cos d d d cos cos dt d dt d dt OJNICE sin sin

Podobné dokumenty
písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Příloha-výpočet motoru

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

1 Úvod do konstruování 3 2 Statistické zpracování dat 37 3 Volba materiálu 75 4 Analýza zatížení a napětí Analýza deformací 185

Pístové spalovací motory 2 pohyblivé části motoru

Přednáška č.8 Hřídele, osy, pera, klíny

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Témata pro zkoušky profilové části maturitní zkoušky. Strojírenství, varianta vzdělávání konstruování s podporou počítače

Deformace nosníků při ohybu.

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Kinematika pístní skupiny

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

15.10 Zkrácený klikový mechanismus

PRUŽNOST A PLASTICITA I

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Namáhání na tah, tlak

VÝCHODISKA PRO ZADÁNÍ PROJEKTU

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Kapitola vstupních parametrů

Hnací hřídele. Téma 7. KVM Teorie vozidel 1

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

ZATÍŽENÍ KŘÍDLA - I. Rozdělení zatížení. Aerodynamické zatížení vztlakových ploch

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Vzpěrná pevnost skutečného prutu. Obsah přednášky. Únosnost tlačeného prutu. Výsledky zkoušek tlačených prutů

Ve výrobě ocelových konstrukcí se uplatňují následující druhy svařování:

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 11

MATURITNÍ OKRUHY STAVBA A PROVOZ STROJŮ TŘÍDA: 4SB ŠKOLNÍ ROK: SPEZIALIZACE: TECHNICKÝ SOFTWARE

VY_32_INOVACE_C 08 14

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

VÝCHODISKA PRO ZADÁNÍ PROJEKTU

Obchodní akademie, Hotelová škola a Střední odborná škola, Turnov, Zborovská 519, příspěvková organizace,

VÝCHODISKA PRO ZADÁNÍ PROJEKTU

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

studentská kopie 3. Vaznice - tenkostěnná 3.1 Vnitřní (mezilehlá) vaznice

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

KONSTUKCE PÍSTU HLAVNÍ ROZMĚRY PÍSTŮ

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Pevnostní výpočty náprav pro běžný a hnací podvozek vozu M 27.0

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

SEZNAM MATURITNÍCH OKRUHŮ STUDIJNÍHO OBORU PROVOZNÍ TECHNIKA L/51 Školní rok 2017/2018

Průmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky

VY_32_INOVACE_C 07 03

Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.

SPOJE STROJE STR A ZAŘÍZENÍ OJE ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ STR

PÍSTNÍ KROUŽKY. Dnes standard: 2 těsnící a jeden stírací (oba nad PČ) 4-dobé motory Zvýšený přítlak v zámku Pozitivní ovalita hruška

Dvě varianty rovinného problému: rovinná napjatost. rovinná deformace

KONSTRUKCE KŘÍDLA - I

Namáhání v tahu a ohybu Příklad č. 2

Zde je uveden abecední seznam důležitých pojmů interaktivního učebního textu

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ HŘÍDELE A ČEPY

Schéma stroje (automobilu) M #1

Základní parametry a vlastnosti profilu vačky

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Předpjatý beton Přednáška 5

Roznášení svěrné síly z hlav, resp. matic šroubů je zajištěno podložkami.

Téma 12, modely podloží

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

SPOJE OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

Spolehlivost a bezpečnost staveb zkušební otázky verze 2010

Pomocné výpočty. Geometrické veličiny rovinných útvarů. Strojírenské výpočty (verze 1.1) Strojírenské výpočty. Michal Kolesa

Statika 1. Prostý tah & tlak. Prostý smyk. ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M. Vokáč. Metody posuzování spolehlivosti

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

strol. s.ucasl. Joseph E. Shigley The Iowa State University of Science and Technology Richard G. Budynas Institute of Technology

Spoje pery a klíny. Charakteristika (konstrukční znaky)

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec,

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

BLOK VÁLCŮ, KLIKOVÁ SKŘÍŇ

α = 210 A x =... kn A y =... kn A M =... knm

Tento dokument vznikl v rámci projektu Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

b) Křehká pevnost 2. Podmínka max τ v Heigově diagramu a) Křehké pevnosti

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Je-li poměr střední Ø pružiny k Ø drátu roven 5 10% od kroutícího momentu. Šroub zvedáku je při zvedání namáhán kombinací tlak, krut, případně vzpěr

BO009 KOVOVÉ MOSTY 1 NÁVOD NA VÝPOČET VNITŘNÍCH SIL NA PODÉLNÝCH VÝZTUHÁCH ORTOTROPNÍ MOSTOVKY. AUTOR: Ing. MARTIN HORÁČEK, Ph.D.

