Файл: Совершенствование основных узлов турбопоршневых двигателей..pdf

Величина угла поворота правого граничного сечения элемента от действия момента М

После подстановки значений параметров, входящих в выраже­

выделив при этом в знаменателе выражение среднего геометри­

указанное выше ограничение изменения моментов инерции в пре­ делах каждого выделенного участка в виде J2 ^ 2J г. При этом имеем для прямоугольного сечения, согласно предыдущему, следующие соотношения:

Это выражение можно представить в виде

(25)

U— Е : V 12 ‘ 12 £ V 7 7 1

Д л я р а в е н с т в а э н е р г и и д е ф о р м а ц и и о т д е й с т в и я о д и н а к о в о г о и з г и б а ю щ е г о м о м е н т а в з а м е н я ю щ е м с т е р ж н е р а м ы и в в ы д е л е н н о м у ч а с т к е к о н т у р а д о л ж н ы б ы т ь р а в н ы у г л ы п о в о р о т а г р а н и ч н ы х

О т с ю д а л е г к о в и д е т ь , ч т о п р и в е д е н н ы й м о м е н т и н е р ц и и з а м е ­ н я ю щ е г о с т е р ж н я , о б е с п е ч и в а ю щ и й э к в и в а л е н т н о с т ь п о у п р у г о й э н е р г и и д е ф о р м а ц и и , б у д е т

Д л я к о н к р е т н о г о п о с т р о е н и я э к в и в а л е н т н о й р а м ы н е о б х о д и м о о п р е д е л и т ь г р а н и ц ы р а с ч е т н о г о к о н т у р а и л и п о л о ж е н и я м е с т с е ч е н и й - з а д е л о к . Э т о т в о п р о с у д о в л е т в о р и т е л ь н о н е р е ш а е т с я п о с у щ е с т в у ю щ и м р а с ч е т н ы м с х е м а м р а з ъ е м н ы х п о д ш и п н и к о в ы х

у з л о в . В ч а с т н о с т и , в и с х о д н о й с х е м е Р . С . К и н а с о ш в и л и и е е п о с л е д у ю щ и х п р и л о ж е н и я х р а с ч е т н ы й к р у г о в о й к о н т у р п о с т о я н ­ н о й ж е с т к о с т и у с л о в н о о г р а н и ч и в а е т с я м е с т о м о т н о с и т е л ь н о р е з ­

к о г о н а р а с т а н и я ж е с т к о с т и , з а к о т о р о е ч а с т о п р и н и м а е т с я с е ч е ­

Д л я с у щ е с т в у ю щ и х ф о р м к р и в о ш и п н ы х г о л о в о к у ш а т у н о в т р а н с ­ п о р т н ы х д и з е л е й ф а к т и ч е с к а я ж е с т к о с т ь в э т о м с е ч е н і і и в п о л н е с о и з м е р и м а с ж е с т к о с т ь ю в с р е д н е м с е ч е н и и к р ы ш к и . П о э т о м у р а й о н з а у с л о в н о й з а д е л к о й д о л ж е н н е п р е м е н н о в х о д и т ь в п р е д е л ы р а с ч е т н о г о к о н т у р а , г р а н и ц ы к о т о р о г о д о л ж н ы б ы т ь м а к с и м а л ь н о ' п р и б л и ж е н ы к с т е р ж н ю ш а т у н а , г д е д е й с т в и т е л ь н о у ж е о т с у т ­ с т в у ю т и з г и б н ы е д е ф о р м а ц и и п р и н а г р у з к е .

П р и н я т ы й с п о с о б п о с т р о е н и я р а с ч е т н ы х с е ч е н и й д л я у з л о в т и п а ш а т у н н ы х г о л о в о к п о з в о л я е т в п о л н е о о о с н о в а н н о и о д н о ­ з н а ч н о о п р е д е л и т ь м е с т а ф а к т и ч е с к и х з а д е л о к , п р и н я в з а н и х п л о с к и е с е ч е н и я , п р о в е д е н н ы е п о х о р д а м п о с л е д н е й в к о н т у р е в п и с а н н о й о к р у ж н о с т и (с ц е н т р о м н а о с и с и м м е т р и и у з л а ) . Д л я н е с и м м е т р и ч н о г о к о н т у р а г о л о в к и с е ч е н и я - з а д е л к и б у д у т о п р е д е ­

и и х э к в и в а л е н т н ы е р а м ы д л я с л у ч а е в с и м м е т р и ч н о й и н е с и м м е ­ т р и ч н о й г о л о в о к , п о с т р о е н н ы е п о и з л о ж е н н ы м п р а в и л а м у п р у г о г о ;

162

соответствия при переходе от исходной конструктивной формы к заменяющей стержневой системе.

