proiect tneispn sabau

7/23/2019 proiect tneispn sabau

1/23

UNIVERSITATEA MARITIM DIN CONSTANA

T.N.E.I.S.P.N.

Profesor : Adrian Sabau

Masterand: Vlad Adrian Constantin

ANALIZA FUNCIONAL, PA!ICULAI!ICONS!UC!IV", MA!"IAL" #I SOLICI!IL"

A$O"LUI CO!I!

1


2/23


olul fun%&ional al arborelui %otit

Arborele cotit transform micarea de translaie a pistonului ntr-o micare derotaie i transmite spre utilizare momentul motor dezvoltat de fora de presiune agazelor. La motoarele policilindrice arborele cotit nsumeaz lucrul mecanic produs defiecare cilindru i-l transmite utilizatorului. Totodat, arborele cotit antreneaz nmicare unele agregate i sisteme auxiliare ale motorului.

ig.!. "ecanism motor prezentat sc#ematic

Constru%&ia arborelui %otit

Arborele cotit este alctuit dintr-un numr de coturiegal cu numrul cilindrilor $la motoarele n linie- sau cu %umtatea numrului de cilindri $ la motoarele n &. Lar'ndul su, fiecare cot este format din dou braei unfus manetoncare se articuleazcu capul bielei. (n unele cazuri )n special la motoarele rapide i semirapide*, pentru

ec#ilibrare, pe brae, n partea opus manetoanelor, se monteaz contragreuti .Legtura dintre coturi este realizat prin intermediul unor fusuri de reazem, numitefusuri palier. +onsider'nd i fusurile palier de la extremitile arborelui cotit, rezult c,n mod obinuit, un arbore are )i!* fusuri palier la motoarele n linie i )i!* fusuripalier la cele n &. La motoarele de puteri foarte mici, fusurile palier intermediare potlipsi, legtura dintre coturi realiz'ndu-se prin intermediul unui bra comun, oblic.

2


3/23


ig.. Arbore cotit pentru motor cu / pistoane

0artea arborelui cotit care transmite spre utilizare momentul motor )este cuplatcu consumatorul* se numete partea posterioar, iar, n opoziie cu ea, cealaltextremitate se numetepartea frontal. La partea posterioar se prelucreaz o flan decare se prinde volantulcu coroana dinat. Aceast pies asigur o uniformizare a vitezeiung#iulare a arborelui cotit.

ig. +onfiguraie arbore cotit pentru un motor cu / cilindrii

1atorit micrii alternative a pistoanelor i variaiei n limite largi a presiuniifluidului motor, rezult variaii importante ale momentului motor i, implicit, a vitezeiung#iulare de rotaie. 0entru ca aceste variaii s nu devin suprtoare, se monteazvolantul care are o mas )implicit moment de inerie* ridicat. 1rept urmare, el %oacrolul de acumulator de energie, nmagazin'nd, n condiii de variaie limitat a vitezei de

3


4/23


rotaie, excedentul de energie mecanic produs de motor. Atunci c'nd, n aceleaicondiii, motorul devine deficitar, n raport cu consumatorul, sub aspectul energieimecanice reclamate de acesta, volantul cedeaz energia nmagazinat.

La partea anterioar a arborelui cotit, se monteaz, prin pan, o roat dinat

pentru antrenarea agregatelor i mecanismelor auxiliare. (n unele cazuri, n aceast zoneste montat i amortizorul de vibraii.

0entru a obine o funcionare c't mai uniform a motorului, este necesar caintervalele care separ funcionarea succesiv a cilindrilor s fie egale i, n consecin,decala%ele ung#iulare dintre coturile arborelui cotit s fie egale. "otoarele la care esteasigurat aceast condiie poart denumirea de motoare cu aprinderi uniform repartizate.Aceast soluie atrage dup sine i alte avanta%e privind ec#ilibra%ul de ansamblu almotorului i, n consecin, marea ma%oritate a motoarelor n linie se construiesc cuaprinderi uniform repartizate.

0entru a stabili poziia ung#iular relativ a coturilor, se construiete steauamanivelelor. Aceasta reprezint configuraia geometric obinut prin proiectareaplanurilor coturilor pe un plan normal la axa arborelui cotit )fig. .2 *.

