Для судового механика расчет прочности деталей двигателя важен не с точки зрения получения конечного конструкторского результата, а с точки зрения получения понятия как работает та или иная деталь, какие требования выдвигаются классификационным обществом к ее размерам, какие внешние условия способствуют снижению или, наоборот, повышению вероятности выхода детали из строя. При этом наибольший интерес представляет оценка показателей прочности самой ответственной детали двигателя коленчатого вала.
Требования Регистра России к диаметру коленчатого вала
Правила классификационных обществ, под надзором которых изготавливаются двигатели, выдвигают определенные требования к размерам коленчатого вала. Эти требования обобщают опыт того или иного классификационного общества. Регистр России дает такую эмпирическую формулу для определения минимально допустимого диаметра шеек коленчатого вала:
d= 0.115 k 3 √D 2 √(Pz L)2 +(φ t S)2
- где D — диаметр цилиндра, см;
- S — ход поршня, см;
- L — расстояние между серединами рамовых шеек, см;
- Pz — максимальное давление в цилиндре, кг/см2;
- t — коэффициент, учитывающий степень форсировки двигателя;
- t = 8,5 + Pι — для 2-тактных ДВС;
- t = 8,5 + 0.75 Pι — для 4-тактных ДВС;
- Pι — среднее индикаторное давление, кг /см2;
- к — коэффициент, учитывающий механические свойства материала коленчатого вала.
k= 3√qb/(2qb-44)
- где σв — предел прочности материала коленчатого вала при растяжении, кг /мм2 если материал имеет σв более 80 кг/мм2, то в формулу подставляется значение σв = 80 кг / мм2;
- φ — коэффициент, учитывающий число цилиндров.
Таблица 1 Значения коэффициента φ
| Коэффицент тактности двигателя | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 Число цилиндров | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| m= 1 | 4.8 | 4.8 | 5.14 | 5.47 | 5.81 | 6.14 | 6.48 | 6.82 | 7.15 | 7.48 |
| m= 2 | 4.8 | 4.8 | 5.08 | 5.37 | 5.67 | 5.95 | 6.24 | 6.53 | 6.81 | 7.10 |
Приведенная формула применима к расчету минимального диаметра коленчатого вала без сверлений в шейках или же при диаметре сверлений менее 0.4 от наружного диаметра шейки. Это требование всегда выполняется для судовых двигателей.
Смотрите также:
б) Расчет коленчатого вала в 1-м расчетном положении
в) Расчет коленчатого вала во 2-м расчетном положении
