,8 |
210 |
-8842 |
-3616 |
-9100 |
-2746 |
25872 |
38037 |
570 |
-9132 |
-3734 |
-9389 |
-2864 |
26172 |
38334 |
330 |
511,98 |
-397 |
240 |
-6002 |
-6319 |
-5490 |
-6716 |
23113 |
34978 |
600 |
-5892 |
-6204 |
-5380 |
-6600 |
22974 |
34849 |
360 |
60092 |
0 |
270 |
-1275 |
-4547 |
58817 |
-4547 |
42435 |
30322 |
630 |
-1000 |
-3567 |
59092 |
-3567 |
42615 |
30463 |
370 |
86303 |
19429 |
300 |
-257,3 |
869,8 |
86046 |
20299 |
72327 |
60702 |
640 |
-107,2 |
-1130 |
86196 |
18299 |
71936 |
60206 |
380 |
62815 |
29691 |
310 |
-1001 |
1878 |
61814 |
31568 |
55123 |
45650 |
650 |
-163,2 |
1759 |
62652 |
31449 |
55744 |
46178 |
390 |
32420 |
25110 |
320 |
-1183 |
1409 |
31238 |
26519 |
30278 |
26627 |
660 |
-1371 |
4636 |
31049 |
29746 |
33058 |
29828 |
420 |
3204,9 |
10835 |
330 |
512 |
-396,5 |
3717 |
10439 |
16602 |
27204 |
690 |
-10357 |
8022 |
-7152 |
18857 |
30348 |
40631 |
450 |
-3011 |
10739 |
360 |
60092 |
0 |
57080 |
10739 |
41856 |
30215 |
0 |
-16483 |
0 |
-19494 |
10739 |
37683 |
49511 |
460 |
-5235 |
11014 |
370 |
86303 |
19429 |
81068 |
30443 |
71271 |
60455 |
10 |
-15748 |
-3545 |
-20983 |
7469 |
38343 |
50377 |
470 |
-7242 |
10459 |
380 |
62815 |
29691 |
55573 |
40150 |
55936 |
48237 |
20 |
-13600 |
-6428 |
-20842 |
4031 |
37484 |
49843 |
480 |
-8962 |
9436 |
390 |
32420 |
25110 |
23458 |
34546 |
35216 |
34963 |
30 |
-10481 |
-8118 |
-19443 |
1319 |
36093 |
48299 |
510 |
-12024 |
4917 |
420 |
3205 |
10835 |
-8819 |
15752 |
29926 |
40819 |
60 |
-1416 |
-4788 |
-13440 |
128,4 |
30066 |
42278 |
540 |
-11052 |
0 |
450 |
-3011 |
10739 |
-14063 |
10739 |
32514 |
44225 |
90 |
-956,8 |
3412 |
-12009 |
3412 |
28837 |
40989 |
570 |
-9132 |
-3734 |
480 |
-8962 |
9436 |
-18093 |
5702 |
35184 |
47276 |
120 |
-5782 |
6088 |
-14914 |
2354 |
31627 |
43815 |
600 |
-5892 |
-6204 |
510 |
-12024 |
4917 |
-17916 |
-1287 |
34565 |
46771 |
150 |
-8794 |
3596 |
-14686 |
-2608 |
31420 |
43602 |
630 |
-1000 |
-3567 |
540 |
-11052 |
0 |
-12052 |
-3567 |
28899 |
41045 |
180 |
-9401 |
0 |
-10401 |
-3567 |
27261 |
39401 |
660 |
-1371 |
4636 |
570 |
-9132 |
-3734 |
-10503 |
901,6 |
27144 |
39351 |
210 |
-8842 |
-3616 |
-10214 |
1020 |
26859 |
39065 |
690 |
-10357 |
8022 |
600 |
-5892 |
-6204 |
-16249 |
1818 |
32925 |
45124 |
240 |
-6002 |
-6319 |
-16359 |
1703 |
33029 |
45229 |
720 |
-16483 |
0 |
630 |
-1000 |
-3567 |
-17483 |
-3567 |
34295 |
46458 |
270 |
-1275 |
-4547 |
-17758 |
-4547 |
34683 |
46817 |
По полученным
данным строим условные полярные диаграммы
суммарных сил
,
действующих на 1 (2, 3)-ю и 4-ю шатунные
шейки от каждой пары смежных шатунов.
