Значительно меньший уровень напряжений во втулке с поперечными ребрами обусловлен повышением ее цилиндрической жесткости и большей площадью контактной поверхности в сопряжении с рубашкой.
Нормальная затяжка гайки уплотнения адаптера в рубашке (см. рис. 29) создает на наружной поверхности подкрепляющего кольца втулки дополнительные растягивающие напряжения 90—120 кгс/см2. В эксплуатации при течи воды по уплотнению из-за потери эластичности резины гайку подтягивают усилием, превышающим в 2—3 раза усилие нормальной затяжки. Тогда напряжения достигают 250—300 кгс/см2.
Затяжка уплотнительного элемента в новой конструкции (см. рис. 32 и 33) практически не сказывается на напряженном состоянии втулки цилиндра. Длительные эксплуатационные испытания показали высокую надежность этого уплотнения и снижение выхода из строя рубашек по трещинам вследствие устранения коррозионного влияния охлаждающей воды со стороны внутренней поверхности адаптерного отверстия.
|
|
Напряжения от действия давления газов, усталостные испытания втулок цилиндров. Напряженное состояние втулок цилиндров экспериментально определяли на специально изготовленном в ЦНИИ МПС стенде для натурных усталостных испытаний (рис. 56). В камеру сгорания через одно а^аптерное отверстие подключен трубопровод от масляного насоса, еоз-
дающего статическое давление до 300 кгс/см2, а через другое от пульсатора испытательной машины, создающего циклич ское давление от 0 до 500 кгс/см2, с частотой пульсации от 3( до 750 циклов в 1 мин. Давление в камере сгорания втул) цилиндра измерялось с помощью манометра с обратным кл паном. (максиметра) и мембранного датчика давления, которь устанавливались на индикаторном кране, укрепленном в ада!, тере. ' • . . i . J
С целью стабилизации показаний прибора перед запись] «нулей» тензодатчиков втулку подвергали тренировочному т гружению давлением до 250 кгс/см2, затем' нагружали ступе^ чато от нуля до 250 кгс/см2 с записью показаний тензодатчи ков. Каждую втулку цилиндра подвергали таким испытания! двукратно для выбранной зоны нагружения (расстояние межд; первыми компрессионными кольцами верхнего и нижней поршней). Это расстояние изменялось от 30 до 210 мм чере; 15—20 мм.
Целью испытания втулок цилиндров при циклическом н* гружении было получение данных о пределе выносливости конструкции. Обычный способ выявления выносливости заключает* ся в разрушении ряда одинаковых образцов при напряжениях Данной амплитуды и при определенной симметрии цикла, bj результате чего получают зависимость между амплитудой на-> пряжения <т и числом циклов до разрушения N. Характерной; особенностью испытаний является разброс результатов под-влиянием многочисленных факторов. Поэтому для точного по-] строения кривой а—./V необходимо большое количество испыта^ ний (как минимум восемь [27], а если возможно, то и больше). Для большинства случаев метод построения кривой с помощью скользящей средней является достаточно точным, ш>; предпочтительно использовать аналитические методы, например метод наименьших квадратов, чтобы более правильно провести прямую или кривую выбранной формы.
Ввиду того что испытательная машина при усталостных испытаниях обеспечивает всего 400 циклов в 1 мин, то продолжительность испытаний одного образца хотя бы до базы 107 циклов требует значительной затраты времени. Поэтому былсИ решено вести испытания для определения предела выносливо-1 сти втулки цилиндра при ограниченном числе циклов нагружения, равном 2-Ю6. Для определения предела выносливости брали втулки и йа них напрессовывали рубашки охлаждения с натягом 0,02 мм. Статическим испытаниям (тензометрирова-нию) подвергали втулки цилиндров как с рубашками охлаждения, так и без них. Статические испытания показали, что напряжения на наружной поверхности подкрепляющего кольца адаптерного отверстия зависят от величины зоны нагружения. Наибольшие напряжения возникают при расстоянии между первыми компрессионными кольцами нижнего и верхнего пор-78
|
|
.
|
|
шней, равном 100 мм. При работе дизеля зона нагружения втулки цилиндра наибольшим давлением (Рг) равна 97 мм, т. е. близка к величине, определенной на стенде,
Таким образом, на дизелях типа Д100 рабочая зона нагружения втулки цилиндра максимальным давлением выбрана самая неблагоприятная с точки ' зрения воздействия давления газов в камере сгорания на втулку^ Поэтому при испытаниях втулок цилиндров на.усталость при всех выбранных нагрузках зона нагружения принималась равной 100 мм.
Статические испытания. Целью статических испытаний втулок цилиндров являлось определение уровня напряжений ог действия внутреннего давления, установление характера распределения напряжений у адаптерных- отверстий и влияния затяжки адаптеров. На напряженное состояние зоны адаптерного отверстия втулки значительное влияние оказывают условия затяжки адаптеров. За счет создания радиального натяга в витках резьбы при высоком осевом усилии затяжки адаптеров циклические напряжения, возникающие от внутреннего давления, снижаются.
При испытаниях втулок цилиндров на стенде получены зависимости циклических напряжений аа от величины затяжки адаптеров а3. а (рис. 57). Затяжка адаптеров моментом 4000 кгс-см приводит к снижению циклических напряжений примерно в 2 раза. Дальнейшее увеличение затяжки практически не влияет на циклические напряжения.
Момент затяжки адаптеров на величину наибольших напряжений (аа-\->а3) цикла (рис. 58) в значительной степени влияет . на втулки варианта П. Например, при М3 =3000 кгс-см и Рz= = 100 кгс/см2 величина Наибольших напряжений на . внешнем контуре адаптерной бонки втулки варианта III в 1,4 раза ниже, чем у втулки варианта П.
Средняя величина напряжений в наиболее нагруженных местах рубашки, посаженной на втулку варианта III, при Р
|
|
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
