|
|
|
|
Экспериментальный метод — измерение напряже| ний во втулках цилиндров дизелей типа Д100 — проводился использованием тензодатчиков сопротивления. Этот метод по воляет достаточно точно определить величины напряжений конкретных точках и построить эпюры напряжений для зог адаптерных отверстий втулки и рубашки цилиндра.
Объектом испытаний были три варианта втулок цилиндро! имеющих различное конструктивное исполнение зоны адапте] ных отверстий (рис. 50):
I вариант — втулки, изготавливаемые до 1969 г., имеющ! разрыв ребер и нетюдкрепленные бонки (рис. 50, а);
II вариант — втулки, разработанные в ЦНИИ МПС на о новании аналитических и экспериментальных исследовани имеющие усиленную бонку, обводные непрерывные реб
(рис. 50, б);
III — втулки цилиндров с поперечными ребрами в зо адаптерных отверстий (рис. 50, в).
Ниже приведены результаты экспериментального otfpeAej ния напряженного состояния втулок цилиндров с различи! конструктивным оформлением зоны адаптерных отверстий.
Комплекс экспериментальных работ включал в себя определение напряженно-деформированного состояния втулок цилиндров от воздействия посадки рубашки с натягом, затяжки переходных деталей, внутреннего давления.
Перед испытаниями втулки цилиндров оборудовали тензо-датчиками ПКБ-5-50, которые наклеивали клеем БФ-2 по методике, приведенной в работе [26], и покрывали коллекторным лаком марки 1201 от воздействия атмосферной влаги. Для исключения погрешности, вносимой изменением температуры втулки и рубашки, на пластинках из того же материала наклеивали компенсационные датчики, которые располагали в таких же температурных условиях, как и рабочие датчики. Соединяли датчики в общую электрическую схему по мостовой схеме. В качестве регистрирующего прибора при статических испытаниях использовали одноканальный усилитель Опытного завода ЦНИИ МПС.
Напряжения от посадки рубашки на втулку с натягом. Напряжения, возникающие от посадки с натягом рубашки охлаждения на сребренную часть втулки, определяли методом разрезки рубашки. Натяги в сопряжении втулки с рубашкой составляли от 0,02 до 0,24 мм.
При испытаниях установлено, что у адаптерных отверстий втулок различных конструкций имеется разный характер распределения напряжений. У втулки старой конструкции (см. рис. 50, а) распределение напряжений на внутренней поверхности около адаптерного отверстия соответствует эпюре напряжений около кругового отверстия цилиндрической оболочки, нагруженной равномерным внутренним давлением, с расположением максимума по вертикальной оси и минимума — по горизонтальной (рис. 51). У усиленной втулки и с поперечными ребрами (рис. 52) напряжения распределены более равномерно и эпюра напряжений близка к окружности, а максимальная величина этих напряжений на 20% ниже, чем.у втулки I варианта.
На наружной стороне адап-терной бонки втулки прежней серийной конструкции посадка рубашки охлаждения с натягом вызывает напряжения растяжения (см. рис. 52) вследствие выпучивания неподкрепленной части ее стён-: ки. Распределение напряжений по контуру подкрепляющего кольца бонки — равномерное, близкое к окружности. У втулок усиленных и с поперечными ребрами при этом создаются напряжения сжатия внизу и вверху подкрепления симметрично оси адаптерного отверстия, которые переходят в напряжения растяжения в сечении, расположенном по горизонтальной оси отверстия. , Величины напряжений при повышении натяга возрастают практически линейно.
Распределение напряжений по контуру адаптерного отверстия рубашки охлаждения соответствует эпюре напряжений, возникающих в стенке цилиндрической оболочки на кромке кругового отверстия под действием ' внутреннего давления.
На рис. 53 представлена зависимость напряжений в рубашке охлаждения от величины диаметрального натяга (см. кривые 1—5).
|
|
Таким образом, посадка рубашки на втулку варианта I с натягом вызывает напряжения растяжения в опасной зоне адаптерного отверстия, которые, суммируясь с- рабочими, повышают общий уровень напряженного состояния. Коэффициент концентрации напря-
|
|
ний для рубашки (см. рис. 53, кривые 1, 5) примерно йен 3.
На работающем дизеле, вследствие неравномерного темпе-
гурного поля втулки по длине и разности температур втулки
эубашки между ними возникает тепловой натяг. Величина
1тической составляющей напряжений (от тепл'ового натяга)
наружной поверхности рубашки вдали от адаптерных от-
)стий, определенная тензометрированием на дизеле 2Д100,
тавляет 410 кгс/см2 [25]. Следовательно, соответствующая
ш напряжениям величина натяга 0,2 мм (см. рис. 53, кри-
ая 1) может считаться фактической величиной натяга при
аботе дизеля. При этом средняя . величина максимальных
апряжений у адаптерного отверстия рубашки равна
200 кгс/см2.
Напряжения'от затяжки адаптера и его уплотнения по ру-ашке. Затяжка адаптеров вызывает местный изгиб (выпучи-ание) стенки втулки в зоне адаптерного отверстия. При этом а наружной поверхности адаптерной бонки создаются напряжения растяжения, на внутренней — напряжения сжатия.
Эпюра напряжений на наружном контуре бонки адаптерного тверстия втулки с поперечными ребрами (вариант III) имеет наиболее благоприятную для прочности форму эллипса (рис. 54), [алая ось которого совпадает с образующей цилиндра. У (тулок первых двух вариантов (см. рис. 50, а, б) форма эпюры (апряжений близка к окружности. На рис. 55 представлена 1ависимость напряжений от затяжки адаптера в точках, рас-юложенных по вертикальной оси отверстия. Величина напря-кений у втулок I и II вариантов примерно в 2 раза больше, [ем у втулки III варианта.
Затяжка адаптеров по-разному сказывается также и на на- . (ряжениях в рубашках. Например, затяжка адаптеров момен-•ом 3000 кгс-см создает на наружной кромке по вертикальной юи адаптерного отверстия рубашки растягивающие напряже-
|
|
|
|
ния следующих величин: у втулки варианта II — 150 кгс/см2, у втулки варианта III — 40 кгс/см2.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
