= 100 кгс/см2 равна на наружной кромке адаптерного отверстш 665 кгс/см2, на внутренней поверхности адаптерного отверстш 994 кгс/см2. Уровень наибольших напряжений у адаптерны? отверстий рубашек у втулок цилиндров варианта II примерно на 10—15% выше, чем у рубашек втулок варианта III.
Распределение напряжений (в кгс/см2) по контуру адаптерного отверстия рубашек охлаждения (рис. 59) согласуется с характером. изменения напряжений около кругового отверстия в цилиндрической оболочке под действием внутреннего давления. Некоторое отклонение наибольших напряжений от вертикальной оси объясняется нарушениями геометрии посадочных поверхностей втулки и рубашки, которые приводят к несимметричной передаче нагрузки от втулки на рубашку.
Анализ результатов испытаний показывает, что на наружной поверхности рубашки, вдали от адаптерных отверстий, напряжения от давления в камере сгорания втулки, которые пе-(вдаются через продольные ребра на рубашку, распределены (еравномерно: над ребром они выше, чем над впадиной, при-1ерно на 20%. Наибольшие напряжения возникают в средней асти рубашки, совпадающей с осью адаптерных отверстий, а о мере удаления от оси отверстий уровень напряжений па-,ает. Наибольшая абсолютная величина растягивающих напряжений вдали от адаптерных отверстий (при Рг = 100 кгс/см2) цля рубашек всех вариантов втулок примерно одинаковая и составляет 315—375 кгс/см2.
ч Кривые изменения напряжений на наружной поверхности рубашки по образующей в зависимости от расстояния от кром-£и адаптерного отверстия показаны на рис. 60.
Циклические напряжения растяжения от сил давления га-юв резко возрастают по мере приближения к кромке; у ру-рашки втулки I варианта они достигают 1100 кгс/см2, а у ру-)бяшки втулки II варианта — 1215 кгс/см2.
*••,. При испытаниях выявлено, что наибольшие напряжения в рубашке (от действия внутреннего давления и затяжки адаптеров) у втулки III варианта на 10—15% ниже, чем у втулок I д II вариантов.
^Испытания на выносливость. С целью проверки эффективности конструктивных изменений зоны адаптерного отверстия втулки были проведены сравнительные натурные усталостные испытания втулок цилиндров на стенде. Все варианты втулок испытывали с рубашками, посаженными с натягом 0,02 мм. Одинаковый уровень затяжки адаптеров контролировали динамометрическим ключом. Испытания проводились на базе 2,0 млн. циклов с частотой пульсации 400 периодов в 1 мин при наибольшем давлении цикла, изменяющемся от 170 до 350 кгс/см2, и наименьшем, равном нулю. Давление в камере угорания фиксировали с помощью усилителя на осциллографе >т мембранного датчика давления. В процессе испытаний за-леряли количество циклов нагружения до появления трещины !• стенке втулки. Более высокое давление и несколько большая иштельность действия наибольшего давления в цилиндре за шкл при испытаниях на стенде, чем при работе дизеля, позво-
|
|
[или доводить втулки до раз->ушения при сравнительно небольшом числе циклов на-гружения.
; По данным усталостных испытаний построены кривые выносливости для втулок I и Ц вариантов (рис. 61). Характер взаимного расположения (пересечение в зоне высоких лагрузок) и получение такого ке вида разрушения втулок
по адаптерным отверстиям, как и в эксплуатации, подтверждают правомерность заключений о пределе выносливости втулок цилиндров, определенном на базе 2,0 млн. циклов.
Как видно на рис. 61, неусиленные втулки (вариант I) прошли базу испытаний при давлении в камере сгорания 170 кгс/см2, а усиленные втулки (вариант II) —при 230 кгс/см2.
Втулки с поперечными ребрами (вариант III) были испытаны только при давлении 250 кгс/см2. При этом среднее значение долговечности составило 1,9 млн. циклов. Дальше нагрузки не снижали ввиду близкого расположения полученной точки к базовому числу циклов.
Таким образом, сравнительные усталостные испытания подтвердили результаты расчетов и тензометрирования о сугцест-венном повышении прочности втулок II и III вариантов по сравнению с I вариантом.
Подобные натурные усталостные испытания втулок цилиндров были проведены на стенде завода транспортного машиностроения им. Малышева г. Харьков. Испытаниям подвергали втулки вариантов I, II двух заводов-изготовителей [Завода им. Малышева и Люблинского литейно-механического завода]. Целью этих испытаний была окончательная проверка эффективности конструктивных изменений подкрепления адаптерного отверстия втулки (вариант II), а также определение влияния tex-нологии изготовления разных заводов на усталостную прочность. Стенд завода им. Малышева принципиально не отличается от стенда ЦНИИ МПС, но имеет фиксированную зону нагру-жения, равную 80 мм, и рабочей жидкостью у него является дизельное топливо. Стенд позволяет испытывать сразу две втулки, что значительно ускоряет получение окончательного результата.
Программа испытаний предусматривала определение долговечности втулок с рубашками при наибольших давлениях от нулевого цикла 180, 210, 230, 250 кгс/см2 на базе 5 млн. циклов. База испытаний соответствует рекомендациям ГОСТ 2860—65 «Методы испытаний на усталость».
Испытаниям подвергали 12 втулок каждого варианта, т. е. по три втулки на каждую нагрузку. Результаты усталостных испытаний обрабатывали по методу инж. Митропольского для малого числа образцов. Испытания показали, что усиленные втулки, изготовленные как на заводе им. Малышева, так и на Люблинском заводе, имеют на 15% больший предел выносливости на базе 5 млн. циклов, чем втулки I варианта. Предел выносливости втулок, изготовленных на заводе им. Малышева на 20% выше, чем на Люблинском заводе. Эти данные позволили рекомендовать в серийное производство усиленную втулку (вариант II), выпуск которой на заводах-изготовителях начался с 1969 г.
|
|
Втулка цилиндра, имеющая поперечные ребра в зоне адап-
ерных отверстий (вариант III), по данным тензометрирования
усталостных испытаний, проведенных в ЦНИИ МПС, имеет
олее высокую прочность в сравнении с другими вариантами.
1аряду с увеличением прочности зоны адаптерного отверстия
амой втулки значительно повысилась прочность рубашки за
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
