Cap. 2 CALCULUL DINAMIC2.1.Alegerea tipului de mecanism biela-manivela Mecanismul biela-manivela este cu piston portant,singura solutie la dispunerea cilindrilor in linie sau in V cu biele alaturate.Adoptam mecanismul de tip axat,este cel mai simplu si la care seria Fourrier a fortelor de inertie ale maselor cu miscare de translatie aferente echipajului mobil al unui cilindru nu contine armonicele de ordin p impar,>1 (p=3,5,7,....).2.2.Calculul dimensiunilor principale ale mecanismului motor La MAS utilizam mecanisme cu biele scurte din urmatoarele motive:-se reduce inaltimea motorului (scade masa);-se reduce masa bielei;-scade solicitarea la flambaj;

Particularitati ale MAS:-presiunile din cilindru sunt mai mici ca la MAC;-turatii ridicate (fortele de inertie trebuie limitate prin reducerea maselor);Se recomanda pentru MAS:

Calculat anterior:Cursa pistonului

mm Alezajul cilindrului:

mm Rezulta:-raza manivelei:

mm-lungimea bielei:

mm2.3. Stabilirea maselor pieselor in miscare ale mecanismului motor Folosim metoda predimensionarii pentru determinarea determinarea volumelor si maselor pieselor pe care apoi le comparam cu datele statistice.Densitatea aparenta a pistonului pentru MAS si =4 :

kg/dm3

-masa pistonului

kg

Determinarea masei grupului piston:

-masa grupului piston

kgMasa raportata a bielei:

g/mm2Masa bielei este:

;

kgMasa aflata in miscare de translatie (mtr[kg]):

;

kgValoarea lui mtrr cuprinsa intre (0,1--0,2) g/mm2:

;

g/mm22.4. Calculul fortelor si momentului care actioneaza asupra echipajului mobil al unui cilindru Folosind diagrama indicata a ciclului teoretic in coordonate p-V cu ajutorul unei constructii geometrice determinam variatia presiunii gazelor din cilindru in functie de unghiul de rotatie al arborelui cotit.Calculul fortelor si momentului motor indicat al unui cilindru M se face tabelar.F -forta in lungul axei cilindruluiFp -forta de presiune a gazelorFt -forta de inertie a maselor cu miscare de translatiePentru unghiul ar arborelui cotit:

=>

bar si

[bar]=0,1[MPa]

daNsi D [cm]

rot/min;

;

rad/s

Forta de inertie a partii din biela in miscare de rotatie

;

kg

;

daNCap.3.Calculul grupului piston3.1.Calculul si constructia segmentilor de compresieNumarul segmentilor: - de compresie 2 - de ungere 1 3.1.1.Alegerea semifabricatuluiAlegem urmatorul material Marca IKA ce are urmatoarele proprietati:Rezistenta la rupere

MPaModul de elasticitate

MPaCoeficient de dilatare

3.1.2.Predimensionarea segmentilorModelul constructiv ales este:segment de sectiune dreptunghiulara cu muchiile tesite pe inaltime.a)Grosimea radiala 'a' se alege din tabelul 6.8.

Pentru D=30....78 mm corespunde a=1.25...3.3.Valoarea aleasa:

Valoarea lui pE de la punctul b)

Pentru D=60...140mm

Pentru aceasta valoare impunem conditiile:

f sa fie cat mai micLa procedeul de montaj Ghintburg,

MPa

b) Inaltimea h se alege din tabelul 6.8

mm

mm

N

3.1.3 Rostul de dilatare

a) in stare libera:

;

mm b) in functionare:S'=(0.0023....0.004)D

mm c)in montajTs=500...545 K

K

KTcil=(350...380) K ;

Kcil=(11...12)*10^-6;

K^-1

3.1.4 Jocurile segmentului in canal:h'=0.03...0.05 mm

a'=0.5...1 mm

mm Dpc -diametrul capului de pistonRezulta dimensiunile canalului:Adancimea

mm

3.2.BoltulBoltul reprezinta elementul mecanic de legatura intre piston si biela3.2.1. Alegerea semifabricatuluiFolosim Otel aliat conform STAS 791-80 cu urmatoarele proprietati:40 Cr 10 Caracteristici mecanice: n=250...500 ales

N/mm2 -1=360...380 N/mm2 ales

N/mm2

N/mm23.2.2.Predimensionarea boltului Raportul d/D=0.24...0.28 ales

Raportul =di/d=0.64...0.72 ales

Bolt fix in bielaRaportul B/D=0.26...0.30 ales

Raportul l/D=0.88...0.93 ales

Jocul j=1...2 mm ales

3.2.3.Calculul boltului Pistonul se va face din aliaj usor cu urmatoarele caracteristici:Presiuni admisibile:pa=20...40 N/mm2 pb=25...50 N/mm2

N/mm2

N/mm2

Bolt cementat si lustruit=1.5...2.5 ales

Bolt fixCadm=2...4

rad/s

-diametrul alezajului;

-masa pistonului

-masa grupului pistonului

Expresia fortei maxime care actioneaza asupra boltului:

;

3.2.3.1.Verificarea la contacta - lungimea de sprijin in umerii pistonului;b-lungimea de sprijin in piciorul bielei;

;

;

valorile pentru pa=20...40 N/mm2

valorile pentru pb=25...50 N/mm2

Diagrama a solicitarilor

Fig.1 3.2.3.2.Verificare de rezistenta a boltului

a)Verificarea la forfecare -forta taietoare maxima se realizeaza in zona jocului dintre piciorul bielei si umerii pistonului (Fig1.c),iar efortul unitar maxim la periferia boltului in plan normal la axa pistonului.Aplicam formula lui Juravski:

;