Đồ Án Thiết Kế Máy Tàu Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Máy tàu thủy ngày nay đang phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng, nó đóng góp một vai trò quan trọng trong lĩnh vực đóng mới, sửa chữa và khai thác. Mặc dù hiện nay khoa học công nghệ đã đạt được những thành tựu đáng kể về máy tàu thủy nhưng tất cả đều dựa trên nguyên lý cơ bản của động cơ đốt trong, nó là nền tảng cơ sở để chúng ta tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo, phát triển hoàn thiện hơn nữa động cơ tàu thủy.Môn học Kết cầu máy tàu thủy là môn học chuyên ngành với những nền tảng cơ sở về kết cấu và tính toán động cơ tàu thủy mà những sinh viên ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy cần nắm vững.Đồ án môn học “Thiết Kế Máy Tàu” là một đồ án quan trọng giúp cho sinh viên hiểu sâu hơn những kiến thức đã được học, nắm vững kiến thức một cách chủ động, lý giải được các nguyên lý và các kết cấu có liên quan.Đồ án gồm ba phần chính:Tính toán, xây dựng đồ thị công, động học, động lực học.Phân tích đặc điểm chung của động cơ chọn tham khảo.Phân tích đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn.Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS Dương Việt Dũng đã giảng dạy và hướng dẫn tận tình để em có thể hoàn thành nhiệm vụ được giao.Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo thêm của thầy và những ý kiến đóng góp của các bạn.

Máy tàu thủy ngày nay đang phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng, nó đóng góp một vai trò quan trọng trong lĩnh vực đóng mới, sửa chữa và khai thác Mặc dù hiện nay khoa học công nghệ đã đạt được những thành tựu đáng kể về máy tàu thủy nhưng tất cả đều dựa trên nguyên lý cơ bản của động cơ đốt trong, nó là nền tảng cơ sở để chúng ta tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo, phát triển hoàn thiện hơn nữa động cơ tàu thủy.

Môn học Kết cầu máy tàu thủy là môn học chuyên ngành với những nền tảng cơ sở về kết cấu và tính toán động cơ tàu thủy mà những sinh viên ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy cần nắm vững

Đồ án môn học “Thiết Kế Máy Tàu” là một đồ án quan trọng giúp cho

sinh viên hiểu sâu hơn những kiến thức đã được học, nắm vững kiến thức một cách chủ động, lý giải được các nguyên lý và các kết cấu có liên quan

Đồ án gồm ba phần chính:

 Tính toán, xây dựng đồ thị công, động học, động lực học

 Phân tích đặc điểm chung của động cơ chọn tham khảo

 Phân tích đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS Dương Việt Dũng đã giảng dạy và hướng dẫn tận tình để em có thể hoàn thành nhiệm vụ được giao

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót, em rất mong được

sự chỉ bảo thêm của thầy và những ý kiến đóng góp của các bạn

Đà Nẵng, ngày 06 tháng 06 năm 2012

Sinh viên

Hoàng Đình Tân

1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

1.1 Đồ thị công:

1.1.1 Các thông số cho trước:

I Công suất cực đại của động cơ: Ne = 139,7 (kw)

II Số vòng quay: n = 480 (vòng/phút)

III Số xilanh: i = 6

IV Cách bố trí xilanh: Thẳng hàng

V Thứ tự làm việc: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4

VI Tỷ số nén: ε = 16,9

VII Số kỳ: τ = 4

VIII Loại nhiên liệu: Diesel

IX Đường kính xilanh: D = 162 (mm)

X.Hành trình piston: S = 224 (mm)

XI Tham số kết cấu: λ = 0,26

XII Áp suất cực đại: Pz = 10,6 (MN/m2)

XIII Khối lượng nhóm piston: mpt = 61,8 (kg)

XIV Khối lượng nhóm thanh truyền: mttr = 51,5 (kg)

XV Góc phun sớm: φs = 16 (độ)

XVI Góc phân phối khí: ϕ1 = 38 (độ)

XVII ϕ2 = 48 (độ)