Для коренных подшипников с несущей крышкой (подвеской) место заделки имеет меньшую определенность при строгой поста­ новке ввиду весьма резкого скачка в размерах сечений при пере­ ходе от собственно крышки к остову и разнообразия конструктив­ ного выполнения самой опоры подшипника в блоке.

В первом приближении в начале применения методики место заделки было взято непосредственно в стыковом сечении крышки (подвески) [34]. Однако при последующем уточнении потребо­ валось принять во внимание известную постепенность затухания изгибной деформации при входе конечного бруса (стойки) в упру­ гое массивное тело, допуская при этом, что относительные размеры тела позволяют ограничиться учетом только местного переход­ ного эффекта в появлении дополнительных перемещений и пол­ ностью исключить функцию его собственных общих деформаций под нагрузкой, идущей от стойки. В работе О’Донелла и Р. Слембера [25] на основании положений теории упругости показано влияние присоединенной части упругого массива (полупростран­ ства) на продольный изгиб однородных с ним стоек. Приведенное выражение для среднего угла поворота граничного сечения (на­

чальной заделки) на верхней плоскости раздела в зависимости от действующего в нем момента (рис. 104) имеет вид

стойки призматической формы, можно получить глубину залега­ ния истинной заделки от верх­ ней плоскости как эквивалент­ нуюдлину дополняющего участ­ ка стойки, которая находится из условия получения того же угла поворота 0 под действием

изгибающего момента

момента М, что и стыковое сечение массива, /экв = 0,4/г. Исходя из рассмотренного выражения и схемы как основы при

уточненном подходе к определению мест заделки в узле корен­ ного подшипника, была учтена затем действительная форма опоры, вызывающая дополнительную податливость стыков из-за отвер­ стия постели, наличия вырезов под болтовые соединения и местных уменьшений ширины ниже плоскости разъема (стыка). Поэтому найденная по выражению для массива поворотная (угловая) де­ формация стыков была взята как нижний исходный предел при построении эквивалентной зоны влияния применительно к крышке подшипника.

При теле упругого влияния контура крышки, представленном не призматическими, а клинообразными участками, принятыми согласно известным положениям теории упругости, была найдена приближенная форма дополняющих участков внутри тела опоры в блоке от каждого стыка с учетом заданных геометрических очер­ таний (рис. 105). Угол а 0 был выбран уменьшенным по сравнению

164

с углом, рекомендованным И. А. Биргером [3] для конических тел упругого влияния болта в болтовых соединениях (при растяже­ нии — сжатии) из-за близости отверстия постели, и принят рав­ ным а 0 л* 17° (tg ос о = 0,3).

Выполненный расчет дополнительного участка при заданной геометрии тела упругого влияния и равенстве угловых деформа­ ций позволил установить его общую длину в указанных усло­ виях: 10 = 0,7Іік.

С учетом внесенных уточнений на конечные размеры опоры расчетный контур узла типа коренного подшипника был опреде­

т— коэффициент, зависящий от формы опоры подшипника

вблоке.

Величина коэффициента т может приниматься в пределах 1,2—1,5 (для конструкции подшипниковых опор дизелей транс­ портного назначения). Верхние значения его соответствуют отно­ сительно податливым и облегченным конструкциям при наличии в опорах значительных вырезов и сужений в районах, близких к стыкам. При построении дополнительных стержней эквивалент­ ной рамы в пределах выделенного участка опоры (тела влияния) число и положение промежуточных сечений назначаются по тем же правилам перехода, что и для основной части расчетного контура (крышки). Вид построенной эквивалентной рамы для расчетного

контура коренного подшипника подвесного типа представлен на рис. 106.

165