P Ř Í K L A D Č. 5 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S VÝRAZNĚ ROZDÍLNÝM ROZPĚTÍM NÁSLEDUJÍCÍCH POLÍ

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

Předpjatý beton Přednáška 4

Stanovení forem, termínů a témat profilové části maturitní zkoušky oboru vzdělání M/01 Strojírenství STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE

Maturitní témata ze stavby a provozu strojů školní rok 2015/2016 obor M/01 Strojírenství

Technické lyceum - výběrové předměty

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Moment síly výpočet

Transkript:

OJNICE Převádí posuvný pohyb pístu vyvolaný silami od tlaků plynů a setrvačných posuvných hmot na rotační pohyb klikového hřídele. Základní požadavky na ojnice:. alá hmotnost. Tuhost tvaru oka a hlavy, deformace se přenáší tenkostěnnými ložisky a narušují mazací film (v extrémním případě sevření čepu) 3. Pevnost oka, dříku a hlavy dostatečná bezpečnost v únavě 4. Stabilita sevření hlavy šroubovým spojením KINEATIKA OJNICE Kývavý pohyb d d d d cos cos O dt d dt d cos sin sin sin cos d cos d β α oax oax d o d o d d o sin o 3 dt d dt d sin pro =0, 80. o 0 pro = 90, 70 o 0

SILOVÉ ZATÍŽENÍ OJNICE β α Fp S p Fp S p Fo cos sin D Fp p 4 S p m p r cos cos Tah tlak po délce dříku ojnice: axima: Foax tlak je na počátku expanse v HÚ kdy Fp >> Sp Foax tah je HÚ v oblasti plnění kdy Fp << Sp

REDUKCE HOTY OJNICE do bodů mop mor mv mo Při náhradě je nutné splnit podmínky zachování hmotnost polohy těžiště shodnosti momentů setrvačnosti k těžišti mop a mor b 0 mop a mor b io mo J o io mop mo l a io mor mo l b io mv mo a b mop a o mv b mor mv 0 io a b J m a b i o o Pokud poloha těžiště ojnice nesplňuje podmínky, Pak musíme počítat s kompenzačním momentem o J o o io b a 3

VÝPOČTY OJNICE ) OKO OJNICE Převažuje namáhání tahem od setrvačné síly Sp. Historicky se používalo k výpočtu teorii křivých prutů, nejjednodušší je pak od zatížení osamělou silou P=Sp a) Ohybová napětí rozdělená podle neutrální osy rs b) Tahové napětí v místě vetknutí prutu Sp t c) Napětí od přesahu ložiska h š Složitější způsoby zatížení využívají rovnoměrně rozloženého spojitého zatížení na vrchní polovině oka A kosinusového rozdělení na spodní polovině od síly tlaků plynů Skutečné rozdělení závisí na tuhosti oka a PČ, vůlích mezi čepem a ložiskem oka, na profilu hydrodynamických tlaků v mazací olejové vrstvě. KP řeší otázku: proměnnosti průřezu a způsobu vetknutí (je potřebné řešit celou ojnici nebo do poloviny dříku) rozložení zatížení (interakci PČ a popřípadě i P). q Sp rs š 4

) HLAVA OJNICE Výpočet je komplikovanější, přistupuje navíc předpětí od spojovacích šroubů a kontaktní napětí v dělící rovině umožňující posuv. Dnes výlučně řešíme KP 3) DŘÍK OJNICE Přenáší síly od tlaků plynů, setrvačné síly a příčný moment z kyvu ojnice F Tlak, max. na počátku expanze F Sp p S Tah, v oblasti plnění (HÚ) Sp Z napětí se stanoví amplituda a střední cyklické a napětí a a K c stř Napětí se vloží do Smithova diagramu A vyhodnotí se bezpečnost v únavě A 0 sc 0 0A 5

OHYBOVÉ NAÁHÁNÍ DŘÍKU OJNICE od hmotnostních sil vyvolaných příčným zrychlením aoy r y l r aoy r y aoy l r r dmoy o S oy dy dfqy aoy dmoy y dfqy d oy dfqy dy o o Wo l o příčný moment ve směru kyvu 6

KONSTRUKCE OJNIC Pro spalovací motory je typická ojnice s dělenou hlavou (kolmo nebo šikmo) Používané tvary ok ojnic 7

