+ All Categories
Home > Documents > Proiect Filip Maiar

Proiect Filip Maiar

Date post: 06-Mar-2016
Category:
Upload: alexandru-mocanu
View: 27 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
Description:
Maiar

of 28

Transcript
  • PROIECT M.A.I.A.R. Roman-Ionita FilipSa se proiecteze un motor pentru tractiune rutiera cu urmatoarele caracteristici:

    - tipul: MAS 4 timpi- puterea efectiva: Pe = 110.4 kW- turatia nominala: n = 5900 rot/min

    - raportul de comprimare: = 11- numarul de cilindrii: i = 6 si dispunerea: linie- tipul admisiei: aspirat

    1000

    1000

    100

    110.4 5900 6 11 4

    I Calculul termic

    Calculul termic al motorului consta in determinarea marimilor de stare ale ciclului motor pentru a putea trasa diagrama indicata. Se vor determina marimile caracteristice ale ciclului (presiunea medie indicata si efectiva, consumul specific de combustibil, etc.), dimensiunile fundamentale ale motorului (alezajul D, cursa S). Calculul ciclului se face la regimul nominal.

    Pentru calculul termic se adopta metoda simplificata, pentru un ciclu semireal - ciclul de referinta, din care, prin rotunjiri, se obtine diagrama indicata reala.

    In figura urmatoare este prezentat ciclul teoretic de referinta pentru MAS:

    p

    z

    c

    b

    g b'

    s a

    VVc Va

  • I 1) Calculul procesului de admisie

    In acest subcapitol voi determina parametrii de stare la sfarsitul admisiei ( pa Ta ), a coeficientuluide umplere sau randamentul volumetric V , precum si coeficientul de gaze arse reziduale .

    Marimile de stare initiale ale incarcaturii proaspete sunt: 1 105 298

    Datorita contactului cu piesele calde ale motorului, incarcatura proaspata se incalzeste, iar la intrarea in cilindru are temperatura :

    unde 10 45[[ ]] este cresterea de temperatura => =+ 308 343[[ ]]

    325

    La inceputul cursei de admisie in cilindru se afla kilomoli de gaze arse reziduale, care ocupa volumul camerei de ardere , avand presiunea si temperatura .

    NgVc pg Tg

    Pentru ca nu se cunoaste cursa S a pistonului, cu care putem determina viteza acestuia, parametru ce indica tipul motorului ( rapid sau semirapid), aleg din tabele cazul motorului rapid.

    Pentru MAS rapid normal aspirat avem valorile:

    =1.03 1.15[[ ]] 103 103 115 103 =1.15 115 103

    900 1100[[ ]]

    Presiunea la sfarsitul procesului de admisie se alege tot din date statistice:pa

    =0.8 1.05[[ ]] 80 103 105 103 =0.9 90 103

    320 370[[ ]]

    Coeficientul de umplere se calculaza cu relatia:V 1.4

    =

    1

    (( 1))809.44 103

    Valoarea coeficientului de gaze arse reziduale:

    = 1

    1

    1 51.304 103 41.976 103 0.05

    Temperatura la finalul procesului de admisie:

    =

    +

    1

    +1349.482 358.362[[ ]] valori ce apartin intervalului [320 370] K

    354

  • I 2) Calculul comprimarii

    Din ecuatiile politropei cu exponent constant 1.25 , rezulta:

    = 1.803 106 apartine intervalului [9 25] bar

    = 1 644.691 apartine intervalului [600 800] K

    I 3) Calculul arderii

    La MAS, de putere maxima este subunitar, ceea ce duce la o ardere incompleta, gazele de ardere contin:

    CO CO2 H2O N2

    Compozitia benzinei: 0.854 %85.4[[ ]]

    0.142 %14.2[[ ]]

    0.004 %0.4[[ ]] 0.85 0.95[[ ]] 0.9

    =1

    0.21

    +12

    4

    32

    507.341 103 Kmolaer

    Kgcb

    = 456.607 103

    Numarul de Kmoli de produsi:

