3. Шатун өзекшесін есептеу реті.

L_ш=R/λ ұзындықтан басқа шатун өзекшесінің негізгі конструкциялық көрсеткіштері болып В — В орта қимасының (1 сурет) өлшемдері қабылданады. Отандық автомобиль мен тракторлы қозғалтқыштар үшін бұл көрсеткіштер мәнін 10.10-кестеден қабылдайды.

10.10-кесте

Шатун қимасының өлшемдері	Карбюраторлы қозғалтқыш	Дизельдер
	(0,50-0,55)	(0,50-0,55)
	(0,50-0,60)	(0,55-0,75)
	(2,5-4,0)	(4,0-7,5)

n=n_N немесе n=n_M режимдерінің жұмысы кезінде пайда болатын белгіауыстырылатын жалпы күштердің (газды және инерционды) әсерінен В — В орта қимасындағы шатун өзекшесін шаршау беріктілікке есептейді. Әдетте есеп максмалды қуат режимі үшін жұргізіледі. Қиманың беріктік қоры шатунның тербеліс жазықтығы мен перпендикуляр жазықтықта анықталады. Екі жазықтықтағы шатун өзекшесінің тең беріктілік шарты n_x = n_y болып табылады.

12. Шатунды қысатын күш.

Шатунды қысатын күш р_zд кездегі жұмыс жүрісінің басында ең үлкен мәніне жетеді және оны динамикалық есеп нәтижелерінен немесе келесі формуламен анықтайды:

Р_сж=Р_г+Р_j=[F_п (р_zд−р₀) −m_jRω²(cosφ+λcos2φ)]·10^-6,

мұндағы: m_j=m_п+0,275m_ш — иінді-шатунды механизмнің қайтара қозғалатын бөлшектерінің массасы (шартты түрде, В — В орта қимасы шатунның ауырлық центрінде орналасқан деп есептеледі).

70

13. Шатунды созатын күш.

Шатунды созатын күш енгізу процесінің басында (ж.ө.н.-де) ең үлкен мәнге ие болады және оны динамикалық есеп нәтижелері немесе келесі формуламен анықтайды:

Р_р=Р_г+Р_j=[p_r F_п – m_j Rω²(1 +λ)]· 10^-6,

мұндағы: р_г — қалдық газдардың қысымы.

14. Сығу мен бойлық иілудің максималды кернеуі.

Р_сж сығу күшінен В – В қимасында сығу мен бойлық иілудің (МПа) максималды кернеуі пайда болады:

шатунның тербеліс жазықтығында:

σ_{max x}=К_хР_сж/F_ср,

мұндағы: —шатунның тербеліс жазықтығындағы шатунның бойлық иілунің әсерін есептейтін коэффицент;

σ_е=σ_в — шатун материалының серпімділік шегі, МПа;

L_ш=R/λ — шатун ұзындығы, м;

J_x=[b_шh_ш—(b_ш—a_ш)(h_ш — 2t_ш)³]/12—шатунның тербеліс жазықтығына перпендикуляр х — х осіне қатысты В – В қимасының инерция моменті, м⁴;

F_ср=h_шb_ш− (b_ш−а_ш)(h_ш−2t_ш) — шатунның орта қимасының ауданы, м²;

тербеліс жазықтығына перпендикуляр жазықтықта:

σ_{max у}=К_уР_сж/F_ср,

мұндағы: шатунның тербеліс жазықтығына перпендикуляр жазықтықтыққа шатунның бойлық иілунің әсерін есептейтін коэффицент;

L_l=L_ш—(d+d₁)/2 — поршеньді және иінді басстар арасындағы шатун өзекшесінің ұзындығы, м;

J_y=[h_шb³_ш− (h_ш−2t_ш)(b_ш—a_ш)³]/l2 — шатунның тербеліс жазықтығында жатқан у — у осіне қатысты В – В қимасының инерция моменті, м⁴.

Қазіргі уақыттағы автомобиль және трактор қозғалтқыштары үшін σ_{max x} және σ_{max у} (МПа) кернеулері келесі мәндерден аспау керек:

Көміртекті болат үшін ………………………. 160—250

Легирленген болат үшін ……………………….. 200—350

71

15. Рр созу күшінен пайда болатын минималды кернеу.