DĚLENÍ HLAVY OJNIC S ARETACÍ (CENTRÁŽÍ) dutými kolíky kolem šroubů zámkem ozubeným (lichoběžníkovým) profilem lomovou plochou Rozdíl konstrukce hlavy mezi lámanou (nahoře) a dělenou obráběním (dole) 8

9

TECHNOLOGIE VÝROBY A ATERIÁL OJNIC Většinou zápustkové výkovky s úkosy k dělící rovině. Povrch je zejména v kritických místech (přechody dříku do oka a hlavy) kontrolován na trhlinky (nebo záložky) inkarem, otřepy jsou odstraněny. U vysokootáčkových závodních motorů se přechody leští. ATERIÁL 60, 040, 440, 540, 640 tepelné zpracování (normalizační žíhání na odstranění vnitřních pnutí, zušlechtění (kalení + popouštění)) Ojnice se vyvažují odběrem materiálu na oku a hlavě do váhových skupin (čím přesnější výkovek, tím menší technologické nákovky pro vyvažování) 0

KLIKOVÁ HŘÍDEL SÍLY Ft Fro Fo Fr r Ft Fo sin F sin sin Fr F cos sin Fro mr r OENTY užitečný (efektivní) vystupující z motoru, střední hodnota z dílčích pulzujících momentů e m k Pe k Ft r

pulzující momenty od proměnných tangenciálních sil Ft kolem střední hodnoty k Rozkmit k na jednotlivých zalomeních

Příklad výsledného kroutícího momentu pro šestiválec Pulzující ohybové momenty od radiálních sil (Fr-Fro) omenty vybuzené torsním kmitáním (vibrační složky) 3

PRŮBĚHY OHYBOVÝCH OENTŮ V nejjednodušším případě se vyšetřuje jen jedno zalomení staticky určitý případ Fr Fro POZOR: u vidlicových motorů jsou obvykle ojnice vedle sebe Ft lz x ox Fr Fro x xo Fr Fro x lz Fr Fro SCH

Skutečný průběh ohybových momentů hřídele uloženého na více podporách se značně odlišuje. Jedná se o staticky neurčité případy, kdy hřídel je zjednodušen na přímý nosník s konstantním momentem setrvačnosti v ohybu (vliv koncentrací napětí je částečně podchycen tvarovými součiniteli), a je uložen zjednodušeně na tuhých podporách, nebo na nestejně pružných podporách. Výsledný moment ve vyšetřovaném místě (střed ramene z-tého zalomení) v určitém časovém okamžiku daném úhlem pootočení klikového hřídele je výsledkem působení spalovacích tlaků a setrvačných sil všech válcových jednotek. Je získán lineární superpozicí podporových momentů a momentů od působících sil s ohledem na nutné vektorové transformace (zalomení nejsou v jedené rovině). Podporové momenty z se získávají: 3-momentovou rovnicí (Clapeyron), 3 podporové momenty, zatížené pole 5-momentovou rovnicí, 5 podporových momentů (3 podpory pružné) zatížená pole 5

3-OENTOVÁ (CLAPEYRONOVA) ROVNICE z l z z l z l z z l z 6 Fz t z 6 Fz t z lz l z P 0 z z l l l 0 0 lz lz z z : Pl l l 4 l l 3 Pl 0,09375 Pl 3 6 P P l 4 Fz tz statický moment momentové plochy k ložiskové podpoře 6

3-OENTOVÁ (CLAPEYRONOVA) ROVNICE z l z z l z l z z l z 6 Fz t z 6 Fz t z lz l z l l l P 0 0 z z 33 Pl 0, 07366 Pl 8 56 9 Pl 0, 08036 Pl 56 9 Pl 0, 0009 Pl 8 56 0 z P lz lz z 0 Fz tz z Pl l l 0 4 3 Pl z 0 l l 0 l 8 3 z 0 l l l Pl 8 z 0 l l 0 6 7

PŘÍKLAD VÝPOČTU OHYBOVÝCH OENTŮ A REAKCÍ POOCÍ CLAPEYRONOVY ROVNICE Nosník o 3 podporách Nosník o 4 podporach Nosník o 5 podporách 8

P l z 5- OENTOVÁ ROVNICE l z lz 5 podporových momentů (3 podpory pružné) zatížená pole l z z z z Rz tz lz z z z z Rz z Rz poddajnost ložiskové podpor y z.poměrná poddajnost z z P yz statický moment momentové plochy k ložiskové podpoře.statická reakce v ložiskové podpoře (za předpokladu, že nosník je přerušen) 9

