Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice



Acasa » tehnologie » tehnica mecanica
Constructia si calculul arborelui cotit

Constructia si calculul arborelui cotit



Constructia si calculul arborelui cotit

1 Rol, componenta, conditii functionale

Arborele cotit este organul motorului care finalizeaza transformarea lucrului mecanic produs in cilindrii motorului prin miscarea de translatie a pistoanelor in miscare de rotatie proprie  care sa furnizeze un moment  motor util.

Forma generala a arborelui cotit depinde de o serie de factori: tipul motorului, numarul si dispunerea cilindrilor, ordinea de aprindere, echilibrarea motorului, materialul utilizat.

Figura 1


Constructiv, la un arbore cotit se disting urmatoarele parti componente: capatul anterior (1), fusurile paliere (2), fusurile manetoane(3), bratele(4), contragreutatile(5), capatul posterior(6). Arborele cotit asamblat este prevazut cu volantul necesar uniformizarii miscarii.

Pe capatul anterior al arborelui se amplaseaza pinionul pentru actionarea distributiei, fulia pentru ventilator, toate stranse cu un clichet pentru antrenarea manuala a arborelui cotit.

Pentru montarea acestor organe capatul anterior se executa in trepte.

O atentie deosebita se acorda etansarii pentru prevenirea scurgerii uleiului din carter. In acest scop se utilizeaza garnituri de etansare din cauciuc si deflectoare din tabla.

Fusurile paliere sunt fusurile ce se gasesc pe axa de rotatie a arborelui cotit si prin intermediul carora acestea se sprijina in lagarele executate in carterul superior al motorului.

Pentru a satisface conditia de rigiditate a arborelui cotit, fusurile paliere se amplaseaza dupa fiecare cot. Pentru dilatarea libera a arborelui fata de carter se practica fixarea axiala cu inele acoperite cu material antifrictiune. Aceasta se poate face la fusul palier posterior, la fusul palier anterior sau la fusul palier central.

In cazul de fata fixarea axiala se face la fusul palier posterior, caz in care nu se influenteaza jocul in ambreiaj, in timp ce roata pentru actionarea distributiei se poate deplasa putin (se adopta cazul antrenarii mecanismului prin curea dintata).

Fusurile manetoane sunt fusurile ce se gasesc de-a lungul si in jurul axei de rotatie  a arborelui cotit la distanta r=S/2 fata de aceasta, servind pentru articularea bielelor. Pentru a asigura o rigiditate satisfacatoare arborelui cotit se realizeaza o suprapunere a sectiunilor fusurilor manetoane cu fusurile paliere.

Pentru asigurarea regimului de ungere hidrodinamic la nivelul fusurilor, uleiul este adus sub presiune prin canale executate in arbore care traverseaza bratele si fusurile. Orificiile de la suprafata se amplaseaza in acea regiune in care se realizeaza, pe ciclu, presiunea cea mai mica, dupa diagrama de uzura.

Bratele sunt partile arborelui cotit care realizeaza legaturile dintre cele doua tipuri de fusuri. Acestea se realizeaza sub forma eliptica care asigura rezistenta marita fata de solicitarile de incovoiere si torsiune si cea mai rationala repartitie a masei de metal.

 Contragreutatile sunt mase dispuse pe prelungirea bratelor, in sens opus fusului maneton, cu scopul de a ameliora echilibrarea fortelor de inertie si a momentelor lor si de a descarca partial lagarele. Prin momentul lor de inertie contragreutatile diminueaza si frecventa oscilatiilor de torsiune. De aceea forma lor trebuie astfel conceputa incat la un cuplu static cat mai mare sa aiba un moment de inertie cat mai mic (sa tinda spre o forma circulara). Practic contragreutatile au forma unui sector de cerc.

Capatul posterior, ca parte a arborelui cotit deosebit de solicitata se realizeaza cu o lungime cat mai mica. Partea terminala a acestui capat este prevazuta cu flansa pentru montarea volantului.

Fixarea volantului se face cu suruburi care trebuie sa asigure prin strangere, pe suprafata imbinarii dintre flansa si volant, un moment de frecare mai mare decat momentul motor.

Etansarea capatului din spate se obtine prin combinarea inelelor deflectoare cu garniturile de etansare din cauciuc si prin efect de labirint creat printr-o portiune filetata a capului posterior al arborelui (filetul se executa in sens invers sensului de rotatie al arborelui).

