Коленчатый вал (часть 3) |
Динамика и конструирование |
При проектировании двигателя очень важным является вопрос о выборе количества, размеров и о размещении противовесов, которое должно при минимальной металлоемкости обеспечивать внешнюю и минимизировать внутреннюю неуравновешенность двигателя. Конструктивно противовесы выполняют либо как единое целое с валом, либо устанавливают на продолжении щек в виде автономных элементов. Некоторые их конструкции показаны на рис. 7.8. Осевая фиксация коленчатого вала относительно картера обеспечивается упорными кольцами (рис. 7.9, б), бортами вкладышей (рис. 7.9, а) или упорным подшипником (рис. 7.9, в). Упорные кольца изготовляют из бронзы, стали или металлокерамики. Стальные кольца и опорные болты вкладышей заливают антифрикционным сплавом. От проворачивания кольца удерживаются штифтами. Осевые зазоры устанавливают в пределах 0,05...0,15 мм. Масло к коренным подшипникам подводится от главной масляной магистрали в малонагруженную зону их наружной поверхности. К шатунным подшипникам масло подводится по просверленным отверстиям в щеках и по радиальным отверстиям в шатунной шейке (см. рис. 7.5). Коленчатый вал представляет собой многоопорную статически неопределимую конструкцию, имеющую сложную форму и загруженную пространственной системой переменных сил. В настоящее время при расчетах на прочность наиболее широкое распространение получила так называемая разрезная схема, в соответствии с которой из коленчатого вала по серединам коренных шеек вырезается кривошип, который рассматривается как двухопорная балка. Исследованиями Р. С. Кииасошвили установлено, что при расчете вала на прочность с точки зрения практической полезности полученных результатов не имеет существенного значения, вести ли расчет вала по разрезной или по неразрезной схеме. Так, запас прочности коренных шеек получается практически одинаковым, а шатунных шеек при расчете вала как разрезного на 5... 10% меньше и только для щек результаты расчетов существенно разнятся. Например, для крайних щек запасы прочности при расчете вала как разрезного получаются на 30...40% меньше, чем при расчете его по неразрезной схеме; еще больше эта разница для промежуточных щек. Однако напрашивающийся вывод о необходимости ведения расчета по неразрезной схеме имел бы смысл только в том случае, если была бы возможность достоверно учесть в расчете такие трудно прогнозируемые факторы, как несоосность опор и коренных шеек, неравномерность износа их в процессе эксплуатации и динамические деформации опор картера и шеек. С учетом вышеизложенного ограничимся рассмотрением методики расчета вала по разрезной схеме. При этом запасы прочности коренных и шатунных шеек будем определять в сечениях маслоподводящих каналов, а для щек — в местах сопряжений их с шейками, т. е. в галтелях. Newer news items:
Older news items:
|