    =12

    0.42 (( 1 )) 49.858 103 KmolCO2

    Kgcb

    =0.42 (( 1 )) 21.308 103 KmolCO

    Kgcb

    =2

    71 103 KmolH2O

    Kgcb

    =0.79 360.72 103 KmolN2

    Kgcb

    Cantitatea totala de produsi de ardere:

    =+++ 502.886 103 Kmolprodusi

    Kgcb

    Caldura degajata din arderea combustibilului: 43529 KJ

    Kgcb

    = 119538 (( 1 )) 37.464 103 KJ

    Kgcb

    Coeficientul de utilizare a caldurii: 0.8 0.95[[ ]] 0.875

    Participatiile masice ale componentelor in gazele de ardere sunt: = 99.144 103

    = 42.372 103 = 141.185 103 = 717.299 103

  • Folosind MS Excel cu ajutorul Tabelului 1 determin si

    6215 8320 300 400 =354

    =+

    7.352 103

    13439.65 18493.33 600 800 =644.691

    =+

    14.569 103

    Energia interna a gazelor este:

    118 =+ 1 465.082 103 =

    +

    +11.077

    =+

    (( +1 ))

    +

    (( +1 )) 82.679 103

    KJ

    Kmol

    Dupa incadrarea Uz intre Uzrez1 si Uzrez2 in tabelul 1, rezulta:

    2800 2900 80766.21 84141.08

    =+

    2.857 103 apartine intervalului [2400 3000] K

    Raportul de crestere a presiunii:

    = 4.774

    = 8.607 106 nu apartine intervalului [3.5 7.5]*10^6 Pa

    I 4) Calculul destinderii

    Aplicand ecuatiile politropei obtinem:

    1.35

    =1

    338.062 103 apartine intervalului [3 6]*10^5 Pa

    =1

    1

    1.234 103 apartine intervalului [1200 1700] K

  • I 5) Calculul marimilor caracteristice ale ciclului de referinta

    Lucrul mecanic indicat nu se poate calcula deoarece nu se cunoaste volumul cursei pistonului Vs.

    Presiunea medie indicata a ciclului de referinta:

    0.2 0.4[[ ]] 0.3 8.314

    =

    1

    1

    1

    1 1

    1

    1

    1

    1 1

    1.064 106

    = 1

    348.003 103

    I 6) Calculul marimilor caracteristice ale ciclului real

    Coeficientul de plenitudine al diagramei: 0.92 0.97[[ ]] 0.95

    Presiunea medie indicata: = 1.011 106

    Randamentul indicat: = 330.603 103 apartine intervalului [0.26 0.35]

    Consumul specific indicat de combustibil: =1

    250.16[[ ]]

    Marimi efective:

    Randamentul mecanic: 0.79 0.9[[ ]] 0.9

    Randamentul efectiv: 0.25 0.32[[ ]] 0.3

    Consumul specific efectiv de combustibil:

    =1

    275.678

    apartine intervalului [235 325] gr/kWh

    Presiunea medie efectiva: = 909.823 103

    I 7) Calculul dimensiunilor fundamentale ale motorului

    0.6 1.3[[ ]] 1

    =3

    4

    80.606

    = 80.606

    =

    15.852

    =

    411.33 103

  • =

    110.4

    Aleg: 80.6 80.6

    =

    2

    4

    110.376 =

    411.24 103

    Cilindreea totala: = 2.467

    =|| ||

    100 21.891 103 eroarea ERR = 0.022% < 5%

    I 8) Bilantul energetic al motorului

    Bilantul energetic reprezinta repartizarea caldurii disponibile prin arderea combustibilului in schimburile energetice ale fluidului motor cu exteriorul, intr-un anumit interval de timp. Bilantul energetic are rol in a putea evalua diferitele pierderi si in a determina cantitatea de caldura evacuata prin sistemul de racire, lucru necesar pentru dimensionarea acestui sistem.