P l0 5- OENTOVÁ ROVNICE - příklad l l3 l l0 l l l 0 0 0 l l l 4 8 P R0 R 6 E J,y P R P l3 y F 0 R0 t R poddajnosti ložiskových podpor poměrné poddajnosti 0 0 0 3 l 0, 09375 l 8 4 0 3 4 8 l 0, 05 l 8 0 0 0 3 40 80 l 0,07 l 8 64 6 E J 0 l3 R 0,, 6 E J 6 E J 3 l3 l l l l 6 l l 0 l l 0 l l l l l l 8 l l l l ax...0,5 3 l 4 0 4 l 0 l 8 3 l l 0 l 8 4 0 4 ax...0,9 0 0 00 3 800 l 0, 4659 l 8 404 ax...0,3733 0

Řešením rovnic jsou určeny podporové momenty od jednotlivých sil Potřebné poddajnosti ložiskových podpor a tuhost v ohybu klikového hřídele jsou určeny statickým experimentem. Výsledky výpočtů byly porovnány s tenzometrickým měřením napětí v rádiusových přechodech z čepů do ramen provedených v režimu maximálního výkonu u motorů LIAZ 634 a 638

VÝPOČTY JENOVITÝCH NAPĚTÍ KH Vyšetřuje se v jednotlivých zalomeních, většinou jen v nejexponovanějším. Ve vybraných průřezech KH určíme rozkmit ohybových a smykových napětí během jednoho cyklu určitého režimu motoru: h d d m h m Střední napětí Amplituda napětí h d a h d a

OHYBOVÁ NAPĚTÍ V ROVINĚ ZALOENÍ KH Od radiálních sil určíme příslušné ohybové momenty a z nich napětí: x Wo OHYBOVÁ NAPĚTÍ V ROVINĚ KOLÉ NA ZALOENÍ KH Od tangenciálních sil, ty jsou v blízkosti HÚ malé, extrémy působí v jiné poloze a odlišném čase než výše uvedená ohybová napětí. Účinek obvykle zanedbáme. Tangenciální síla vyvolává v místě III. kroucení ramene, rovněž zanedbáme. SCH

SYKOVÁ NAPĚTÍ V ZALOENÍ KH Konstantní kroutící moment přivedený předcházejícími klikami vyvolává napětí v průřezech I a II. V místě III je rameno kroutícím momentem ohýbáno přes kratší hranu, velikost napětí není podstatné Pulzující síla má své maximum asi 35-40 po HÚ. Extrém smykového napětí nenastává současně s extrémem ohybového. Současně působící složku smykového napětí lze odhadnout přibližně m k Wk pmax D r a 4 Wk kde..0, 0, podle počtu válců.0-40 pa přídavné napětí od torsních kmitů SCH

m v každém kontrolovaném průřezu vypočítám a BEZPEČNOST V ÚNAVĚ KH a m a Dále stanovím Schmitův diagram pro ohybová a zvlášť pro smyková napětí a m a 5

BEZPEČNOST V ÚNAVĚ KH Vrubová citlivost 6

7

HLEDISKA PRO KONSTUKCI KH PRO PS Kluzné uložení KH za každým zalomením aximální tuhost v ohybu (min. rozteč válců) i v krutu (překrytí čepů) Dimenze čepů: klikový (0,6-0,7)D, l -řadové (0,35-045) D, l vidlicové (0,6-0,7)D hlavní - (0,7-0,8)D, l - (0,3-044) D, Přechodové rádiusy: plynulé napojení na čep (nebo vyhloubený rádius do čepu) indukční kalení (hl.,5 -,5mm)včetně rádiusů, nebo výběh před r rádiusy se často zpevňují válečkováním (tlakové pnutí) Vývažky: vcelku šroubované u vidlicových motorů a velkých řadových z konstrukčního mat. ATERIÁL A TECHNOLOGIE KH Ocelové výkovky z ušlechtilých ocelí 440(Cr,n) Pt/Kt -900/700 pa, 530(V,o) 000/900 pa pro indukční kalení nebo nitridování, výkovek v jedné rovině (ostřižení, natáčení, normalizace) Odlitky : ocel (dělené a jednotlivá zalomení šroubovaná př. Tatra, Š706) tvárná litina (problém vnitřní pnutí, slévárenské vady, zmetkovitost) lití pomocí ztekucených formovacích směsí (ztracená pěna), volnost konstrukce bez dělící roviny - ve vyhřívané formě se vytvaruje přesně polystyrénový výrobek, potáhne se žáruvzdornou kaší, vysuší se, spojí se s centrálním vtokem a celek se zaformuje do pískové formy. Při lití kovu se rozloží polystyren a místo zaujme kov. 8