4.3.3 Расчет кривошипной головки шатуна
Определяем силу, действующую на кривошипную головку шатуна:
,
,
где
– наибольшая растягивающая шатун сила
при работе
компрессора на холостом ходу, .
– сила инерции вращающейся части шатуна,
(
).
,
.
Условно считается, что крышка жестко связана с телом шатуна. В этом случае опасным является сечение IV – IV.
Определяем
напряжение от силы
в сечении IV
– IV:
,
,
где
– нормальная сила,
,
(рис. П.6 [1, стр. 407]).
;
,
.
– изгибающий момент,
,
(рис. П.6 [1, стр. 407]).
;
,
;
– площадь сечения, , определяем по формуле:
,
.
– момент сопротивления сечения,
,
определяем по формуле:
,
;
,
.
Допускаемые
напряжения в крышке из стали 40
.
4.4 Расчет поршня
Расчетная схема поршня приведена на рисунке 7.
Днище тронкового поршня рассчитываем как круглую пластину, заделанную по контуру.
|
Рис. 7 – Расчетная схема поршня и поршневого пальца |
Определяем наибольшие напряжения в днище (в месте заделки):
,
,
где
=1,38
– наибольшая разность давлений,
воспринимаемых днищем,
.
=0,042
– радиус контура заделки,
,
h=0,008
м
,
;
,
,
где
– коэффициент Пуассона для материала
поршня,
.
,
;
,
;
,
.
Определяем эквивалентное напряжение в алюминиевом поршне по энергетической теории прочности:
,
;
,
.
Допускается для
днища алюминиевых поршней
.
Определяем давление на боковую стенку поршня:
,
,
,
;
где
=876,98
– наибольшая сила, действующая на
боковую стенку поршня,
.
– диаметр поршня,
;
– высота поршня без высоты поршневых и маслосъемных колец, ,
(
).
,
.
Допускается для
тронковых поршней
(большие значения для быстроходных
компрессоров).
4.5 Расчет поршневого пальца
Расчетная схема поршневого пальца приведена на рисунке 7.
Определяем наибольшее давление на поршневой палец в подшипнике:
,
;
,
.
Определяем наибольшее давление в месте соединения пальца с поршнем:
,
;
,
.
Допускается для
пальцев из чугуна
.
Определяем напряжение от изгиба по формуле:
,
,
где – отношение внутреннего диаметра пальца к наружному.
,
.
Допускается для
пальцев из легированной стали
,
из углеродистой стали
.
Определяем напряжение на срез в сечении между бобышкой поршня и головкой шатуна:
,
;
,
;
Допускается
.
4.6 Расчет гильзы цилиндра
Гильзу цилиндра
рассчитываем на пробное гидравлическое
давление
.
Определяем нормальные напряжения в стенке гильзы:
,
,
где
– радиус внутренней окружности сечения,
,
(
);
– радиус наружной окружности сечения,
,
(
).
,
;
,
;
,
.
Определяем эквивалентное напряжение:
,
,
где
– отношение предела прочности на
растяжение к пределу прочности
на сжатие для
чугуна, (
).
,
.
Значения эквивалентных
напряжений для чугуна не должны превышать
.
Большие значения относятся к чугунам
повышенной прочности.
Литература
Е. М. Бамбушек, Н. Н. Бухарин, Е. Д. Герасимов и др.; Под общ. ред. И. А. Сакуна. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин: Учеб. пособие для вузов по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. – 423 с.
А. В. Быков. Справочник «Холодильные компрессоры» – М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. – 279 с.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1978. – 559 с., ил.