    Ecuatia de bilant: ++++Qr Qg Qinc Qrez

    Scrisa procentual ecuatia de bilant este: 100 ++++qe qr qg qin qrez

    Caldura disponibila:

    = 1.325 106

    Caldura transformata in lucru mecanic efectiv:

    = 397.353 103

    Caldura evacuata de sistemul de racire:

    8.0606 8.0606 5900

    =0.3972 1.73 0.575 0.71+1 1.5

    (( 1))

    0.286

    180.128 103 kJ

    hr

    178757

    Caldura evacuata de gazele de ardere:

    =

    1

    899.967 = 1.234 103

    25136.85 26473.22 800 900 =899.967

    =+

    26.473 103

  • 39536.13 43318.42 1200 1300 = 1.234 103

    =+

    40.828 103 =

    +

    2 1.067 103

    =+

    33.651 103

    =325 300 400 8973.081 12049.2

    =+

    9.742 103

    =298 200 300 5779.903 8973.081

    =+

    8.909 103

    =+

    +

    2

    9.326 103

    = 383.03 103

    =119538 (( 1 )) 103 184.577

    %22 45[[ ]] =100 30

    %15 35[[ ]] = 100 13.496

    %25 50[[ ]] =100 28.919

    %0 5[[ ]] =100 13.936 103

    = 365.186 103

    %2 5[[ ]] =100 27.571 nu apartine intervalului [2 5]%

    Verificare: =++++ 100

  • II Calculul dinamic

    Calculul dinamic are ca scop principal determinarea variatiei fortelor si momentelor ce actioneaza asupra mecanismului biela-manivela.

    Pentru mecanismul normal axat avem:

    = 115 103 105 80.606 80.606

    = 2

    4 76.545 5900 =

    30617.847

    1

    1

    31

    5

    1

    4 =2

    40.303 = 161.212

    Densitatea materialului din care este facut pistonul: 0.5 0.8[[ ]] 3

    Masa pistonului: = 3 261.862 103 418.979 103 0.42

    Masa grupului piston [piston, bolt, segmenti: =1.2 1.4[[ ]] 504 103 588 103

    0.55

    Masa raportata a bielei: 0.09 0.2[[ ]] 2

    Masa bielei: = 2

    4

    459.269 103 1.021 0.78

    =0.725 565.5 103

    =0.275 214.5 103

    =+ 764.5 103

    =103 4

    2 149.814 103

    2apartine intervalului [0.1 0.2]

    5900

    mtr R 2JB

    R 2

    =2499.174

    120

    10

    208.265

    +Fi.tr

    tan (()) = 115.808

    F

    cos (()) =110.4

    sin (( + ))cos (()) =

    || ||100 4.899

  • III Calculul pistonului

    III 1) Stabilirea dimensiunilor pistonului

    Pistonul se dimensioneaza in raport cu solutiile constructiv - functionale alese, pe baza datelor statistice. Diametrele in lungul pistonului se determina avand in vedere ca jocul diametral la cald reprezinta diferenta dintre diametrele cilindrului si pistonului.

    Daca Dp este diametrul pistonului la rece, intr-un plan transversal cu temperatura de functionare Tp, se obtine:

    =80.606 385 395[[ ]] 390 =298

    525 625[[ ]] 575 300

    373 413[[ ]] 393 200

    =0.002 0.004[[ ]] 161.212 103 322.424 103 0.191

    =0.0003 0.0013[[ ]] 24.182 103 104.788 103 0.044

    17 24[[ ]] 106

    1 20 106

    1 21 106

    1

    ATC Si18CuMgNiKS281,1; MAHLE 138

    ATC Si12CuMgNiKS1275; MAHLE 124

    2.68 3

    2.7 3

    = +1

    +1 80.097[[ ]]

    = +1

    +1 80.55[[ ]]

    =0.05 0.12[[ ]] 2 8.061 19.345[[ ]]

    =0.8 1.1[[ ]] 64.485 88.667[[ ]] 75

    =0.5 0.8[[ ]] 40.303 64.485[[ ]] 50

    =0.3 0.4[[ ]] 24.182 32.242[[ ]] 24.2

    =0.08 0.1[[ ]] 6.448 8.061[[ ]] 6.5

    =0.5 0.7[[ ]] 40.303 56.424[[ ]] 45

    =0.06 0.12[[ ]] 4.836 9.673[[ ]] 8

  • 1.5 2.5[[ ]] 2

    =0.035 0.045[[ ]] 2.821 3.627[[ ]] 3

    =0.52 39 =39

    =0.042 0.052[[ ]] 3.385 4.192[[ ]] 3.4

    = 2 73.806 =73.806

    = 0.05 0.12[[ ]] 2 65.745 54.461[[ ]] 54.5

    Grosimea peretelui mantalei: =0.02 0.04[[ ]] 1.612 3.224[[ ]]

