4. Қисықмойынды - шатунды механизмнің динамикалық есептемесі

Қисықмойынды - шатунды механизмнің бөлшектері энергия қолданулы жағынан кедергі күшіне және қатысты сырғанау бетінен тартылу күшіне, тоғысып және айналып қозғалатын бөлігінің инерция кшіне, цилиндр ішіндегі газдың қысымының әсер ету күшіне айналады.

Моментті және күшті білу ықтималсыз тербелмелі жаратылыстың пайда болу мүмкіндігін анықтау үшін, қозғалтқыыштың теңесуші бағасы үшін, эксплуатациядағы қозғаалтқыш бөлшектері мен тораптың ұзақтығы мен беріктігін тексеру үшін, бөлшектерді беріктікке есептеу және т. б. үшін қажет.

Әсер ететін күшті және моментті анықтау кезінде піспектің ауданының 1 м² - қа кететін олардың меншікті мәндерін аламыз. Толық күштің немесе моменттің шамаларын анықтау үшін м² - қа есептеген, піспектің ауданындағы меншікті күшке немесе моментке көбейту қажет.

4.1. Қисықмойынды - шатунды механизмге әсер ететін күштер

І.Ж.Қ - дағы динамикалық жаратылыстарды оқып-үйрену кезінде ең бірінші ҚШМ - нің тоғысып қозғалатын массасының P_j инерция күшінен және P_газ газ қысымынан күштерді қарастырамыз (5- сурет).

Оң күштер деп піспектен иінді білікке бағытталған күштерді айтамыз.

Сурет 5. Қисықмойынды - шатунды механизмге әссер ететін күштер

Барлық цикл аралығында піспекте цилиндрдегі газ қысымына қарама - қарсы P₀ = 0.101 МПа атмосфералық қысымға тең картердегі газ қысымының күші әсер етеді.

Онда Р_газ цилиндрдегі газ қысымының күштер шамалары мынаған тең болады:

Р_газ = Р_инд – Р₀ (47)

мұндағы: Р_инд - индикаторлық диаграмма бойынша цилиндрдегі газ қысымының күші.

Піспекке әсер ететін күштің қосындысы.

Р = Р_газ + Р_j (48)

КШМ - ге әссер ететін күштің сандық мәндерін алу үшін инерция күшін анықтауға арналған аналитикалық тәуелділіктердің және қисықмойынның кез-келген жағдайы кезіндегі газ қысымының күшін анықтаудың көмегімен келтірілген индикаторлық диаграмманы қолданады .

Инерция күшін Ньютонның екінші заңының теңдеуі негізінде аламыз.

Р_j = m_n · j (49)

Масса ретінде m_n піспекпен бірге қайтымды - тоғысушы қозғалыс болатын барлық бөлшектердің массасын аламыз. Бұған остік араласудан алдын-ала піспектік саусақша, бөлшектер, піспектік савусақша, сақина, піспек қатысты болады.Шатунда күрделі тік параллельдік қозғалыс жүреді. Шатунның бөлщектер топтарының анализін қысқарту үшін оларға эквиваленттік динамиканың, массаның жиынтығын аламыз.

Негізінен толтырылу жүйелерінің массаларының сандарын екіге тең деп аламыз. Шатундық мойынның және саусақшаның осіне оларды келтіре отырып бірінші массасы піспекпен бірге, ал екіншісі – қисықмойынмен бірге қозғалыс жасайды деп есептеледі.

ІЖҚ – ның конструкциясында орындалатын анализ піспектік саусақшаның осіне қатысты масса үлесіне қисықмойынмен бірге айналмалы қозғалыс жасайтын 0,75 – 0,67 масса үлесіне келетін, ал шатун тобына 0,25 – 0,33 жалпы массасы келетінін кәрсетеді.

Осылайша піспекпен бірге қозғалатын бәлшектердің инерция күші мына түрде болады:

P_j = -m_j · J_X = m_j · r · · (соs + · cos 2 ) (50)

Мұндағы : m_j – піспектің тобының бғлшектерінің массасы және піспектік саусақша осіне қатысты шатун тобы бғлшектерінің массасының бәлігі ;

J_X = r · · (соs + cos 2 ) – иінді біліктің бұрылу бұрышы бойыншапіспектің жылдамдығы.

Цилиндр осімен сәйкес келетін әсерінің сызықтары және Р күшінінің соммасы піспектің тәменіне берілген деп аламыз. Бұл күшті екі құрамаға бәлеміз, біреуін, S, шатун осі бойынша, екіншісін, N, - цилиндрдің осіне перпендикуляр етіп аламыз. N қапталдық күші піспектің цилиндрінің екі жағындағы қабырғасына қысады:

N = P · tg (51)

S күші қисықмойынның шатунды мойынына беріледі және оны сыға және соза отырып шатун бойынша әсер етеді.

S = P · (52)

S күшін қисықмойынға қойылған оның әсерінің сызығы бойынша ала отырып және жіберіп салып шығу операциясын қайталаймыз. Т – бірінші құрамасын қисықмойын радиусына перпендикуляр етіп , ал К – екіншісін оның радиусы бойынша бағыттаймыз. Онда тангенстік құрамасы

Т = Р · , (53)

Қалыпты құрамасына сәйкес

К = Р · , (54)

Т күші мынаған тең айналу моментңн шығарады:

М_кр = T · r = r · P · , (55)

Мұндағы: r – қисықмойын радиусы.

Айналу моменті қозғалтқыштың иінді білігінің айналмалы қозғалысын тудырады және одан әрі тұтынушыға беріледі. Осы уақытта қозғалтқыштың тіректері аударма моментін қабылдап алады.

М_опр = N · h ,

мұндағы: h =

Аударма моменті тура қайтымды заңымен айналу моментіне тең:

М_айн = М_ау

Қорытындылай келе оларды аударма моментінің қозғалтқышының тірегіне әсері реактивтік момент заңы бойынша оған тең және қарама – қарсы ұлғаяды. Суретте кәрсетілген айналу моментінің бағыты оң деп , ал оған керісіншесі – теріс деп қабылданған.

Қисықмойынның бұрылу бұрышынан цилиндрдегі газ қысымының Р_инд әзгеру тәуелділігі индикаторлық диаграммамен беріледі.