XVIII ϕ3 = 62 (độ)

XIX ϕ4 = 39 (độ)

1.1.2 Các thông số chọn:

XX Áp suất không khí ngoài môi trường: P0 = 0,1 (MN/m2)

XXI Chỉ số nén đa biến trung bình: n1 = 1,35

XXII Chỉ số giãn nở đa biến trung bình: n2 = 1,27

XXIII Áp suất khí nạp: Pk = 0,15 (MN/m2)

XXIV Áp suất cuối quá trình nạp:

XXVI Áp suất cuối quá trình nén:

XXVII Pc = Pa.εn1 = 0,141.16,91,35 = 6,41 (MN/m2)

XXVIII Tốc độ trung bình của động cơ:

XXIX Cm =

S.n30

=

0,224.48030

= 3,584 (m/s)XXX 3,5 (m/s) ≤ Cm ≤ 6,5 (m/s)

XXXI ⇒ đây là động cơ thấp tốc

XXXII Áp suất khí thải trước cơ cấu tăng áp:

XXXIII Pth = 1,16.P0 =1,16.0,1 = 0,116 (MN/m2)

XXXIV Áp suất khí sót:

XXXV Pr = 1,05.Pth = 1,05.0,116 = 0,1218 (MN/m2)

XXXVI Chỉ số giản nở sớm: ρ = 1,35

XXXVII.Áp suất cuối quá trình giản nỡ:

= 0,428 (MN/m2)XXXIX Thể tích công tác:

XL Vh =

2

S .D4

π

=

2

2,24 .1,624

π

= 4,615 (dm3)XLI Thể tích buồng cháy:

XLII Vc =

h

V1

ε −

=

4,61516,9 1−

= 0,29 (dm3)XLIII Thể tích toàn bộ:

XLIV Va = Vh + Vc = 4,615 + 0,29 = 4,905 (dm3)

XLV Vận tốc góc của trục khuỷu:

XLVI ω =

.n30

π

=

.48030

π

= 50,24 (rad/s)

1.1.3 Xây dựng đồ thị công:

1.1.3.1 Xây dựng đường nén:

XLVII Gọi Pnx, Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ

XLVIII Quá trình nén là quá trình đa biến nên: Pnx

n1 nx

V

= const

XLIX ⇒ Pnx

n1 nx

V = Pc

n1 c

V

L ⇒ Pnx =

n1 c c nx

V

P V

c n1

PiLII Với i = 1, 2, 3, , ε

1.1.3.2 Xây dựng đường giãn nở:

LIII Gọi Pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ

LIV Quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên: Pgnx

n 2 gnx

V

= const

LV ⇒ Pgnx

n 2 gnx

V = Pz

n 2 z

V

LVI ⇒ Pgnx = Pz

n 2 z

gnx

VV

PV.Vc

n 2 z

n 2

P i

ρ

LIX Với i = ρ, 2, 3, , ε

1.1.3.3 Biểu diễn các thông số:

+ Biểu diễn thể tích buồng cháy:

0, 299

= 0,03222

3

dmmm

10,6200

224

143, 234

= 1,56387

mmmm

LXVII

⇒ Giá trị biểu diễn của OO’ = 9,31 (mm)

1.1.3.4 Bảng xác định các điểm trên đường nén và đường

giãn nỡ:

0,87 CX.3 CXI.27 CXII.4,407 CXIII.1,455 CXIV.27,5 CXV.4,036 CXVI.3,845 CXVII.72,5CXVIII.

