 |
Конструктивный расчет деталей.
|
|
|
|
Расчет коленчатого вала.
Прежде чем приступить к расчёту цилиндровой коленчатого вала проектант должен располагать информацией о величинах диаметров шеек коленчатого вала прототипа.
Прототип 6NVD-36, d1 = 18 мм
Расчет каленчатого вала сводиться конструктивных размеров материалов проверочным расчетом по формулам регистра и проверки шеек на удельное давление и нагрев
.Определение конструктивных размеров и выбор материала изготовление составляется искиз коленчатого вала и эмперическим соотношением или по прототипу определяются конструктивные размеры.
Материал для изготовления коленчатого вала служить
а) для тихоходных среднеоборотных дизелей.углеродистые конструктивные стали
низколегированые стали
б) для быстроходных –легированые конструкционные стали
По прототипу или по рекомендации литературы
принимаю: сталь 45 Принимаю: 
18 см
= 18 см
b= 22 см
L = 270 см
C = 12
H = 9.90
R = 2.20
E =4
На шейке и щеки коленчатого вала могут служить:
a) Для тихоходных и среднеоборотных дизелей: углеродистые конструкционные стали, низколегированные стали.
b) Для быстроходных дизелей – легированные конструкционные стали
Принимаю: сталь 45
Проверочный расчеты по формулам Регистра.
Диаметры шеек вала по формулам регистра должно быть не менее:
d ~ 0.115k 
D - Диаметр цилиндра (из теплового расчета) D=22
P -Максимальное давление сгорания 
L- расстояние между серединами равных шеек L = 270
S - Ход поршня из теплового расчета S = 36
T - Макс. Амплитуда удельных касательных сил одного цилиндра.
Для 4 – х тактных дизелей t = 8.5 + 0.75*Pi
Для 2 – х тактных дизелей t = 8.5 + Pi
Где Pi – среднее индикаторное давление(из теп рассч.) кгс/см
Pi =7.52
t для рассчитываемого дизеля состовляет
|
|
|
t = 8.5 +0.75* 7.5=14.1(кгс/смЕ)
– коэффициент, учитывающий числа цилиндров на размер диаметра вала
| Значение ϕ для дизилей | Число цилиндров | |||
| 4-х тактных | 4,8 | 5,37 | 5,95 | 6,53 |
| 2-х тактных | 4,8 | 5,47 | 6,14 | 6,82 |
Прининимаю: ϕ = 5,95
k – коэффициент, учитывающий прочность материала, определяется по формуле
Принимаю 
K – коэффициент, учитывающий прочность материала определяеться по формуле
K = 
где 
предел прочности материала при растяжении. кгс/ммЕ
(Выбирается в зависимости от марки стали) при применении с 
кгс/смЕ следует принять 
кгс/смЕ
Применяется 
кгс/смЕ
К = 
Определяем d рег
Принимаю d = 21 cm =210 mm
Ширина шеек коленчатого вала b должна быть не меньше определяемой где
Где с – расстояние от середины рамового подшипника до средней плоскости щеки. 12см
| Ɛ/h | ||||||
| 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | ||
| 0.10 0.15 0.20 0.25 | 4.5 3.5 2.8 2.3 | 4.5 3.5 2.8 2.3 | 4.3 3.4 2.7 2.2 | 4.1 3.2 2.6 2.1 | 3.7 2.9 2.3 1.9 | 3.3 2.5 2.0 1.8 | 2.8 2.2 1.8 1.4 |
h = толщина щеки 9.90 см
= коэффициент,учитывающий концентрацию в напряжений в галтели
По таблице. 
2.7
Значения. 
не допускается
. 
. 
Следовательно 
- допустимая амплитуда напряжений (кгс/смЕ) определяется по формуле
= 600+0.135* 
где (кгс/смЕ)
= 64 (кгс/смЕ) = 6400 (кгс/смЕ)
b = 
Проверка принятых размеров коленчатого вала
Принятые размеры кривошипных и рамовых шеек вала должны быть проверены:
1) На условие невыдавливаемости смазки и 2) на ограницение нагрева
2) На невыдавливаемость смазки проверка производителя по наибольшему
Удельному давлению 
Для кривошипных шеек 
Для рамовых шеек 
Где 
- максимальная сила действует на поршень 
- подшипники залиты свенцовой бронзой k < 350
- многослойные с гальваническим покрытием k < 240
- рамовые с баббитовой заливкой k < 140
- кривошипные с баббитовой заливкой k < 180
Крейцкопфные малооборотные дизеля
|
|
|
- рамовые подшипники k < 70
- кривошипные подшипники k < 130
По прототипу применяю:
Рамовые k<70
Кривошипные k < 130
Для кривошипных шеек
= 90.4 <130
Для рамовых шеек
56.5 < 70
Тронковые дизели
Проверка шеек вала.
На ограничение нагрева по условному коэффициенту 
отражаещему
Меру износа и нагрева, Который должен быть равен или меньше до допускаемого значения при этом условия ожидаются.что при нормальной нагрузке и смазки нагрев подшипника будет допустим
- Для рамовых шеек 
-Для кривошипных 
- среднее удельное давление на шейку вала за цикл
– окружная скорость шейки м/сек
– средняя сила (опорная реакция) действующая на шейку за цикл
Где D –диаметр поршня см
среднее давление за цикл
Для двухтактных дизелей 
Для четырехтактных дизелей 
Принимаю 
n – частота вращения = 600 об/мин
- длины шеек
Принимаю
- Для рамовых шеек -50 -80
- Для кривошипных шеек -120 -200
Проверяется на нагрев:
Рамовая шейка 
Кривошипной 
Следовательно, ограничение нагрева подшипников обеспечиваються
При неудовлетворительных результатах необходимо увеличить длину шеек.