    0.4 0.8[[ ]] Ovalitate pe toata lungimea pistonului

    Diametrul bolului: =0.24 0.28[[ ]] 19.345 22.57[[ ]] 22.5

    Diametrul exterior al umerilor: =1.3 1.6[[ ]] 29.25 36[[ ]] 32.6

    III 2) Verificarea solicitarilor

    Capul pistonului se verifica la solicitari mecanice, termice si rezultante, asimilandu-l cu o placacirculara incastrata pe contur, care are grosimea constanta delta si diametrul Dial suprafetei interioare a regiunii portsegmenti.

    Pentru solicitarile mecanice se considera ca placa este incarcata cu o sarcina uniform distribuita,egala cu presiunea maxima a gazelor din cilindru pmax. Eforturile unitare radiale si tangentiale se calculeaza la marginea placii cu relatiile

    =0.8 6.886 0.32 0.36[[ ]] 0.34

    6.9 8.8[[ ]] 104 8 104

    =3 2

    16 290.768 =

    3 2

    16 290.768

    = 30.861 = 30.861

    iar in centru cu relatia:

    =3 (( +1 )) 2

    32 260.815 =

    3 (( +1 )) 2

    32 260.815

    =60.815 =60.815

    Solicitarile termice pot fi calculate presupunand ca grosimea delta este mica fata de reaza placii Ri, astfel incat sa se neglijeze variatia axiala a temperaturii.

  • 110 160[[ ]]

    120

    =2

    27.25 =6.5

    =4

    2 420.167 103

    2

    =0.25 105.042 103 2

    =

    2

    +1

    +2

    +

    +2

    4

    2

    2

    4

    2

    103 2

    4

    50.44 103

    = 50.44 103

    =

    +2

    +

    +2

    4

    2

    2

    4

    2

    33.56 103

    =

    2

    +3

    +2

    +

    +2

    4

    2

    2

    4

    2

    92.44 103

    = 92.44 103

    Tensiunea circumferentiala in fibra este:

    =

    5.69 =

    2 (( 1 ))7.242

    Regiunea portsegmenti:

    3 0.5

    =4

    2 +

    22 19.223

    2

    = 2

    418.279 < (30...40) MPa

  • Solicitari rezultate:

    la margine: =+ 83.476

    =++ 83.577apartine intervalului [70 120] MPa

    =+ 23.586

    =++ 23.653

    la centru: =+ 68.149

    =++ 53.666apartine intervalului [70 120] MPa

    =+ 68.149

    =++ 53.666

    =

    2

    2 (( +1 ))4.202 aprox. 4 MPa

    =18.279 < 30 ... 40 MPa

    =0.5 2

    2 239.692[[ ]] apartine intervalului [25 40] MPa

    Valoare extrasa din tabelul calculului dinamic: 2168.262

    =

    537.99 103 apartine intervalului [0.4 0.8] MPa

    III 3) Bolul pistonului:

    Pentru materialul bolului aleg oel aliat marca 18MnCr10 clit CIF pe adncimea de 0.15 mm, a crui rezisten la rupere este:

    900 1200[[ ]] 950

    Modulul de elasticitate longitudinal al oelului din care se fabric bolul este: 2.1 105

    Dimensionarea bolului:

    =0.24 0.28[[ ]] 19.345 22.57[[ ]] 22.5

    =0.64 0.72[[ ]] 14.4 16.2[[ ]] 15.8 = 702.222 103

    =0.26 0.3[[ ]] 20.958 24.182[[ ]] 21

  • =0.88 0.93[[ ]] 70.933 74.964[[ ]] 71

    1 2[[ ]] 1.6

    Lungimea de sprijin: = 2

    223.4 =23.4

    Lungimea de sprijin pe piciorul bielei n zona inferioar, corectat: 26

    Verificarea la rezisten a boluluiPresiunea din bosajul umerilor pistonului i piciorul bielei:Bolul este solicitat din rezultanta forelor de presiune i de inerie a maselor n micare de translaie.