   Fortele preluate de arborele cotit, periodic variabile, produc momente incovoietoare si de torsiune, de asemenea variabile periodic, care solicita elementele   arborelui cotit la oboseala. Aceasta solicitare este periculoasa mai ales in zonele unde rezistenta la oboseala e micsorata prin concentrari importante ale eforturilor unitare: la trecerile dintre fusuri si brate, caracterizate prin variatii bruste de sectiune si in dreptul orificiilor cu care sunt prevazute fusurile pentru vehicularea uleiului de ungere.

Solicitarile arborelui au si caracter de soc, datorita jocurilor din articulatii, vitezei mari de crestere a presiunii in timpul arderii si schimbarilor de sens ale fortelor aplicate. Suplimentar, fusurile arborelui cotit sunt supuse frecarii si uzurii.

Din cauza solicitarilor de incovoiere, arborele cotit  se deformeaza astfel incat compromite coaxialitatea fusurilor si cuzinetilor ceea ce determina uzura lagarelor. In plus, o rigiditate insuficienta a carterului si a bratului poate provoca ruperea cotului.

Momentele care solicita arborele cotit genereaza vibratii de incovoiere si de torsiune ale acestuia. Vibratiile de incovoiere se asociaza cu vibratiile axiale intrucat deformatiile radiale ale cotului provoaca deplasari axiale ale fusurilor paliere. Deoarece amplitudinile vibratiilor de incovoiere sunt limitate datorita montarii fisurilor in lagare, aceste vibratii devin periculoase numai daca jocurile din lagare se maresc exagerat. Mult mai importante pot fi implicatiile vibratiilor de torsiune, deoarece deformatiile unghiulare ale arborelui nu sunt controlate decat de rigiditatea lui.

Dintre toate organele motorului, arborele cotit suporta cele mai mari solicitari. De aceea nivelul si varietatea solicitarilor impun ca arborele aiba sa valori inalte ale rezistentei la oboseala, rigiditatii si rezistentei la uzura a fusurilor, susceptibilitate redusa la rezonanta vibratiilor de torsiune, echilibrare dinamica precum si o inalta precizie de fabricatie ca dimensiuni si forma.

2 Alegerea materialului si a dimensiunilor principale

Fata de materialul pentru arborele cotit se impun urmatoarele cerinte:     

-mare rezistenta la oboseala;

-posibilitatea obtinerii unei duritati ridicate a suprafetei fusurilor;

-buna prelucrabilitate;

-usurinta obtinerii semifabricatului.    

                                        

           Figura 2

Pentru a satisface aceste conditii arborii se executa din otel sau fonta. Alegerea materialului se face si in functie de procedeul de fabricatie si de dimensiunile arborelui. Arborele cotit se confectioneaza prin doua procedee: prin forjare si prin turnare. Arborii forjati se realizeaza din otel prin forjare libera sau in matrita cand lungimea arborelui nu depaseste 2 m. Pentru turnarea arborelui cotit se foloseste in special fonta care s-a dovedit foarte avantajoasa. Cu toate ca are o rezistenta mica la incovoiere, utilizarea fontei este posibila atribuind fusurilor si bratelor dimensiuni mai mari si rezemand fiecare cot pe doua fusuri paliere ceea ce corespunde cu tendinta de rigidizare a arborelui cotit. Arborii cotiti turnati prezinta anumite particularitati in raport cu cei forjati. Prin turnare se obtine semifabricatul cu o forma mai adecvata din punct de vedere al solicitarilor. Semifabricatul este mai precis, ceea ce determina micsorarea volumului de prelucrari mecanice, reducerea consumului de material si reducerea duratei de fabricatie. Datorita prezentei grafitului, arborii turnati din fonta sunt putin sensibili la concentrarea tensiunilor, au o rezistenta la oboseala ridicata. Incluziunile de grafit confera fontei calitati mai inalte de amortizare a oscilatiilor torsionale. Tot prezentei grafitului i se datoreaza si calitatile antifrictiune superioare ale fontei, din care cauza fusurile au o rezistenta mai mare la uzura.