La motoarele cu simpl aciune, decalajul unghiular dintre dou aprinderisuccesive )dintre coturile arborelui cotit* rezult prin mprirea perioadei ciclului motor3

'%i%lu( )* +AC- ./012

la numrul i de cilindri ai motorului3

34 ( '%i%lu5i ()* 5i +AC- ./0/2

(n urmtorul tabel sunt prezentate stelele manivelelor pentru cele mai uzualetipuri de motoare n linie3

4


5/23


!ab0 10 Stelele 6ani7elelor 8entru 6otoare 9n linie, %u a8rinderi unifor6re8artiate

Tipmotor

i4 i42 i4/ i45 i46

/ timpi

5


6/23


timpi

Tipmotor

i47 i48 i49 i4!: i4!!

6


7/23


/ timpi

timpi

7


8/23


(n funcie de numrul de timpi ) i de numrul de cilindri i , se definesc mai multereguli de construire a stelei manivelelor, precizate de cerinele de ec#ilibrare amotorului cu aprinderi uniform repartizate i cilindrii n linie3

a* la motoarele n patru timpi i numr par de cilindri, manivelele sunt dou c'te dou n

faz; o mai bun ec#ilibrare se obine prin utilizarea arborilor cotii cu plan central desimetrie )arbori la care manivelele n faz sunt dispuse la egal distan de mi%locul lui*;b* la motoarele n doi timpi )indiferent de i * i la cele n patru timpi cu numr impar de

cilindri, manivelele sunt uniform distribuite n %urul axei de rotaie a arborelui cotit; i nacest caz poate fi realizat o simetrie a arborelui prin dispunerea manivelelor n opoziiela egal distan de mi%locul arborelui )pentru i par* sau a manivelelor simetric dispusefa de manivela median la egal distan de aceasta )pentru i impar*.

(n cazul motoarelor n V )n exclusivitate n patru timpi* exist dou soluiiposibile3

a* dac i este divizibil cu /, se utilizeaz un arbore cotit cu plan central de simetrie al unui

motor n patru timpi cu i cilindri;b* dac i nu este divizibil cu /, se utilizeaz arborele cotit al unui motor n doi timpi cu icilindri )eventual simetric*.

0entru o anumit configuraie a arborelui cotit exist mai multe ordini deaprindere posibile.


9/23


ig. /. +onfiguraii ale braelor

Racordarea fusurilor cu braulse face prin intermediul unui prag )fig. 5..a*, curaze de racordare mari )fig. 5..b* sau cu racordare cu dega%ri )fig. 5..c*.

ig. 5. ?acordarea fusurilor0entru a reduce greutatea arborelui i forele centrifuge, fusurile pot fi gurite.

Aceasta duce la mrirea rezistenei la oboseal, cele mai eficiente fiind fusurile cu gurin form de butoi.

Ungerea arborelui cotit se realizeaz cu ulei sub presiune. Lagrele suntalimentate cu ulei cu a%utorul unor canale practicate n arbore. (n cazul fusurilor gurite,se utilizeaz conducte de conducere a uleiului )fig. 6.a*. Atunci c'nd se utilizeaz canaleobinuite, este necesar etanarea fusurilor cu capace nurubate )fig. 6.b* sau cu capacefixate cu tirani )fig. 6.c*.

Contragreutile care pot fi montate pe braele arborelui cotit micoreaz forelede inerie ale maselor cu micare de rotaie, ns agraveaz vibraiile de rsucire alearborelui. 1e aceea, n mod obinuit, contragreutile ec#ilibreaz doar /:@5: dinforele de inerie de rotaie.

9


10/23


ig. 6. >ngerea fusurilor arborelui

Soli%it


11/23


Materialele de fabri%a&ie"aterialul de fabricaie a arborelui cotit depinde de procedeul de fabricaie i de

dimensiunile arborelui. Arborele cotit se confecioneaz prin for%are sau prin turnare.