    Din tabelul calculului dinamic avem max(F):29051.5

    =2

    27.589 < 30 MPa

    =

    49.661 aparine intervalului [25 50] MPa

    Solicitarea la ncovoiere:

    = (( 3 4 1.5 ))

    1.2 3 1 4 225.784 < [250 500] MPa

    Solicitarea la oboseal:Se consider un ciclu asimetric pentru bolul montat fix n piciorul bielei.

    Forele considerate sunt:

    = 2

    4 34.629 10

    3

    = 2 (( +1 )) 8.077 103 --> n PMI

    = 2 (( 1 )) 4.846 103 --> n PME

    =0.4 380 0.775 1.1 1.5[[ ]] 1.5 1

    =+ 39.475 103 = (( 3 4 1.5 ))

    1.2 3 1 4 306.795

    = 8.077 103 = (( 3 4 1.5 ))

    1.2 3 1 4 62.774

    =

    2184.785 =1.6 608

    =+

    2122.01 =

    2250 103

  • =1

    +

    2.006 aparine intervalului [2 4]

    Solicitarea la forfecare:

    =0.85 ++1 2

    2 1 4 141.489 < [150 250] MPa

    Deformaia, jocul de montaj i temperatura de montaj:

    =1.5 15 (( 0.4))3

    1.086

    =0.09

    +1

    1

    3

    35.572 103

    =0.004 0.015[[ ]] 90 103 337.5 103

    aleg: =0.0087 195.75 103

    =2

    97.875 103 > f.bolt

    10.5 12[[ ]] 106

    1 11 106

    1= 21 106

    1

    149.85 169.85[[ ]] = 423 443[[ ]] 433

    149.85 209.85[[ ]] = 423 483[[ ]] 470

    =+ 20 20

    +1 20 84.544 103

    Temperatura de montaj a bolului: =+|| ||(( || ||))

    20 199.603

    =73.547

    =6.5 =3.4 =24.2

    =8 =75 =21 =+ 2 24.2

    =1.6=3 =50

    =26 =+ 2 29.2=2 = 80.097[[ ]]

    29.2=54.5 = 80.55[[ ]]

    =23.4=22.5 =45

    =71=32.6 =39

  • III 4) Segmenii pistonului:

    Segmenii se monteaz n canaleleportsegmeni ale pistonului, pentru a etana cilindrul. Forma lor este de inel tiat. Datorit elasticitii, n form liber st deschis, avnd distana dintre capete S0. La montarea n cilindru, segmentul este strns i ia form circular, de diametru D, iar distana dintre capete devine S

  • Presiunea radial:Pentru o mai bun etanare i o uzur mai uniform a cilindrului, voi folosi segmeni de presiune variabil.

  • Solicitri n funcionare: 1.8 0.18

    =

    2

    3

    1

    2

    1

    293.688

    Solicitri la montaj: 1 0.1625 7.211

    =2

    1

    2

    1

    (( 3 ))

    491.672 < 500 MPa

    IV Calculul Bielei

    Biela transmite fora de presiune a gazelor i fora de inerie a grupului piston ctre arborele cotit. Ea transform micarea de translaie n micare de rotaie. Materialele din care se fac bielele sunt n general din oeluri aliate sau oel carbon.

    Semifabricatul se formeaz prin deformare la cald, dintr-o bucat, i este supus apoi diferitelor tratamente termice. Capacul bielei se rupe ulterior, astfel nct abaterea de la cilindricitate a capului bielei s nu depeasc ovalitatea de 8 microni. Corpul bielei pstreaz rugozitile obinute prin forjare.