Р_р созу күшінен В – В қимасындағы пайда болатын минималды кернеу шатунның тербеліс жазықтығында және перпендикуляр жазықтықта анықталады:

σ_min=Р_p/F_ср.

n_х мен n_у анықтаған кезде, что коэффициенты концентрации напряжений k_σ кернеу шоғырлану коэффицентітек қана шатун материалына байланысты екенін есепке аламыз. Автомобиль мен трактор қозғалтқыштары үшін n_х мен n_у мәндері 1,5-тен кем болмау керек.

Карбюратор қозғалтқышының шатун өзекшесін есептеу мысалы.

Динамикалық есеп негізінде қабылдаймыз: φ = 370° кезінде Р_сж=Р_г+Р_j = 14505 Н ≈ 0,0145 МН; φ = 0° кезінде Р_р=Р_г+Р_j = −11500 Н=−0,0115 МН; L_ш = 136,8мм. Кесте 10 бойынша қабылдаймыз (13.1 сурет): h_ш = 23мм; b_ш=16мм; а_ш=3,2мм; t_ш=3,4мм. Шатунның иінді және шатунды бастарының есептерінен қабылдаймыз: d=24,4 мм,d₁ = 52мм; шатун материалының беріктік сипаттамасы (болат 45Г2).

В — В есептеу қимасының ауданы мен инерция моменті:

F_ср =h_пb_п – (b_ш - a_ш) (h_ш – 2t_ш) =

=23·16−(16−3,2)(23−2·3,4) = 160,6мм²=160,6·10^-бм²;

J_х= [h_шb³_ш− (h_ш − а_ш) (b_ш−2t_ш) ³]/l2=

= [16·23³− (16−3,2)(23−23,4)³]/12= 11687 мм⁴≈116,9·10^-10м⁴;

J_y= [h_шb³_ш − (h_ш − 2t_ш) (b_ш − a_ш) ³]/l2=

= [23 ·16³ − (23 − 2·3,4)(16 − 3,2)³]/12 = 5020 мм⁴=502·10^-11 м⁴.

Сығу күшінен пайда болатын максималды кернеу:

шатунның тербеліс жазықтығында

σ_{max х} = К_хР_сж/F_ср= 1,095 − 0,0145/(160,0·10^-б) = 99 МПа,

мұндағы:

σ_е=σ_в=800 МПа;

шатунның тербеліс жазықтығына перпендикуляр жазықтықта:

σ_{max у} = К_уР_сж /F_ср= 1,029-0,0145/(160,6·10^-б) = 93 МПа,

мұндағы :

72

L₁=L_ш− (d − d₁)/2=136, 8 − (24, 4 + 52)/2=98,6мм.

Созу күшінен пайда болатын минималды кернеу

σ_min=Р_p/F_ср= −0,0115/160,6·10^-6 = −71,6 МПа.

Орташа кернеулер мен цикл амплитудалары:

σ_mx=(σ_{max x}+σ_min)/2 = (99-71,6)/2= 13,7 МПа;

σ_mу=(σ_{max у}+σ_min)/2 = (93-71,6)/2= 10,7 МПа;

σ_аx=(σ_{max x} −σ_min)/2 =(99 + 71,6)/2 = 85,3 МПа;

σ_ау=(σ_{max у} −σ_min)/2 =(93 + 71,6)/2=82,3 МПа;

σ_акх=σ_ахk_σ(ε_м ε_п)=85,3 · 1,272/(0,88·1,3) = 94,8 МПа;

σ_аку=σ_ауk_σ(ε_м ε_п)= 82,3 · 1,272/(0,88·1,3) = 91,5 МПа,

мұндағы: k_σ=1,2+1,8∙10^-4(σ_в-400)=1,2+1,8·10^-4(800−400)= 1,272;

ε_м = 0,88 кесте 7 бойынша анықталады (шатун өзекшесі қимасының максималды өлшемі 23мм);

ε_п=1,3 — шатун өзекшесінің сыртын бытырамен үрлеу арқылы нығайтуды есепке алып, кесте 8 бойынша анықтау.

және (карбюраторлы қозғалтқыш шатунының поршеньді басының есебін қараңыз) σ_аку,/σ_mу = 91,5/10,7>0,76 болғандықтан, В — В қимасындағы беріктік қоры шаршау шегімен анықталады:

n_σx = σ_-1p/ (σ_акх+α_σ σ_mx) =210/ (94, 80+0, 12·13, 7) = 2, 18;

n_σу = σ_-1p/ (σ_аку+α_σ σ_mу) =210/ (91, 5+0, 12·10, 7) = 2, 26.