Масштаб диаграмм
.
Диаграммы сил
SΣ1(2,3)
и SΣ4
с центрами в точках Oш1(2,3)
и Oш4
являются соответственно полярными
диаграммами условных нагрузок на 1, 2 и
3-ю шатунные шейки – Rш.шΣ1(2,3)
и на 4-ю шатунную шейку - Rш.шΣ4.
Значения сил
Rш.шΣ1(2,3)
и Rш.шΣ4
для различных φ заносим в таблицу
6.3 и по ним строим диаграммы Rш.шΣ1(2,3)
и Rш.шΣ4
в прямоугольных координатах. Масштабы
развернутой диаграммы:
и
.
По развернутым диаграммам определяем:
;
;
;
;
;
,
где OB – длина диаграммы, мм; F – площадь под кривой Rш.ш, мм2.
По полярной
диаграмме строим диаграмму износа 1-ой
шатунной шейки. Сумму сил Rш.шi,
действующих по каждому лучу диаграммы
износа (от 1 до 12), определяем с помощью
таблицы 6.4. По данным таблицы 6.4 в
масштабе
по каждому лучу откладываем величины
суммарных сил ΣRш.шi
в мм от окружности к центру. По диаграмме
износа определяем положение оси
масляного отверстия φм=90˚.
Таблица 6.4
Rш.шi |
Значения Rш.шi, Н, для лучей |
|||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Rш.ш0 |
34295 |
34295 |
34295 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
34295 |
Rш.ш30 |
28690 |
28690 |
28690 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
28690 |
Rш.ш60 |
28583 |
28583 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
28583 |
28583 |
Rш.ш90 |
34236 |
34236 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
34236 |
34236 |
Rш.ш120 |
32952 |
32952 |
32952 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32952 |
Rш.ш150 |
26863 |
26863 |
26863 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
26863 |
Rш.ш180 |
27198 |
27198 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
27198 |
27198 |
Rш.ш210 |
31348 |
31348 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
31348 |
31348 |
Rш.ш240 |
31539 |
31539 |
31539 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
31539 |
Rш.ш270 |
27678 |
27678 |
27678 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
27678 |
Rш.ш300 |
25872 |
25872 |
25872 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
25872 |
Rш.ш330 |
23113 |
23113 |
23113 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
23113 |
Rш.ш360 |
- |
- |
- |
- |
42435 |
42435 |
42435 |
42435 |
- |
- |
- |
- |
Rш.ш370 |
- |
- |
- |
|
- |
72327 |
72327 |
72327 |
72327 |
- |
- |
- |
Rш.ш380 |
- |
- |
- |
|
- |
- |
55123 |
55123 |
55123 |
55123 |
- |
- |
Rш.ш390 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
30278 |
30278 |
30278 |
30278 |
- |
Rш.ш420 |
16602 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
16602 |
16602 |
16602 |
Rш.ш450 |
- |
- |
- |
- |
- |
41856 |
41856 |
41856 |
41856 |
- |
- |
- |
Rш.ш460 |
- |
- |
- |
- |
- |
71271 |
71271 |
71271 |
71271 |
- |
- |
- |
Rш.ш470 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
55936 |
55936 |
55936 |
55936 |
|
- |
Rш.ш480 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
35216 |
35216 |
35216 |
35216 |
- |
Rш.ш510 |
29926 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
29926 |
29926 |
29926 |
Rш.ш540 |
32514 |
32514 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32514 |
32514 |
Rш.ш570 |
35184 |
35184 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
35184 |
35184 |
Rш.ш600 |
34565 |
34565 |
34565 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
34565 |
Rш.ш630 |
28899 |
28899 |
28899 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
28899 |
Rш.ш660 |
27144 |
27144 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
27144 |
27144 |
Rш.ш690 |
32925 |
32925 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32925 |
32925 |
ΣRш.шi |
590126 |
543599 |
294466 |
0 |
42435 |
227889 |
338948 |
404441 |
362006 |
223080 |
361154 |
590126 |