    Materialul pentru biel este oel aliatmarca 34MoCrNi15 cu compoziia:C : (0.3 0.38) % Mn : (0.4 0.7) % S : max 0.035 % P : max 0.035 % Cr : (1.4 1.7) %Ni : (1.4 1.7) % Mo : (0.15 0.3) % V : --

    Caracteristici mecanice:

    1200 1400[[ ]] 1300

    1000

    %9 lungire minim

    2.1 105

    IV 1) Dimensionarea bielei

    Piciorul bielei:

    =22.5

    =1.3 1.7[[ ]] 29.25 38.25[[ ]] 35.5

    =0.16 0.3[[ ]] 3.6 6.75[[ ]] 6.5

    =22.5

    =0.48 0.6[[ ]] 17.04 21.3[[ ]] 15.5

    La cap =1.1 1.35[[ ]] 17.05 20.925[[ ]] 20.5

    La mijloc =+

    218

    Corpul bielei:

    =0.167 2.589 =0.167 3.006 =0.167 3.424

    =2.589 =3.006 =3.424

    =0.667 10.339 =0.667 12.006 =0.667 13.674

  • =0.75 11.625 =0.75 13.5 =0.75 15.375

    Capul bielei:

    =0.55 0.7[[ ]] 44.333 56.424[[ ]] 46

    1 3[[ ]] 2

    =+2 50

    = 26 103

    = 161.212

    =2

    2

    124.962

    =1.6

    diametrul exterior al capului bielei = 79.006 79

    uzual 20

    raza de racordare a piciorului de corp =

    2cos

    2

    1 cos 148.067

    distana de unde se ncepe racordarea =+2

    sin 56.713

    uzual 50

    raza de racordare a capului de corp =

    2cos

    2

    1 cos 42.384

    distana de unde se ncepe racordarea =

    +2

    sin 62.727

    lungimea manetonului =0.45 0.7[[ ]] 20.7 32.2[[ ]] 28

    lungimea capului bielei =28

    IV 2) Verificarea la rezistenVerificarea piciorului

    Tensiunile produse de fora de inerie: = 2 (( +1 )) 10.577 103 Pentru nceput se alege unghiul de racordare al piciorului de corp. Acesta trebuie ales

    astfel nct seciunea periculoas s fie ncadrat ntr-o zon cu grosime ct mai mare. Domeniul de valori optime pentru aceast raz de racordare este: 110 125[[ ]]

    115

    Reaciunea No i momentul Mo din seciunea A-A a planului de simetrie al piciorului bielei sunt date de relaiile:

    =2

    17.75 =2

    11.25

  • = 6.5 =+

    214.5

    = 5720 8 886.115 103

    = 3.3 297 220.836

    Momentul i fora normal din seciunea C-C a piciorului bielei se determin cu relaiile pentru grinzi curbe:

    Mc Nc

    =+ 1 cos

    2 sin cos 18.398 10

    3

    =+cos 2

    sin cos 367.46 103 =26

    momentul de inerie polar al seciunii piciorului = 3

    12595.021 4

    Tensiunile n fibrele interioar i exterioar produse de fora care ntinde piciorul bielei sunt:

    =

    +2 +6

    +2

    1

    86.048 103

    =

    +2 6

    2

    1

    122.016 103

    Stabilirea zonei de ncastrare:

    rezult grosimea piciorului pentru fiecare unghi:

    0

    3

    6

    9

    12

    15

    18

    21

    24

    = + cos (( ))