1,16 CXIX.4 CXX.36 CXXI.6,498 CXXII.0,986 CXXIII.18,6 CXXIV.5,816 CXXV.2,668 CXXVI.50,3CXXVII

1,74 CXXXVII.6 CXXXVIII.54 CXXXIX.11,233 CXL.0,571 CXLI.10,8 CXLII.9,733 CXLIII.1,594 CXLIV.30,1CXLV

2,32 CLV.8 CLVI.72 CLVII.16,564 CLVIII.0,387 CLIX.7,3 CLX.14,026 CLXI.1,106 CLXII.20,9CLXIII

2,61 CLXIV.9 CLXV.81 CLXVI.19,419 CLXVII.0,33 CLXVIII.6,2 CLXIX.16,289 CLXX.0,953 CLXXI.18CLXXII

3,19 CLXXXII.11 CLXXXIII.99 CLXXXIV.25,461 CLXXXV.0,252 CLXXXVI.4,8 CLXXXVII.21,017 CLXXXVIII.0,738 CLXXXIX.13,9CXC

3,77 CC.13 CCI.117 CCII.31,902 CCIII.0,201 CCIV.3,8 CCV.25,984 CCVI.0,597 CCVII.11,3CCVIII

4,06 CCIX.14 CCX.126 CCXI.35,259 CCXII.0,182 CCXIII.3,4 CCXIV.28,548 CCXV.0,544 CCXVI.10,3CCXVII

4,64 CCXXVII.16 CCXXVIII.144 CCXXIX.42,224 CCXXX.0,152 CCXXXI.2,9 CCXXXII.33,825 CCXXXIII.0,459 CCXXXIV.8,7CCXXXV

CCXLIV.

CCXLV.

CCXLVI Từ các thông số tính được ta tiến hành vẽ đường nén và đường giãn

nở

1.1.3.5 Xác định các điểm đặc biệt:

+ Điểm phun sớm: c’ được xác định từ đồ thị Brick ứng với ϕs

CCXLVIII c’ (0,403; 4,1)

+ Điểm c (0,29; 6,41)

+ Điểm bắt đầu quá trình nạp: r (0,29; 0,1218)

+ Điểm mở sớm của xupáp nạp r’: được xác định từ đồ thị Brick ứng với ϕ1

+ Điểm áp suất cực đại lý thuyết z (0,392; 10,6)

+ Điểm áp suất cực đại thực tế z” (0,341; 10,6)

11 12 13 14 15 16 17 18

P [MN/m2]

1.2 Đồ thị chuyển vị:

CCLXXI Chuyển vị x của piston tùy thuộc vào vị trí của trục khuỷu, x

thay đổi theo góc quay ϕ của trục khuỷu

CCLXXII Xác định chuyển vị x bằng phương pháp đồ thị Brick

cho phép ta xác lập được mối quan hệ thuận nghịch giữa chuyển vị x của piston và góc quay ϕ của trục khuỷu một cách khá thuận lợi và chính xác

1.2.1 Các bước tiến hành xây dựng đồ thị:

+ Vẽ nữa đường tròn tâm O, bán kính R Do đó AB = S = 2R Điểm A ứng với góc quay ϕ = 00 (vị trí điểm chết trên) và điểm B ứng với ϕ = 1800 (vị trí điểm chết dưới)

+ Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía điểm chết dưới một đoạn:

=14,56 (mm)

+ Chọn tỷ lệ xích µR sao cho AB = Vhbd :

⇒ µR = µs = 1,56387

mmmm

+ Từ O’ kẻ các tia theo chiều kim đồng hồ ứng với các góc từ 00, 100, 200,

… , 1800, các tia này cắt vòng tròn Brick tương ứng tại các điểm 0, 1, 2,

3, , 18

+ Vẽ hệ trục tọa độ vuông góc x - ϕ phía dưới nữa vòng tròn, trục Oϕ trục đứng dóng từ A xuống biểu diễn giá trị ϕ từ 00, 100, 200, , 1800 với tỷ lệ xích: µϕ = 2 (độ/mm), trục Ox nằm ngang biểu diễn chuyển vị x với tỷ lệ xích µS = 1,56387 (mm/mm)

+ Từ các điểm chia 0, 1, 2, ,18 trên nữa vòng tròn Brick ta dóng các

với các góc 00, 100, 200, , 1800 ta kẻ các đường nằm ngang Các đường này tương ứng với các góc cắt nhau tại các điểm 0, 1, 2, ,18.

