Проектирование судового двигателя внутреннего сгорания (стр. 6 из 7)
41. Напряжение изгиба от действия Миз.r.:
42. Равнодействующее напряжение изгиба:
43. Суммарное касательное усилие, передаваемое шейкой рамового подшипника:
44. Касательное усилие от впереди расположенных цилиндров:
Ркп=Рk.max-Pk=0.2726-0.2=0.0726 МН
45. Крутящий момент от касательной силы Ркп:
Мкр.п=Ркп×R=72600×0.125=9 кН·м
46. Крутящий момент от касательной силы одного цилиндра:
Нм47. Напряжение кручения от моментов Мкр1 и Мкр.п:
48. Суммарное напряжение кручения:
sкр=sкр1+sкр.п=6.88 МН/м2
49. Эквивалентное напряжение в шатунной шейке:
50. Условие прочности выполняется:
s =47.8 МН/м2 <[s]=120 МН/м2
Расчёт щеки.
51. Изгибающий момент на широкой стороне щеки:
Нм52. Напряжение изгиба на широкой стороне щеки:
53. Напряжение изгиба на узкой стороне щеки:
54. Напряжение сжатия силой Рr /2:
55. Суммарное напряжение:
s =sиз.щ+sиз.уз+sсж=29,14+36,098+48,24=113,478Н/м2
56. Момент, скручивающей щеки:
57. Момент сопротивления кручению на середине широкой стороны щеки:
58. Касательное напряжение на середине широкой стороны щеки:
59. Напряжение кручения на середине узкой стороны щеки:
60. Равнодействующее напряжение на середине широкой стороны щеки:
61. Равнодействующее напряжение на середине узкой стороны щеки:
Расчёт рамовой шейки.
62. Изгибающий момент силы Рк:
Нм63. Изгибающий момент силы Pr :
Нм64. Равнодействующий изгибающий момент:
Нм65. Напряжение изгиба:
66. Момент, скручивающий рамовую шейку:
Мкр=Рк×R=200000×0.235=47000 Нм
67. Напряжение кручения:
68. Суммарное напряжение:
69. Условия прочности выполняется:
s =33.7 МН/м2<[s]=120МН/м2.
5. Определение уравновешенности ДВС
1.Строим в произвольном масштабе схему вала, определяется центр тяжести ДВС и расстояния от центра тяжести до осей всех цилиндров. Обозначим условно массу одного цилиндра за 1.
Координаты центра масс X:
1×0+1×Н+1×2Н+1×3Н+1×4Н+1×5Н=6Х
Х=2,5Н
2. Принимаем величину условной центробежной силы: Рц=1Н
3. Находим углы развала мотылей 4 для всех цилиндров ДВС при положении первого цилиндра в ВМТ:
j1,2=0°;j3,4=120°;j2,5=240°.
4. Строим схему мотылей и каждый мотыль нагружаем условной центробежной силой Рц=1Н.
5. Определяем силы инерции 1-го порядка, как составляющие условных центробежных сил инерции, и моменты сил инерции относительно центра тяжести двигателя в вертикальных и горизонтальных плоскостях:
Таблица 5
| № | j° | h | Р1ви=Рy×cosj | Р1ги=Рy×sinj | М1ви=Рy×h×cosj | М1ги=Рy×h×sinj |
| 1 | 0 | 2,5Н | 1×Рy | 0 | 2,5Н×Рy | 0 |
| 2 | 240 | 1,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | -0,75Н×Рy | -1,299Н×Рy |
| 3 | 120 | 0,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | -0,25Н×Рy | 0,433Н×Рy |
| 4 | 120 | -0,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | 0,25Н×Рy | -0,433Н×Рy |
| 5 | 240 | -1,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | 0,75Н×Рy | 1,299Н×Рy |
| 6 | 0 | -2,5Н | 1×Рy | 0 | -2,5Н×Рy | 0 |
| S | 0 | 0 | 0 | 0 |
6. Находим неуравновешенные силы и моменты сил инерции как алгебраическую сумму сил и моментов сил инерции всех цилиндров:
7. Положение вектора моментов на диаграмме мотылей относительно мотыля первого цилиндра, расположенного в ВМТ, определяем углом j1:
8. Аналогично определяем неуравновешенные силы инерции и моменты сил инерции 2-го порядка:
Таблица 6
| № | 2j° | h | Р2ви=Рy×cos2j | Р2ги=Рy×sin2j | М2ви=Рy×h×cos2j | М2ги=Рy×h×sin2j |
| 1 | 0 | 2,5Н | 1×Рy | 0 | 2,5Н×Рy | 0 |
| 2 | 120 | 1,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | -0,75Н×Рy | 1,299Н×Рy |
| 3 | 240 | 0,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | -0,25Н×Рy | -0,433Н×Рy |
| 4 | 240 | -0,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | 0,25Н×Рy | 0,433Н×Рy |
| 5 | 120 | -1,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | 0,75Н×Рy | -1,299Н×Рy |
| 6 | 0 | -2,5Н | 1×Рy | 0 | -2,5Н×Рy | 0 |
| S | 0 | 0 | 0 | 0 |
9. Определяем неуравновешенные силы и моменты от системы сил вращающихся масс:
Таблица 7
| № | j° | h | Рвц=Рy×cosj | Ргц=Рy×sinj | Мвц=Рвy×h | Мгц=Ргy×h |
| 1 | 0 | 2,5Н | 1×Рy | 0 | 2,5Н×Рy | 0 |
| 2 | 240 | 1,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | -0,75Н×Рy | 1,299Н×Рy |
| 3 | 120 | 0,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | -0,25Н×Рy | -0,433Н×Рy |
| 4 | 120 | -0,5Н | -0,5×Рy | -0,866Рy | 0,25Н×Рy | 0,433Н×Рy |
| 5 | 240 | -1,5Н | -0,5×Рy | 0,866Рy | 0,75Н×Рy | -1,299Н×Рy |
| 6 | 0 | -2,5Н | 1×Рy | 0 | -2,5Н×Рy | 0 |
| S | 0 | 0 | 0 | 0 |
Т.о. при работе 6 цилиндров двигатель уравновешен.
Выводы
В данном курсовом был спроектирован главный дизель СЭУ транспортного судна – сухогруз. Для выполнения данного расчёта исходным материалом служил конструктивный прототип современного двигателя рабочие параметры и конструкция которого близки к указанным в задании. По указанным в задании параметрам был произведён расчёт
Выбор главного двигателя и основных параметров:
Для нашего судна был необходим дизель мощностью
кВт. Мной был выбран СОД фирмы S.E.M.T. с эффективной мощностью Nец =650 э.л.с., числом цилиндров i=6, отношением S/D=1.2, числом оборотов n=520 об/мин. После расчётов был выбран D=390мм., S=470мм.Также важным элементом расчёта являются габариты ДВС. Определяющим габаритом ДВС является его длинна. В первом приближении длина рядного двигателя на фундаментальной раме L=3042мм. Ширина двигателя на фундаментальной раме B=1034мм. Общая высота двигателя H=2961мм. Масса двигателя Gд=36705кг. После принятия решения о размере двигателя следует оценить ожидаемое значение среднего эффективного значения Pe=16.7 [кг·с/
]. Полученное значение среднего эффективного давления сравнивается зо значениями у действующих двигателей аналогичного класса и делается вывод о возможности достижения в проектном решении величины Ne.Тепловой расчёт ДВС:
Теплота сгорания топлива. Важнейшая характеристика – количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1кг. топлива Qн=43.817 [МДж/кг].