4. Основные положения по обслуживанию системы системы охлождения 6NVD36
4.1 система охлождения двигателя состоит и двух контуров,первого, наружного, по которому циркулирует забортная вода, и второго внутренего по которому циркелирует пресная вода.
В наружний контур охлождаемый забортной водой включены компресор, маслоохлодитель и полость забортной водяном теплообменике ВО внутрений контур охлождающей пресной водой, включены зарубашочные пространства блока целиндра крышек цилиндров и выхлопного коллекторо. Пресная вода охлождаеться забортной водой в теплообменике. Пресная вода от циркуляционого центрабежного насоса вешеного на двитгатель, подаеться по трубопроводу через регулировачный кран
В распределительный трубопровод. Между участками труб включен терморегулятор которым необходимое количество выходящей из двигателя воды в зависимости от температуры ее перепускаеться помимо теплообменика.
Регулятор температуры.
Регулятор температуры охлождающей воды выполнен так что при полной нагрузке регулировочный клапан регулятора закрыт и вся вода прокачиваеться через теплообменик Во время частичной нагрузки температура охлождающей воды снижаеться, поэтому регулировочный клапан открываться и часть воды помимо теплообменника подводиться непосредственно к двигателю. Температура пресной воды поддерживаеться в пределах 70 – 80 градусов при полной нагрузке в пределах 50 – 55 градув.
|
|
|
4.3 Циркуляционный насос
Предназначен для подачи в двигатель охлаждающей воды. При движении поршня вправо в рабочей полости насоса создается разрежение, и вода по трубе поступает в нее через всасывающий клапан. Обратным движением поршня вода выталкивается через нагнетательный клапан в полость нагнетания и далее по трубе — в систему охлаждения.
Производительность насоса в два раза превышает потребность двигателя в охлаждающей воде, поэтому на теплоходах один насос может подавать воду на два двигателя, что предусматривается соответствующей системой трубопроводов.
Производительность насоса регулируется клапаном (сапунком) путем впуска воздуха в рабочую полость. При этом уменьшается вакуум, а следовательно, снижается производительность.
Для обеспечения равномерности подачи воды в нагнетательную магистраль и уменьшения ударов воды в начале нагнетательного хода поршня установлен буферный воздушный колпак. Давление в системе охлаждения регулируется редукционным клапаном путем соответствующего натяжения пружины.
Для предохранения деталей насоса от разъедания солями воды установлен цинковый протектор.
Надежность работы насоса зависит преимущественно от нормальной работы всасывающего и нагнетательного клапанов. Поэтому предусмотрен быстрый и легкий доступ к ним для осмотра и устранения недостатков их работы, а также смены в случае поломки.
Водяной холодильник
Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая использование забортной воды в качестве охладителя при подаче ее в теплообменные масляные и водяные аппараты (холодильники). Забортная вода, проходя через холодильники, охлаждает как масло, поступающее в систему смазки двигателя, так и пресную воду в системе замкнутого охлаждения в охлаждающих рубашках Известная система имеет ряд недостатков. При плавании в реках и акваториях мелководных морских портов в холодильниках осаждается грязь, песок, ил. При эксплуатации судна в ледовых условиях приемные отверстия забортной воды забиваются льдом, а при эксплуатации судна в теплых экваториальных водах забортная вода имеет высокую температуру и не может служить надежным источником охлаждения водяной и масляной систем двигателя.
|
|
|
Наиболее близким к заявленному является судовая энергетическая установка, содержащая в системе забортной воды дополнительный холодильник, подключенный к холодильной машине при помощи трубопровода с управлением от датчика температуры
Недостатком данного устройства является то, что использование системы охлаждения предусматривает наличие на судне холодильной машины, установку дополнительного холодильника и дооборудования судовой системы охлаждения двигателя.
Полный отвод воздуха из внутреней полости 2 контура являеться условием хорошей работы системы охлождения. Двигателю можно дать полную нагрузку лишь после надлежащего удаления воздуха из ситемы управления.
Теплообменник Теплообменные аппараты предназначены для передачи теплоты от теплоносителя с большей температурой к теплоносителю с меньшей температурой и играют важную роль в обеспечении бесперебойной, надежной экономичной работы судовых систем и систем энергетических установок.
На судах применяют рекуперативные теплообменные аппараты поверхностного типа, в которых теплоносители разделены твердыми стенками, образующими поверхность теплообмена. В некоторых случаях применяют теплообменные аппараты смесительного типа; в них теплообмен происходит при непосредственном контакте и смешении обоих теплоносителей. Судовые теплообменные аппараты должны быть просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Применяемые материалы должны исключать возможность возникновения коррозии и эрозии. На аппараты не должны влиять разность температурных удлинений корпуса и поверхности теплообмена, а также ударные нагрузки.
По конструкции судовые теплообменники делятся на два основных типа: кожухотрубные, у которых теплообменные поверхности образуются из гладких или оребренных круглых, овальных и плоскоовальных труб, и пластинчатые — теплообменные поверхности в них образованы из плоских пластин.
Схемы наиболее распространенных кожухотрубных теплообменников приведены на рис. 3.7. Обязательными элементами этих аппаратов являются крышки, кожух, трубные доски, трубки и перегородки.
|
|
|
Теплообменик, устанавливаеться раздельно от двигателя как в вертикальном так и в горизонтальном положении Трубопровод пресной воды подключаеться к рубашке, а трубопровод забортной воды к крышке, так что пресная пресная вода протекает навстречу забортной.Для предотвращении илиуменьшения корозии крышки теплообмеников снабжены цинковыми протекторами
_________________
http://neva-diesel.com
|
|
|