CCLXXIV Nối các điểm này lại ta được đường cong

biểu diễn độ dịch chuyển của piston x= f(ϕ)

CCLXXV

CCLXXVI

CCLXXVII

CCLXXVIII

ϕ [ dô? ]

B

0 A

ϕ = 100

CCXCII

x = 2,141CCXCIII

ϕ = 200

CCXCIV

x = 8,458CCXCV

ϕ = 300

CCXCVI

x = 18,645CCXCVII

ϕ =400

CCXCVIII

x = 32,219CCXCIX

ϕ = 500

CCC

x = 48,552CCCI

ϕ = 600

CCCII

x = 66,92CCCIII

ϕ = 700

CCCIV

x = 86,551CCCV

ϕ = 800

CCCVI

x = 106,672CCCVII

ϕ = 900

CCCVIII

x = 126,56CCCIX

ϕ = 1000

CCCX

x = 145,57CCCXI

ϕ = 1100

CCCXII

x = 163,163CCCXIII

ϕ = 1200

CCCXIV

x = 178,92CCCXV

ϕ = 1300

CCCXVI

x = 192,536

ϕ = 1500

CCCXX

x = 212,699CCCXXI

ϕ = 1600

CCCXXII

x = 218,949CCCXXIII

ϕ = 1700

CCCXXIV

x = 222,738CCCXXV

ϕ = 1800

CCCXXVI

x = 224

CCCXXVII.

1.3 Đồ thị vận tốc:

1.3.1 Các bước tiến hành xây dựng đồ thị:

+ Vẽ nửa vòng tròn tâm O bán kính r1 = R.ω (mm) Vẽ vòng tròn đồng

tâm O có bán kính r2 =

R .2

+ Ta chọn tỷ lệ xích sao cho giá trị vẽ nửa vòng tròn bán kính

CCCXXX r1 = AB/2, có đường kính là AB = Vhbd = 143,234 (mm)

CCCXXXI ⇒

hbd 1

Vr2

71,617 (mm)

CCCXXXII

1 2

r r2

λ

= = 71,617.0, 26

2

= 9,31 (mm)CCCXXXIII Với µv = ω.µs.10-3= 50,24 1,56387.10-3 = 0,07857 (m/mm/s)

CCCXXXIV +) Chia đều nửa vòng tròn bán kính r1 và vòng tròn bán

kính r2 ra làm n phần bằng nhau Như vậy với góc φ ở nửa vòng tròn bán kính r1 thì ở vòng tròn bán kính r2 sẽ là 2ϕ, ta chia nửa vòng tròn bán kính r1 thành 18 điểm mỗi điểm cách nhau 100 và trên vòng tròn bán kính r ta cũng chia thành 18 điểm mỗi điểm cách nhau là 200

Đánh số thứ tự điểm chia trên nữa vòng tròn r1 từ 0, 1, 2, , 18 theo chiều ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính r2 ta đánh số từ 0’, 1’, 2’ ,18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA.

CCCXXXV +) Từ các điểm chia trên nữa vòng tròn bán kính r1 ta dóng

các đường thẳng vuông góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính r2 ta kẻ các đường song song với AB, các đường dóng này sẽ cắt nhau tại các điểm 0, a, b, c, , s nối các điểm này lại bằng một đường cong ta được đường biểu diễn trị số tốc độ ở các góc ϕ tương ứng, phần giới hạn của đường cong này và ½ đường tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của piston

CCCXXXVI +) Vẽ tọa độ vuông góc v – S, trục 0v trùng với trục 0a,

trục ngang biểu diễn giá trị S Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường song song với trục 0v và cắt trục 0S tại các điểm 0, 1, 2, …,

18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng 00’, 11’, 22’, , 1818’ song song với trục 0v có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nửa đường tròn bán kính r1 mà nó biểu diễn tốc độ ở các góc ϕ tương ứng Nối các điểm 0”, 1”, 2”, lại với nhau

ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston V = f(S)

2'

