8.3 Розрахунок поршневого компресійного кільця

Середній тиск кільця на стінки циліндра

МПа; (8.11)

де Е - модуль пружності матеріалу кільця, для сталі Е=2…2,3∙10⁵МПа,[1,с.43].

Приймаємо Е = 2,15∙10⁵ МПа.

А₀ = 3t=3·4=12мм;

t - радіальна товщина кільця;

,мм. (8.12)

Приймаємо t = 4мм.

Напруження згину в кільці в робочому стані

, МПа< . (8.13)

Напруження згину в кільці при надяганні його на поршень

, МПа< ; (8.14)

де т - коефіцієнт, що залежить від способу надягання кільця, т = 1,57[1,с.43].

Допустимі напруження при згині кільця

=550 МПа; [1,с.43]

=700 МПа. [1,с.43]

8.4 Розрахунок поршневого пальця

Питомий тиск на втулку верхньої головки шатуна

,МПа, _(8.15)

де (8.16)

k = 0,60...0,70 - коефіцієнт, який враховує масу поршневого пальця і верхньої головки шатуна, приймаємо k = 0,65; [1,с.43]

- максимальний тиск від сил інерції деталей, що здійснюють зворотно-поступальний рух, МПа;

d_п - зовнішній діаметр пальця;

(8.17)

l_ш - довжина верхньої головки шатуна;

(8.18)

Питомий тиск на бобишки поршня

,МПа; _(8.20)

де l_п - загальна довжина пальця;

_(8.21)

В - відстань між торцями боби шок;

_(9.22)

Допустимі тиски

= 70 МПа; [1,с.43]

=50 МПа. [1,с.43]

Напруженні згину в пальці

, МПа,

(8.23)

де - відношення внутрішнього діаметра пальця до зовнішнього;

. (8.24)

Допустимі напруження

= 250 МПа. [1,с.43]

Напруження в пальці на зріз

, МПа, _(8.25)

Допустимі напруження

де = 250 МПа; [1,с.43]

8.5 Розрахунок шатуна

8.5.1 Напруження на розрив у верхній головці шатуна

, МПа (8.26)

де - сила інерції поршневого комплекту, що діє на верхню головку шатуна;

;

(8.27)

т_п - маса поршневого комплекту, приведена до одиниці площі поршня,кг/м²;

R - радіус кривошипу, м;

ω - кутова швидкість колінчастого валу двигуна,

; (8.28)

F_п - площа поршня, м²;

- внутрішній діаметр верхньої головки шатуна;

(8.29)

- зовнішній діаметр верхньої головки шатуна;

(8.30)

- довжина верхньої головки шатуна,

(8.31)

Допустимі напруження

= 15...25МПа. [1,с.44]

8.5.2 Розрахунок стержня шатуна

Запас міцності стержня шатуна визначають по перерізу в середині шатуна на розтяг від сили та на стискування від сили . Значення тисків та беруть з графіків динамічною розрахунку кривошипно - шатунного механізму.

Сили розтягу і стиску

(8.32)

(8.33)

Напруження стиску без врахування поздовжнього згину для стержнів шатуна, які звужуються

, Па; (8.34)

де f - площа поперечного перерізу стержня шатуна;

м². [1,с.40,табл.13.2]

Напруження розтягу

, Па. (8.35)

Середнє напруження за цикл ( з урахуванням знаку)

, Па. (8.36)

Амплітуда циклу (з урахуванням знаку)

, Па. (8.37)

Запас міцності стержня шатуна

(8.38)

де - межа втомлення матеріалу при симетричному циклі на розтяг,МН/м²,

для легованої сталі = 340...380,приймаємо = 380; [1,с.45]

ε = 0,8...0,9 - коефіцієнт, що враховує вплив чистоти обробки [1,с.45], приймаємо ε = 0,9;

α = 0,2 - коефіцієнт, який залежить від характеристики матеріалу [1,с.45].