Arborii confecionai prin for%are se realizeaz din oel, iar cei turnai, din oel sau font.Turnarea este un procedeu mai nou, prezent'nd urmtoarele avanta%e3a* reducerea consumului de material;b* realizarea uoar a formei tubulare;c* realizarea uoar a formelor optime impuse de necesitile de ec#ilibrare i de solicitarea

la oboseal.Celurile folosite sunt3 CL+ /5, CL+ 6:, precum i oelurile aliate cu +r, Bi, "o,

&. onta posed caliti mai bune de turnare dec't oelul.


12/23


Simulation ofCrank shaft

Designer: SolidworksStudy name: SimulationXpress

Studynalysis type:Stati!

Ta"le of ContentsDescri!i"#$Error# $ookmark not

de%ned.Ass%&!i"#sError# $ookmark not

de%ned.

M"'e( I#)"r&*!i"#$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$10M*!eri*( +r"er!ies$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$11,"*'s *#' -i.!%res$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$12Mes/ I#)"r&*!i"#$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$13S!%' Res%(!s$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$15C"#c(%si"#$$Error# $ookmark not

de%ned.

12


13/23


13


14/23


&odel Information

&odel name: Crank shaftCurrent Con%guration: ' in line

Solid $odiesDo!ument

Name and(eferen!e

Treateds

)olumetri!Properties

Do!umentPath*Date&odi%ed

(e+ol+e,

Solid$ody

&ass:-.-/'0 kg

)olume:1.112,-232 m4,Density:5/1kg*m4,6eight:-55.3

,, N

D:7"i"liote

!asldprt7ar"ore7Cr

ankshaft.S8DP(T

14


15/23


&aterial Properties

&odel(eferen!e

PropertiesComponent

s

Name: ISI0,01 Steel9normalied

&odeltype:

8inearElasti!Isotropi!

Defaultfailure

!riterion:

;nknown

(e+ol+e,?>Crankshaft?

15


16/23


8oads and @iAtures

@iAture

name

@iAture Image @iAture Details

@iAedB-

Entities: 2 fa!e>s?Type: @iAed

eometry

8o

adname

8oad Image 8oad Details

@or!eB-

Entities: - fa!e>s?- plane>s?

(eferen!e: nDlem

Type: pplyfor!e

)alues: BBB9 BBB90,11 N

@or!eB2

Entities: - fa!e>s?- plane>s?

(eferen!e: nDlem

Type: pplyfor!e

)alues: BBB9 BBB9B5131 N

16


17/23


&esh Information&esh type S"(i' Mes/

&esher ;sed: S!*#'*r' &es/

utomati! Transition: OIn!lude &esh uto 8oops: O

Fa!o"ian points 4 +"i#!s

Element Sie 1 2277 &&

Toleran!e 0$661387 &&

&esh Guality High

&esh Information B Details

Total Nodes 57008Total Elements 35689

&aAimum spe!t (atio 32$893

of elements with spe!t(atio J ,

79$5

of elements with spe!t(atio K -1

0$619

of distortedelements>Fa!o"ian?

0

Time to !ompletemesh>hhLmmLss?:

000015

Computer name:

17


18/23


18


19/23


Study (esults

Name Type &in &aA

S!ress VON "# MisesS!ress

0$00096415N&2

N"'e 56051

1$70919N&2

N"'e 3

Crank shaftBSimulationXpress StudyBStressBStress

19


20/23


Name Type &in &aDis(*ce&e#! URES Res%(!*#!

Dis(*ce&e#!0 &&N"'e 47

0$5&&

N"

Crank shaftBSimulationXpress StudyBDispla!ementBDispla!ement

20


21/23


Name TypeDe)"r&*!i"# De)"r&e' S/*e

Crank shaftBSimulationXpress StudyBDispla!ementBDeformation

Name Type &in &aA-*c!"r ") S*)e! M*. "# Mises

S!ress4$15403N"'e 33782

7$364eN"'e

21


22/23


Name Type &in &aA

Crank shaftBSimulationXpress StudyB@a!tor of SafetyB@a!tor of Safety

.

22


23/23


23

Date post:	19-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	cosmin
View:	230 times
Download:	0 times

proiect tneispn sabau

Documents