8' 10' 12' 14' 16' 0

ϕ = 100

CCCLV

V = 1,227CCCLVI

ϕ = 200

CCCLVII

V = 2,395CCCLVIII

ϕ = 300

CCCLIX

V = 3,447CCCLX

ϕ =400

CCCLXI

V = 4,337CCCLXII

ϕ = 500

CCCLXIII

V = 5,031CCCLXIV

ϕ = 600

CCCLXV

V = 5,507CCCLXVI

ϕ = 700

CCCLXVII

V = 5,758CCCLXVIII

ϕ = 800

CCCLXIX

V = 5,792CCCLXX

ϕ = 900

CCCLXXI

V = 5,627CCCLXXII

ϕ = 1000

CCCLXXIII

V = 5,291

ϕ = 1200

CCCLXXVII

V = 4,24CCCLXXVIII

ϕ = 1300

CCCLXXIX

V = 3,59CCCLXXX

ϕ = 1400

CCCLXXXI

V = 2,897CCCLXXXII

ϕ = 1500

CCCLXXXIII

V = 2,18CCCLXXXIV

ϕ = 1600

CCCLXXXV

V = 1,454CCCLXXXVI

ϕ = 1700

CCCLXXXVII

V = 0,727CCCLXXXVIII

ϕ = 1800

CCCLXXXIX

V = 0CCCXC

1.4 Đồ thị gia tốc:

1.4.1 Các bước tiến hành xây dựng đồ thị:

CCCXCI Giải gia tốc của piston bằng phương pháp đồ thị, dùng phương pháp TôLê

CCCXCII Các bước tiến hành như sau:

+ Vẽ hệ trục J – S Lấy đoạn thẳng AB trên trục S, AB = S = 2.R.

+ Từ A dựng đoạn thẳng AC vuông góc AB lên phía trên, với:

2.1121,56387

= 70(mm)

= 41,111 (mm)

⇒

bd J

EF

µ

220,55,0885

ϕ = 100

CDVI

J = 347,465CDVII

ϕ = 200

CDVIII

J = 321,951CDIX

ϕ = 300

CDX

J = 281,571CDXI

ϕ =400

CDXII

J = 229,32CDXIII

ϕ = 500

CDXIV

J = 168,95CDXV

ϕ = 600

CDXVI

J = 104,594CDXVII

ϕ = 700

CDXVIII

J = 40,382CDXIX

ϕ = 800

CDXX

J = -19,979CDXXI

ϕ = 900

CDXXII

J = -73,501CDXXIII

ϕ = 1000

CDXXIV

J = -118,157CDXXV

ϕ = 1100

CDXXVI

J = -152,992CDXXVII

ϕ = 1200

CDXXVIII

J = -178,098CDXXIX

ϕ = 1300

CDXXX

J = -194,476CDXXXI

ϕ = 1400

CDXXXII

J = -201,1CDXXXIII

ϕ = 1500

CDXXXIV

J = -205,117CDXXXV

ϕ = 1600

CDXXXVI

J = -207,458

1.5 Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:

CDXLII

Tính toán động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền nhằm mục

đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết trong cơ cấu ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái ăn mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ

CDXLIII Trong quá trình làm việc của động cơ, cơ cấu trục khuỷu thanh

truyền chịu tác dụng của các lực sau: Lực quán tính do các chi tiết có khối lượng chuyển động; Lực khí thể; Trọng lực; Lực ma sát Trừ trọng lực ra, chiều và trị số của các lực khác đều thay đổi theo các vị trí của piston trong chu kỳ công tác của động cơ Trong các lực nói trên, lực quán tính và lực khí thể có trị số lớn hơn cả, nên trong quá trình tính toán ta chỉ xét đến hai loại lực này

CDXLIV

CDXLVII Trong quá trình tính toán, thiết kế và để xây dựng các

đồ thị được thuận lợi thì người ta thường tính toán khối lượng chuyển động tịnh tiến và khối lượng chuyển động quay của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston

1.5.1.1 Khối lượng tham gia chuyển động thẳng:

CDXLVIII Các chi tiết máy trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền tham gia vào chuyển động tịnh tiến bao gồm: các chi tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh truyền

