Файл: Совершенствование основных узлов турбопоршневых двигателей..pdf

,3. Напряжения увеличиваются с увеличением частоты враще­ ния коленчатого вала.

4.Напряжения практически не зависят от нагрузки двига­ теля при постоянной частоте вращения.

5.Частота вынужденных колебаний опорного пояса совпа­ дает с частотой вращения вектора центробежных сил, приведенных

коси шатунной шейки.

6.Напряжения изменяются по симметричному циклу.

•.Таким образом, результаты испытаний свидетельствуют о том, что основными возбуждающими силами, вызывающими вибрацию опорного пояса в горизонтальной плоскости, являются внутренне неуравновешенные силы инерции вращательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма.

В конструкции блоков рассматриваемого типа силы инерции могут восприниматься только нижним опорным поясом и связан­ ными с ним бугелями и подвесками (поперечные стойки можно не учитывать), так как изгибная жесткость их мала по сравнению с жесткостью опорного пояса и бугелей с подвесками. Нижний опорный пояс блока представляет собой замкнутую раму с коли­ чеством пролетов, равным числу цилиндров двигателя. Рама нагружается горизонтальными составляющими сил инерции вращательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма (рис. 23, а, б). Элементы конечной ширины, из которых состоит рама, заменяются упругими стержнями, сечения которых имеют момент инерции и площадь поперечного сечения реальных опор­ ных балок. Для упрощения расчета жесткость опорного пояса и бугелей принимают усредненной по длине; коленчатый вал рассматривают нагруженным по разрезной схеме — силы инерции каждого цилиндра действуют только на два соседних подшипника; податливость опор и реакции от боковых амортизаторов не при­ нимают во внимание.

Расчет ведут по схеме расчета статически неопределимой рамы. Решение рамы выполняют методом сил с использованием симме­ трии рамы. Так как рама имеет прямолинейные ригели и нагрузка прилагается в узлах в виде сосредоточенных сил (рис. 23, е), то при симметричной раме нагрузку следует раскладывать на симметричную и кососимметричную (рис. 23, г, д), которые в сумме равняются заданной нагрузке. Симметричная составляющая никакого изгиба элементов рамы не вызывает, а только растяги­ вает ригели. Таким образом, при расчете рамы следует учитывать

43

Рис. 23. Расчетная .схема опорного пояса блока шестицилиндрового двигателя:

А, Б, В, Г — узловые точки

44

Внешнюю нагрузку Р принимаем равной единице. Разделим коэффициенты при неизвестных на один из коэффициентов, напри­ мер на б12. В результате получим систему в безразмерных коэффи­ циентах:

Выразим длину ригеля /гр через длину пролета /, а момент инерции ригеля через момент инерции опорной лапы:

/гр == at, Jh = ej{.

I Выражение коэффициентов при неизвестных, для вычисления которых применен метод Верещагина (рис. 23, ж, з, и, к), пред­ ставлено ниже:

sr- = S y (а + 12е>'

45

Напишем вновь систему канонических уравнении для шести* цилиндрового дизеля

М3 = (X, + Х 2) А - А ; Мг = (X, + х 2 + Х 3) А _ . А /;

Mt - Mtp.

Сила инерции вращательно движущихся частей кривошипно­ шатунного механизма

°-р = ° ш+ 0 Пк,

где Gm— вес части шатуна, совершающей вращательное дви­ жение;

GnK— приведенный вес колена коленчатого вала к оси шатун­ ной шейки;

R — радиус кривошипа;

<т>— угловая скорость вращения вала.

Определив моменты, действующие на лапу блока, и момент сопротивления, номинальные напряжения находим по известной формуле

Следует отметить, что жесткость опорного пояса блока цилинд­ ров оказывает существенное влияние на характер распределения и величину напряжений. Увеличение жесткости опорных лап приводит к выравниванию напряжений в них.

46