«Проектирование судового двигателя, вар. 14» - Курсовая работа

Содержание

Исходные данные….2

Содержание….….3

Введение….….4

1 Предварительное определение параметров дизеля…5

2 Тепловой расчет….8

3 Вычерчивание индикаторной диаграммы….….20

4 Расчет сил, действующих в однорядном многоцилиндровом дизеле….…22

5 Определение размеров маховика….….30

6 Расчет на прочность основных деталей дизеля….…32

6.1 Расчет на прочность коленчатого вала….32

6.2 Расчет на прочность поршня….33

6.3 Расчет на прочность поршневого пальца….…35

6.4 Расчет на прочность поршневого кольца….38

Список используемой литературы….40

Введение

Создание современного двигателя внутреннего сгорания – сложный процесс, в котором участвуют различные специалисты. Центральное место в этом процессе занимает разработка конструкторского проекта.

Конструирование двигателя заключается в инженерной разработке его конструкций. Научно – технический прогресс требует от конструкторов создание двигателей с высокими значениями основных показателей, главными из которых является экономичность, надежность, ресурс, материалоемкость, доступность изготовления и простота обслуживания. Для этого чтобы создаваемый двигатель удовлетворял перечисленным требованием, необходимо при его проектировании использовать новые конструкторские решения. Это не отрицает преемственности конструкций и возможности применения хорошо зарекомендовавших себя конструкций, а также узлов и деталей.

Выдержка из текста работы

6 Расчет на прочность основных деталей дизелей

6.1 Расчет на прочность коленчатого вала

6.1.1 Выбор материала

Выбираю материал для коленчатого вала (по ГОСТ 1050-60): качественная углеродистая сталь марки - 45, с пределом прочности 61 кг/мм

6.1.2 Определение основных размеров вала

Диаметр шатунной шейки: dшш = (0,6…0,85)×d = 0,75×26 = 19,5 см.

Диаметр коренной шейки: dкш = (0,6…1)×d = 0,769×26 = 20 см.

Толщина щеки вала: h = (0,16…0,35)×d = 0,308×26 = 8 см.

Ширина щеки: b = (0,9…1,5)×d = 1×26 = 26 см.

Длины коренной и шатунной шеек: lк = lш = (H - 2×h) / 2 =(26 - 2×8)/2= 5 см

Радиусы галтелей коренной и шатунной шеек: r = (0,055…0,07)×dш;

rк = 0,06×dкш = 0,06×20 = 1,2 см,

rш = 0,06×dшш = 0,06×19,5 = 1,17 см.

6.1.3 Проверка размеров коленчатого вала по формулам Речного Регистра

Диаметр шеек вала должен быть не менее определяемого по формуле:

где d - диаметр цилиндра см , S - ход поршня см,

H - расстояние между серединами шеек, см;

pz - максимальное давление сгорания, кг/см. pz = 120,70 кг/ см2;

t - среднее индикаторное давление, кг/см. t = 8,5 + 0,75×Pmi

t = 8,5 + 0,75×1,797 = 9,85 кг/см2.

где sв - предел прочности материала, равный 61 кг/мм ;

j - коэффициент. Для четырехтактного, шестицилиндрового дизеля j = 5,95;

Данное условие выполняется.

Толщина щеки вала должна быть не менее:

где d - диаметр цилиндра, см;

pz - максимальное давление сгорания, кг/см;

b - ширина щеки;

см, расстояние от середины рамового подшипника до середины плоскости щеки;

j1 = 2,9 j2 = 0,92;

при r = 0,84 см - радиус галтели;

E = 0,2 - абсолютная величина перекрытия;

K1 = 0,9 - коэффициент, учитывающий влияние материала вала;

Условие для толщины шейки вала выполнено.

6.2 Расчет на прочность поршня

Принимаю материал поршня: чугун марки 4НХМД

6.2.1 Конструирование размеров и формы поршней

Расстояние от верхней кромки поршня до канавки первого поршневого кольца l

рассчитывается по соотношениям:

для тяжелого судового дизеля

l = (1.3)δ, мм

где δ – толщина днища поршня, мм,

Толщина днища поршня δ зависит от его материала, особенностей конструк-ции, способа охлаждения, наличия или отсутствия ребер с внутренней стороны днища.

Для неохлаждаемого чугунного и алюминиевого поршня

δ = (0,08…0,2)d, мм

где d – диаметр цилиндра, мм,

Высота (длина) головки поршня Нг определяется в основном исходя из указанного выше расстояния l, количества и высоты поршневых колец.

Нг = (0,35…0,55)d, мм

Общая высота (длина) поршня Н зависит от типа двигателя, тактности, степени быстроходности. У высокооборотных дизелей она снижается

Н = (1,0…1,7)d, мм

Ось поршневого пальца располагают между серединой тронковой части поршня и его центром тяжести. Расстояние между осью пальца и нижней кромкой поршня можно определить по соотношению

Нп = (0,30…0,75)d, мм

Толщина стенки тронковой части поршня S1 равняется

S1 = (0,3.0,5)S, мм

Где S - толщина цилиндрической части головки поршня, мм

S = (0,05.0,08)d, мм

Ширина канавки уплотнительного кольца а равняется

а = (0,5…1,0)b, мм

где b – радиальная толщина кольца, мм

b = (0,04…0,03)d, мм

Ширина перемычки между канавками а1 определяется по соотношению

d1 = (1…1,3)a, мм.

6.2.2 Расчет на прочность поршня

В процессе работы поршень находится под воздействием сил давления газов и высокой температуры. В результате в нем возникают механические и тепловые напряжения.

Заключение

Деформация кольца при надевании его на поршень f // определится по соотношению:

f // = 8в – f /

Учитывая это, можно определить изгибающие напряжения в сечении конца, противоположного замку

где Е – модуль упругости материала кольца, для чугуна Е = 80930 МПа

Напряжения изгиба при надевании кольца на поршень определятся как

У современных дизелей напряжения изгиба лежат в пределах:

МПа

МПа.

Список литературы

1 Калашников, С. А. Проектирование судового четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом. [Текст]: методические указание для выполнение курсового проекта. – Новосибирск: НИИВТ, 1986. – 59с

2 Плотников, В. А. Построение и анализ индикаторной диаграммы четырех-тактного судового дизеля. [Текст]: методические указания к практическим занятиям. – Омск: НГАВТ, 2001. – 14с

3 Вырубов, Д. Н. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. [Текст]: А. С. Орлин, М. Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1984. – 383с

4 Плотников В. А. Расчет на прочность деталей поршневой группы СДВС [Текст]: Методические указания для выполнения курсового проекта. - Омск: НГАВТ ОФ,2003-20с

5 Ваншейдта В. А. Дизели. Справочник. [Текст]:. – Л.: Судостроение, 1977 – 480 с./

Примечания

чертежи в программе Компас:

1. график способ определения углов

2. диаграмма давлений

3. дизель

4. развернутая диаграмма

5. свернутая диаграмма

6 форсунка