CDXLIX Ta có: Mtt = mpt + m1

CDL Trong đó: mpt : khối lượng nhóm piston

CDLI m1 :khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh

1.5.1.2 Khối lượng tham gia chuyển động quay:

CDLXI Khối lượng tham gia chuyển động quay trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền gồm: phần khối lượng nhóm thanh truyền quy dẫn về đầu to thanh truyền, khối lượng trục khuỷu gồm có khối lượng chốt khuỷu và khối lượng má khuỷu quy dẫn về tâm má khuỷu

= 3799,716 356,195 = 1353440 (N/m

2) = 1,35344 (MN/m2)

CDLXX PJmin = -mtt.R.ω2.(1 – λ) = -mtt.Jmin

CDLXXI =

-3799,716 ( -209,194) = -794878 (N/m

2) = 0,794878 (MN/m2)

CDLXXII E’F’ = EF.mtt = -220,5

3799,716 = -837837 (N/m

2

) = -0,837837 (MN/m

2

)CDLXXIII Ta vẽ đồ thị –PJ theo phương pháp đồ thị TôLê với tỷ lệ xích:

= 15,81 (mm)CDLXXIX

11 12 13 14 15 16 17 18

b b"

a r''

r' r

CDXCVII

Hình 1-6: Đồ thị lực quán tính –P J = f(V)

1.5.3 Khai triển đồ thị P_V thành đồ thị P_φ :

− Vẽ hệ trục tọa độ vuông góc P_ϕ có trục ngang lấy giá trị P0 , trên trục

0ϕ ta chia thành từng khoảng 100 ứng với tỷ lệ xích: µϕ = 2 (độ/mm)

− Sử dụng đồ thị Brick để khai triển đồ thị P_V thành đồ thị P_ϕ Từ các điểm chia trên đồ thị Brick dóng các đường thẳng song song vơi trục 0P

và cắt đồ thị công tại các điểm trên đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy giãn nở và thải Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ trục tọa độ P_ϕ

− Từ các điểm chia trên trục 0ϕ kẻ các đường song song với trục 0P, các đường này cắt các đường dóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thị Brick và phù hợp với quá trình làm việc của động cơ Nối các giao điểm này lại ta có đường cong khai triển đồ thị P_ϕ với tỷ lệ xích :

1.5.4 Khai triển đồ thị P j _V thành đồ thị P j _ϕ:

D Cách khai triển giống như khai triển đồ thị P_V thành đồ thị P_ϕ

nhưng giá trị của Pj trên đồ thị P_V khi chuyển sang đồ thị P_ϕ phải đổi dấu

1.5.5 Cộng đồ thị P_ϕ và P j _ϕ ta được dồ thị P 1 _ϕ:

DI Cộng các giá trị Pkt với Pj ở các trị số góc ϕ tương ứng ta sẽ vẽ được

đường biểu diễn hợp lực của lực quán tính và lực khí thể:

DII P1 = Pkt + Pj (MN/m2)

DIII

DIV

Hình 1-7: Đồ thị khai triển P_ϕ

1.5.6 Xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu:

DVIII.Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:

DIX Lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:

DXI N = P1.tgβ (MN/m2).

- Lập bảng tính P1, T, Z, N theo giá trị góc ϕ:

DXII + P1 ta xác định được trên đồ thị tương ứng với các giá trị của ϕ

DXIII.+ Xác định các giá trị T, Z, N:

DXIV Ta có các giá trị

sin( )cos

ϕ + ββ

,

cos( )cos

ϕ + ββ

, tgβ phụ thuộc vào giá trị của ϕ, λ

DXV Sau khi lập bảng xác định các giá trị T, Z, N Ta vẽ đồ thị T, Z, N theo ϕ

trên hệ trục tọa độ vuông góc chung (T,Z,N _ϕ) Với tỷ lệ xích:

ϕ + ββ

DXXII

T (mm)

