симальної розрахунковим навантаженням для пальця є зусилля, з яким палець притискається до бобишках поршня.
Рис.14. Види деформацій поршневого пальця: а - вигин в поздовжньому напрямку; б - зріз; в - овалізаціі
Під дією навантаження в пальці виникають напруги від вигину, зрізу і овалізаціі (останнє тільки для плаваючих пальців) (рис. 14). При визначенні напруг вигину можливі утруднення у виборі схеми навантаження пальця. Р. С. Кінасошвілі рекомендує визначати максимальні напруги вигину пальця як балки з навантаженням, зображеної на рис. 13.
Для даної схеми навантаження напруги вигину (у центрі поршневого пальця)
де
Рис. 15. Розрахункові схеми навантаження поршневого пальця від сил інерції Pjпг: а - при розрахунку на вигин і зріз; б - при розрахунку на овалізаціі
Рис. 16. Розрахункові схеми навантаження поршневого пальця від сумарних сил Ps: а - при розрахунку на овалізаціі б - при розрахунку на вигин і зріз
Визначаємо амплітудні та середні напруги
m=(max + min)/2=(29-170)/2=- 70,5 МПа;
a=(max - min)/2=(29 + 170)/2=149,5 МПа.
Далі визначають запас міцності при змінних напругах за формулою
Максимальна срезиваемое сила діє на палець в перетинах, розташованих в зазорах між торцями бобишек і втулки шатуна. Максимальне дотичне напруження для цих перетинів в нейтральній площині балки від сил інерції
від сумарних сил
Максимальна овалізаціі поршневого пальця або збільшення його діаметру в напрямку, перпендикулярному до площини дії навантаження, спостерігається на середній ділянці пальця на довжині близько 0,2l і визначається за формулою від сил інерції
від сумарних сил
,
де k - поправочний коефіцієнт
- довжина пальця; E - модуль пружності матеріалу пальця.
Максимальна овалізаціі
.
У результаті овалізаціі поперечних перерізів в пальці виникають напруги вигину. З графіка рис.17 при?=0,54? 1=2;? 2=10,7;? 3=7; ? 4=5. Для характерних точок перетину пальця 1, 2, 3 і 4 При дії сили інерції Pjпг=13731 Н знаходимо напруги:
Рис. 17. Значення величин k,? 1,? 2,? 3,? 4
На зовнішній поверхні пальця в точці 1
На внутрішній поверхні пальця в точці 2
На зовнішній поверхні пальця в точці 3
На внутрішній поверхні пальця точці 4
При дії сумарної сили Ps=28239 Н знаходимо напруги:
На зовнішній поверхні пальця в точці 1
На внутрішній поверхні пальця в точці 2
На зовнішній поверхні пальця в точці 3
На внутрішній поверхні пальця точці 4
Запаси міцності визначимо в т.2 і т. 4, так як в точці 2 напруга частково врівноважуються напругою від газової навантаження, а в точці??. 4 напруги сумуються.
Точка 2:? max=- 44 МПа; ? min=- 258 МПа.
Визначаємо амплітудні та середні напруги
m=(max + min)/2=(- 119-293)/2=- 151 МПа;=(max - min)/2=(- 119 + 293)/2=107 МПа.
Далі визначають запас міцності при змінних напругах за формулою
Точка 4:? max=121 МПа; ? min=21 МПа.
Визначаємо амплітудні та середні напруги
m=(max + min)/2=(121 + 21)/2=71 МПа;
a=(max - min)/2=(121-21)/2=50 МПа.
Далі визначають запас міцності при змінних напругах за формулою
Рекомендовані запаси витривалості. Запаси міцності достатні. Наведені епюри напруг (рис.18, рис.19) побудовані за такими залежностями:
для зовнішньої поверхні
для внутрішньої поверхні
де - товщина стінки пальця;
f1 і f2 - безрозмірні функції, залежні від кута? (в радіанах);
.
Розрахунок проводився за програмою EXEL. Результати обчислень від дії сумарної сили Ps вказані в таблиці 8.
Таблиця 8
? 0 Напруга? а на зовнішній поверхностіНапряженіе? а на внутрішній поверхности088,0269-302,0161076,79789-284,0892047,00518-236,525304,74006-169,04940-43,8474-91,480250-92,8829-13,195860-137,07957,3633470-172,013113,134980-194,352148,798690-202,025161,0476
По таблиці 5 будуємо епюру напружень від овалізаціі пальця під дією сумарної сили Ps (рис. 18).
Рис. 18. Епюра напружень від овалізаціі пальця під дією сумарної сили Ps (??=15 МПа/мм)
Результати обчислень від дії сили інерції Pjпг вказ...
