ный слой, у триметаллических – стальная основа, промежуточный и антифрикционный слои.
4.6. Шатунные болты
Из-за большой важности болтовых соединений шатунные болты в первую очередь должны имеет достаточную прочность и высокую надёжность при длительной работе.
Шатунные болты подвергаются переменным нагрузкам, основными из которых являются сила инерции поступательно движущихся масс и центробежная сила инерции вращающихся частей шатуна за вычетом массы крышки. Кроме инерционных сил болты получают
дополнительную нагрузку при их затяжке. |
И |
При малой жёсткости кривошипной головки опорные поверхности головки и гайки болта перекашиваются, становятся непараллельными и тело болта начинает изгибаться, получая дополнительные знакопеременные изгибные напряжения. ля уменьшения возможности возникновения этого дефекта повышают жёсткость кривошипной головки, уменьшают опорные площади головки и гайки болта, а так-
же применяют сферические |
самоустанавливающиеся опорные по- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
верхности головки и гайки болта (рис. 4.21). |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
А |
||
|
|
|
|
|
r |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
d |
|
|
||
|
r |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
б |
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
d |
п |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
r3 |
|
|
r1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
dр
Рис. 4.21. Шатунные болты [4, 5, 6, 7, 9]
Надёжность болтов обеспечивается плавностью переходов от головки бота к стержню и к центрирующим пояскам, во впадинах профиля резьбы (см. рис. 4.21). Переход от резьбы к стержню выпол-
91
няют в виде проточки с радиусом r1, равным не менее 0,2·dр, на длине не менее (0,4…0,5)·dр. Сопряжение стержня с головкой осуществляется радиусом r2 = (0,15…0,25)·dc, а переход к центрирующим пояскам – радиусом r3 = (0,15…0,25)·dп. Кроме того, переход к головке, центрирующим пояскам или к резьбе может выполняться возможно большим радиусом r или двумя радиусами r5 > r4 (рис. 4.22).
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
r5 |
r4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
4 |
r5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
r |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r ≥ 0,2·d |
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r ≥ 0,2·d |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r5 > r4 ≥ 0,2·d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r ≥ 0,2·d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
Рис. 4.22. Формы резьбовых сопряжений [6, 7] |
|||
Для разгрузки зон с высокой концентрацией напряжений от из- |
|||
|
|
А |
|
гиба в конструкции болта предусмотрен участокИс повышенной по- |
|||
датливостью (см. рис. 4.21; |
4.22.). иаметр стержня болта должен |
||
|
б |
|
|
быть при этом меньше внутреннего диаметра резьбы, для того чтобы |
|||
разгружалась резьбовая часть |
олта. |
|
|
и |
|
|
|
От напряжения кручения, возникающего при затяжке, болт раз- |
|||
гружают путём обратного поворота гайки на небольшой угол. |
|||
Для предотвращен я проворачивания болтов их головки выпол- |
|||
С |
|
|
|
няют несимметричными, в теле шатуна фрезеруют площадки или углубления, в головках болта предусматривают выступ и т.д. Гайки болтов фиксируют отгибными пластинами, контргайками, выполняют самоконтрящимися.
4.7. Особенности конструкции шатунной группы крейцкопфных двигателей
Шатуны крейцкопфных двигателей выполняют с отъёмными и разъёмными кривошипными и крейцкопфными головками (рис. 4.23), залитыми баббитом, и прокладками для регулирования степени сжатия в цилиндрах и зазоров в подшипниках.
Для подвода охлаждающей жидкости в поршни и масла к головным подшипникам стержень шатуна изготавливают круглым с отверстием. Верхняя часть стержня может быть выполнена в виде пяты. Крейц-
92
копфные |
головки |
устанавливают на |
3 |
|
||
этой пяте. Такая конструкция упрощает |
|
|||||
изготовление и согласовывает дефор- |
|
|
||||
мации подшипников и поперечины. |
|
|
||||
Опорные |
поверхности |
ползуна |
|
|
||
проще выполнить |
по необходимым |
2 |
|
|||
размерам, чем поршень тронкового |
|
|
||||
двигателя. Поэтому шатуны крейц- |
|
|
||||
копфных |
двигателей короче |
шатунов |
|
|
||
тронковых двигателей, что уменьшает |
1 |
|
||||
высоту двигателя. |
|
|
|
|
||
Поршни |
крейцкопфных |
двигате- |
|
|
||
лей связывают с поперечиной при по- |
И |
|||||
мощи штоков (стержней). |
|
|||||
|
Рис. 4.23. Вильчатый шатун |
|||||
При охлаждении поршня водой по- |
крейцкопфного двигателя [4, 5] : |
|||||
|
|
|
|
Д |
||
лость штока изолируют от охлаждающей |
1 – кривошипная головка; 2 – |
|||||
жидкости защитным покрытием из меди |
стержень; 3 – поршневая головка |
|||||
или коррозионностойкой стали. Отводится вода трубой, вмонтированной в полость штока.
От способа крепления поперечины ползуна и поршня между собой зависит форма концов штока: к поперечине шток крепится ци-
линдрическими хвостовиками или фланцем, а к поршню – фланцем. |
|
Диаметр штока изменяетсяАв пределах dш = (0,305…0,350)·D, |
|
диаметр отверст я в штоке – (0,425…0,504)·dш, длина штока – |
|
(2,67…3,15) ·D. |
б |
К средней части попереч ны крепятся ползуны с помощью бол- |
|
тов, шпилек и штифтовиили шпонок. |
|
ПолзуныСмогут быть одноили двусторонними (рис. 4.24). Трущиеся поверхности в односторонних ползунах отличаются
друг от друга размерами.
При установке двух ползунов их располагают на шейках, образующих концы поперечины. При этом возникает возможность использования более коротких шатунов и достигается лёгкий доступ к подшипникам. Трущиеся поверхности заливают баббитом.
Диаметры цапф подшипников шатунов изменяются в пределах d1 = (0,55…0,61)·D, длина – l1 = (0,5…0,8)·d1.
93
в)
|
|
|
|
|
И |
|
а) |
|
б) |
||
|
|
|
|||
|
Рис. 4.24. Ползуны крейцкопфных двигателей [4, 5] : |
||||
|
|
|
Д |
||
|
а – односторонний; б – двусторонний с плоской |
||||
|
опорной поверхностью; в – двусторонний с цилин- |
||||
|
дрической опорной поверхностью |
||||
|
|
Вопросы для самоконтроля |
|||
1. |
Какие элементы входят в состав шатунной группы? Требования к эле- |
||||
ментам шатунной группы. |
|
||||
2. |
Какие типы групп шатуновАприменяются в поршневых ДВС? Особен- |
||||
ности конструкции шатунов каждой группы. |
|
||||
3. |
Какие досто нстваибнедостатки у защемлённых пальцев? |
||||
4.Для чего у поршневой головки предусмотрены элементы избыточного металла? Где они находятся? Нарисуйте схему.
5.Какими методами выравнивают давление масла на верхнюю и нижнюю половины втулки поршневого пальца?
6.Какие существую методы упрочнения поршневой головки?
7.Какие требования предъявляются к кривошипной головке?
8.Какие применяют методы упрочнения крышки кривошипной головки?
9.Как фиксируют от смещения крышку кривошипной головки?
10.Назовите типы сочленённых шатунов.
11.Нарисуйте поперечные сечения стержней шатунов.
12.Что применяется в качестве подшипников в поршневой и кривошипной головках?
13.Опишите конструкцию шатунных болтов. Нарисуйте схему.
14.Как устроена крейцкопфная головка?С
94