DXXIII

cos( )cos

ϕ + ββ

DLIV.12

-DLV 0.800469

DLVI.15.7

DCX 8.7

DCXI.0.4345

-MII 9.2

-MIII 0.79848

-MIV 11.6

-MV 0.20324

-MVI 2.9

-MX 9.9

-MXI 0.70014

-MXII.9.2

N T Z

MCXVII - Thứ tự làm việc của động cơ: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4

MCXVIII - Góc lệch công tác:

120 ÷ 240 240 ÷ 360 360 ÷ 480 480 ÷ 600 600 ÷ 720

MCXXI - Khi trục khuỷu xilanh thứ 1 nằm ở vị trí ϕ1 = 00 thì:

MCXXII Trục khuỷu xilanh thứ 2 nằm ở vị trí ϕ2 = 2400

MCXXIII Trục khuỷu xilanh thứ 3 nằm ở vị trí ϕ3 = 4800

MCXXIV Trục khuỷu xilanh thứ 4 nằm ở vị trí ϕ4 = 1200

MCXXV Trục khuỷu xilanh thứ 5 nằm ở vị trí ϕ5 = 6000

MCXXVI Trục khuỷu xilanh thứ 6 nằm ở vị trí ϕ6 = 3600

MCXXVII Tính tổng ΣT = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6

MCXXVIII Cứ mỗi giá trị ϕ1 , ϕ2 , ϕ3 , ϕ4 , ϕ5 , ϕ6 ta có giá trị T1 , T2 , T3

, T4 , T5 , T6

MCXXIX tương ứng được xác định theo T_ϕ

MCXXX Bảng giá trị ΣT_ϕ :

30.N 10T

N

N =η

0,85

=

= 164,35 (kw)

MCCCXVIII n : số vòng quay của động cơ

MCCCXIX Fp : diện tích đỉnh piston

MCCCXX

pt

.D 3,14.162F

MCCCXXII ϕđ : hệ số hiệu đính đồ thị công

MCCCXXIII ϕđ = (0,92 ÷ 0,97) chọn ϕđ = 0,94

3

30.164,35.10T

3,14.0,112.20601.10 0,94.480 −

= 1508294 (N/m2) = 1,508 (MN/m2)

Hình 1-9: Đồ thị ΣT_ϕ

1.5.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu:

MCCCXXX Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác

định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Từ đồ thị này ta có thể tìm được trị số trung bình của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cũng như có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và lực bé nhất Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ở trục

- Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu có thể chưa cần xét đến lực quán tính chuyển động quay của khối lượng thanh truyền m2 quy về tâm chốt khuỷu vì phương và trị số của lực quán tính này không đổi, sau khi vẽ xong ta xét sau

- Chọn tỷ lệ xích : µT = µZ = µp = 0,053 (MN/m2/mm).

- Đặt giá trị của các cặp (T, Z) theo các góc ϕ tương ứng lên hệ trục tọa độ T_Z Ứng với mỗi cặp giá trị (T, Z) ta có một điểm, đánh dấu các điểm từ

0, 1, 2, , 72 ứng với các góc ϕ từ 00, 100, , 7200 Nối các điểm này lại ta có đường cong biểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

- Dịch chuyển gốc tọa độ Trên trục 0’Z (theo chiều dương) ta lấy điểm 0 với 00’ = PRo (lực quán tính ly tâm)

MCCCXXXI + Lực quán tính ly tâm :

2 2 Ro

MCCCXXXVII + Đặt lực PRo về phía dưới tâm 0’, ta có tâm 0 : đây là

tâm chốt khuỷu

-Từ tâm 0 vẽ vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu

MCCCXXXVIII + Xác định giá trị, phương, chiều và điểm đặt lực

MCCCXXXIX + Giá trị của lực là độ dài vector tính từ gốc 0’ đến vị trí bất

kì mà ta cần

MCCCXL + Chiều của lực hướng từ tâm 0 ra ngoài

MCCCXLI + Điểm đặt của lực là giao của phương kéo dài về phía ngược

lại của vector lực và đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu

MCCCXLV Qϕ : hợp lực của các lực tác dụng lên chốt khuỷu.MCCCXLVI

62

64 67 68 69 70 71 72

PR