    2 + 2

    sin (( ))2

    6.5

    6.527

    6.61

    6.748

    6.946

    7.206

    7.533

    7.934

    8.416

    =+

    115

    118

    121

    124

    127

    130

    133

    136

    139

    =+ 1 cos

    2 sin cos

    18.398 103

    18.998 103

    19.582 103

    20.148 103

    20.695 103

    21.22 103

    21.724 103

    22.204 103

    22.658 103

    =+cos 2

    sin cos

    367.46 103

    408.853 103

    449.126 103

    488.167 103

    525.871 103

    562.133 103

    596.854 103

    629.939 103

    661.298 103

  • =

    +2 +6 6.5

    6.5 +2 6.5

    103

    6.5

    1

    86.048

    =

    +2 6 6.5

    6.5 2 6.5

    103

    6.5

    1

    122.016

    =

    +2 +6 6.527

    6.527 +2 6.527

    103

    6.527

    0

    87.896

    =

    +2 6 6.527

    6.527 2 6.527

    103

    6.527

    0

    125.245

    =

    +2 +6 6.61

    6.61 +2 6.61

    103

    6.61

    0

    88.014

    =

    +2 6 6.61

    6.61 2 6.61

    103

    6.61

    0

    126.395

    =

    +2 +6 6.748

    6.748 +2 6.748

    103

    6.748

    0

    86.476

    =

    +2 6 6.748

    6.748 2 6.748

    103

    6.748

    0

    125.533

    =

    +2 +6 6.946

    6.946 +2 6.946

    103

    6.946

    0

    83.321

    =

    +2 6 6.946

    6.946 2 6.946

    103

    6.946

    0

    122.68

    =

    +2 +6 7.206

    7.206 +2 7.206

    103

    7.206

    0

    78.793

    =

    +2 6 7.206

    7.206 2 7.206

    103

    7.206

    0

    118.095

    =

    +2 +6 7.533

    7.533 +2 7.533

    103

    7.533

    0

    73.153

    =

    +2 6 7.533

    7.533 2 7.533

    103

    7.533

    0

    112.059

    =

    +2 +6 7.934

    7.934 +2 7.934

    103

    7.934

    0

    66.688

    =

    +2 6 7.934

    7.934 2 7.934

    103

    7.934

    0

    104.89

    =

    +2 +6 8.416

    8.416 +2 8.416

    103

    8.416

    0

    59.731

    =

    +2 6 8.416

    8.416 2 8.416

    103

    8.416

    0

    96.968

  • =86.048 =122.016

    =87.896 =125.245

    =88.014 =126.395 => rezult seciunea de ncastrare la unghiul: 121

    =86.476 =125.533

    =83.321 =122.68

    =78.793 =118.095- toate valorile aparin intervalului [200 400] MPa=73.153 =112.059

    =66.688 =104.89

    =59.731 =96.968

    Tensiunile produse de fora de comprimare:

    =2

    4 2 (( +1 )) 24.562 103

    =M'0

    Fcp rmb?

    =N'0

    Fcp rmb?

    =x rmb Fcp ?

    =y Fcp ?

    =121 6.61

    =+ 1 cos

    2

    csin c cos

    ?

    =+cos

    2

    csin cos

    ?

    =

    +2 +6 h'

    h' +2 h'

    1

    h'?

    =

    +2 6 h'

    h' 2 h'

    1

    h'?

    Tensiunile produse de montajul cu strngere a bolului n piciorul bielei:

    = 11 106 1

    105 1

    373 288

    Serajul bolului n biel = 1.913 103

  • 40 106 =+0.001 22.501

    0.32=35.5

    0.28

    Presiunea de seraj =+

    +

    ++2 2

    2 2

    +2 2

    2 2

    771.232 106

    tensiunile produse n acest seraj =2 2

    2 2 1.036 103

    =2 2

    2 246.032 109

    200 400[[ ]]

    Coeficientul de siguran la obosealcaracteristicile oelului aliat din care este confecionat piciorul bielei:

    370 0.12 1 0.92 0.92

    6

    =+ 88.015 =+ 126.394

    =

    2107.204

    =+

    219.189

    =

    +

    2.975 aparine intervalului [2.5 5]

    Verificarea corpului bielei:

    Prezint interes dou zone: zona de sub piciorul bielei, numit seciune minim, i seciunea median a corpului.

    *n seciunea minim m-m:Solicitarea la ntindere de ctre for = 2 (( +1 )) 10.577 103

    =0.36 2 86.49 2 - seciunea zonei minime

    = 122.294 aparine intervalului [200 400] MPa

    Solicitarea la compresiune de ctre for

    =+ 2

    4 24.052 10

    3

  • =278.085 aparine intervalului [200 400] MPa

    *n seciunea median M-M:

    Planul de micare:

    ntindere = 2 (( +1 )) 14.702 103

    =0.36 2 116.64 2

    =126.049 aparine intervalului [200 400] MPa

    compresiune =+2

    4 20.437 103

    = 3

    3

    12 5.048 103 4 - momentul de inerie polar

    al seciunii de micare =+1 0.000526

    2

    1.316

    =

    230.561 aparine intervalului [200 400] MPa

    Planul de ncastrare:

    ntindere = 2 (( +1 )) 14.702 103

    =126.049 aparine intervalului [200 400] MPa

    compresiune =+2

    4 20.437 103

    =+2 3 3

    12 1.26 103 4 - momentul de inerie polar

    al seciunii de ncastrare =+1 0.000526

    2

    1.76

    =

    308.455 aparine intervalului [200 400] MPa

    Coeficientul de siguran la oboseal:

    n seciunea minim =2

    200.19 aparine intervalului [200 400] MPa =

    +

    277.895

    1 0.92 - din diagrama (diametru bol - epsilon.sigma)

  • 1.1 1.5[[ ]] 1.4

    0.12 0.2[[ ]] 0.16

    350 370[[ ]] 370

    =

    +

    2.204 aparine intervalului [2 3]

    Verificarea capului bielei:

    Se verific doar la ntindere:= 780 103 - masa bielei

    = 565.5 103 - masa bielei n rotaie

    =0.18 0.2[[ ]] 140.4 103 156 103 0.141

    = + (( +1 )) 2 21.233 103

    =

    2

    2 11.774 103 3

    =

    3

    12 56.908 103 4

    = 3

    1218.667 4

    =+

    999.672 103

    aria seciunii capacului = 812 2

    aria seciunii cuzinetului = 56 2

    =+

    935.484 103135

    = 792 3 1000

    8.217 103 70.834

    = 0.83 622000

    37.639

    =+

    12.663 100 300[[ ]]

  • Deformaia capului:

    =0.0003 0.002[[ ]] 13.8 103 92 103 50 103

    =2

    25 103

    =1.5 3

    106 + 90

    2 1.917 103

    uruburile de biel:

    Se calculeaz avnd n vedere forele care le acioneaz la montaj i n funcionare. Presupunnd c deformaiile provocate de aceste fore se menin n domeniul elastic, dependena for - deformaie este liniar.

    La montarea capacului bielei, se aplic uruburilor fora de strngere , for care imprim lungirea a fiecrui urub, i comprimarea a ansamblului format din capac i restul capului bielei; cele dou deformaii nu sunt egale pentru c piesele au rigiditi diferite.

    n funcionare, cnd capul bielei este solicitat la ntindere de fora , fiecrui urub i organelor strnse de el li se repartizeaz fora = /z , z fiind numrul de uruburi, iar deformaia se reduce la valoarea , fora care acioneaz piesele strnse devenind / , urubul se lungete suplimentar cu , fora suplimentar care i se aplic fiind / ; fora total de mbinare este

    'c F0 c 'c

    's F0F +F'0 Fs

    Diagrama Fore - Deformaii

    =1.05 648.739 1

    = 2 9.592 103

    Fora maxim de ntindere a capului bielei:

    = + (( +1 )) 2 23.41 103

    Fora care revine unui urub este: 45 - cap secionat2 - numrul de uruburi

    =sin(( )) 8.277 103

  • Fora de prestrngere iniial: =2 16.553 103 Fora suplimentar n exploatare: =0.16 1.324 103 Fora maxim n exploatare: =+ 17.877 103

    Predimensionarea urubului: 800 850[[ ]] 850

    2.5 4[[ ]] coeficient de siguran la rupere 2.5

    Diametrul filetului: =

    4

    1.157.63 8.917

    urub M10x1

    =

    2

    4

    286.271 =

    2

    4

    265.066

    diametrul prii nefiletate a urubului 8

    =

    2

    4

    355.66 =

    2

    4

    329.314

    =

    210.603 =

    +

    2275.668

    350 370[[ ]] 360 1 0.2

    1 1.5[[ ]] 1.5

    4 5.5[[ ]] 4

    = 38.462 103 = 423.529 103 =

    1 387.755 103

    =

    +

    2.797 aparine intervalului [2.5 4]

    diametrul uruburilor capacului =8.917

    distana dintre axele uruburilor capacului =++ 3 61.917

    = 50 103

  • V Calculul arborelui cotit


Recommended