发布时间 : 星期一 文章内燃机课程设计6200柴油机曲轴设计动力计算更新完毕开始阅读ec13d356091c59eef8c75fbfc77da26925c59625
图6 总切力与曲柄转角之间的关系
1.11曲柄销负荷RB(α)计算
RB(a)?R2BH(a)?R2BV(a) (MPa) (8)
曲柄销合力按照公式8计算,
式中:RBH(?)—曲柄销负荷水平分量,RBH(?)?pT(a)(MPa);
RBV(a)—曲柄销负荷垂直分量
?RBV(a)?pN(a)?pr?,pr??mBR?2/(D2)(MPa);
4 mB—连杆组算到大端的质量,kg。 曲柄销合力RB(a)与曲柄转角的关系见图7。
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图7 曲柄销负荷与曲柄转角的关系
1.12准确性校核
(?pT)cpFpR?106Ni? (KW) (9)
按照总切力曲线作准确性校核,根据总切曲线计算出平均切力,再按公式9进行计算,式中Fp表示活塞面积,单位是mm;(与给定功率进行比较,计算出误差。
2?p)Tcp表示平均切力,单位是Mpa。再将指示功率
Ni???(?pT)cpFpR?106=501.2382kw
Ni?Ni?= -3.27% Ni计算出来的误差在5%以内,符合要求。
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2 曲轴设计计算
2.1曲轴各部尺寸比例
曲轴参数 缸心距L0(四冲程) 曲柄销直径dP 曲柄销空心孔径dpo 曲柄销有效长度Lcp 主轴颈直径dj 主轴颈空心孔径djo 主轴颈有效长度Lcj 曲臂厚h 曲臂宽b 过渡圆角半径r
在初步定出曲轴的尺寸后,应立即作曲柄销和主轴颈最大比压验算:
单位:mm 320 150 64 94 160 64 90 68 310 10 pmax?曲轴销
pz?4dpLp?D2?33.56MPa
pmax?主轴颈
qpz42djLjD2?18.70MPa
式中:Pz—最大燃烧压力,Mpa; D—气径直径,mm;
dp,dj—曲柄销及主曲颈直径,mm;
LP ,Lj—曲柄销及主轴颈有效长度,mm(考虑了过渡圆角的影响);
q—考虑相邻缸的影响系数。四冲程q≤1.25;二冲程q≤1.50,式中q=1.2。
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2.2曲轴船规验算
我国船舶检验局“钢质海船入级与建造规范(2006)”对船舶柴油机曲轴有如下规定:对整锻、铸造、半组合或全组合曲轴的主轴颈及曲柄销,其最小直径d 如下计算。曲轴材料选用铸钢。 对锻钢、铸钢、合金钢材料的曲轴: d?3D2?AaBPz(L?LP)?CarpiS??149.2mm
?b?16065()590式中: D—气缸直径,D=200mm;
S—活塞行程,S=270mm;
L—相邻两主轴承中心线间的距离,L=320mm; LP—曲柄销的有效长度,LP=90mm; Pz—最高燃烧压力,Pz=12.5MPa;
Pi—平均指示压力,Pi?120ni?1.97MPa Vsni Ni—由总切力得到的指示功率,Ni=501.2382kW; Vs—每缸的工作容积,Vs??D2S4???2002?2704?10-6?8.48L;
n—柴油机转速,n=600r/min; i —气缸数,i=6;
σb—材料标定抗拉强度下限值,σb=500MPa;
A—系数,对直列式单作用柴油机,A=0.50; C—系数,对直列式单作用四冲程柴油机,C=2.553; αB—弯曲应力集中系数,对于原机型的曲轴,αB=3..39;
rp—过渡圆角半径,rp=10mm; dp—曲柄销直径,dp=130mm; b—曲臂宽,b=200mm;
e—轴颈的重叠量,e=(dp+dj)/2-S/2=0; αr—扭转应力集中系数,
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