Se alege ca material pentru fabricarea arborelui cotit fonta cu grafit nodular Fgn 800-2 (STAS 6071-82) cu urmatoarele caracteristici:

                                                                    Tabelul 1

limita de curgere

sc=480 MPa

rezistenta la rupere

sr=800 MPa

alungirea

d=2%

duritatea

248352HB

 

   Dimensiunile arborelui se adopta pe baza datelor statistice:

                                                                                    Tabelul 2

Dimensiunile arborelui

Domeniul de valori

Valori adoptate

diametrul fusului palier

dp=(0,670,75)D

65 mm

lungimea fusului palier

lp=(0,30,7)dp

30 mm

diametrul fusului maneton

dM=(0,550,66)D

60 mm

lungimea fusului maneton

lM=(0,81,0)dM

35 mm

grosimea bratului

hb=(0,20,25)D

20 mm

latimea bratului

b=(1,001,9)

78 mm

raza de racordare

r=(0,060,10)d

 4 mm

diametrul canalului de ungere

du=0,08dM

4,14mm

Figura 3

3 Studiul dinamic al fusului maneton

3.1 Fortele care actioneaza asupra fusului maneton

Daca asupra fusului maneton ar lucra o singura biela, atunci fusul maneton este solicitat de urmatoarele forte:

-                    o forta B variabila ca marime si ca sens orientata totdeauna de-a lungul axei bielei componenta a fortei rezultante:

                        F=Fp +Fj                                                                                               (1)

si a carei variatie e data de relatia:

                        B=F/cos                                                                                            (2)

Componentele acestei forte sunt: Z dirijata in lungul axei bratului manivelei si T dirijata tangential la traiectoria axului fusului maneton.

- forta FRB data de relatia:

                        FRB=m2rw2=0,482·44,25·10-3· 628,32=8419 N                                   (3)

creata de masa m2 a bielei care executa numai miscare de rotatie.

Aceasta forta nu depinde de unghiul de rotatie a al arborelui cotit, fiind constanta ca marime (w=ct.) si sens; directia ei este totdeauna directia axei bratului manivelei, iar sensul de la centrul fusului palier spre centrul fusului maneton.

Forta FRB are caracterul unei forte centrifuge.

Figura 4

. 

                                                                                                Tabelul 3

a

B1

B2

B3

B4

B5

B6

0

B0

B240

B480

B270

B510

B30

15

B15

B255

B495

B285

B525

B45

30

B30

B270

B510

B300

B540

B60

.



.

720

B720

B240

B480

B270

B510

B30

3.2 Diagrama polara si de uzura a fusului maneton

Pentru verificarea elementelor cotului trebuie stabilita variatia fortelor aplicate acestuia, ceea ce se realizeaza cu ajutorul diagramei polare.

Constructia grafica care permite insumarea vectoriala a celor doua forte care actioneaza asupra fusului maneton:

                                                                                                             (4)

se numeste diagrama polara a fusului maneton.

Diagrama polara se poate trasa prin doua metode:

-prin compunerea grafica a fortelor B si FRB;

-prin compunerea grafica a componentelor Z si T ale fortei B cu forta FRB.

Pentru trasarea diagramei polare am folosit cea de-a doua metoda

Fortele Z si FRB actioneaza tot timpul dupa  aceeasi directie si determina o rezultanta:

ZB=Z+FRB                                                         (5)

Deoarece fortele ZB si T sunt perpendiculare rezultanta lor se determina cu relatia:

                                                                                                         (6)

forta care face cu directia lui T (tangenta la maneton) un unghi:

                        y=arctg ZB/T                                                                                       (7)

Pe baza datelor de variatie a fortei RM functie de unghiul de rotatie a [ vezi tabelul 4] se traseaza diagrama polara desfasurata si se stabilesc valorile maxima si medie ale fortei RM.

                        RM=23534 N

                        (8)

                                                                                                                         Tabelul 4

alfa

Rfmax

Rfmy

Rfm

alfa

Rfmax

Rfmy

Rfm

0

0

24437

24437

375

1035

4397

4517

15

-5430

22747

23386

390

-1421

9117

9227

30

-8528

18040

19954

405

-2324

8836

9136

45

-8137

12593

14993

420

-305

7416

7422

60

-4768

8620

9851

435

3182

7426

8079

75

-154

7329

7331

450

6252

9278

11988

90

3799

8515

9324

465

7725

12099

14355

105

5947

11002

12507

480

2345

14654

16391



120

6190

13503

14854

495

5791

16293

17291

135

5119

15253

16090

510

3831

17079

17503

150

3462

16140

16507

525

1836

17152

17250

165

1704

16445

16533

540

0

17011

17011

180

0

16500

16500

555

-1734

16608

16699

195

-1705

16451

16539

570

-3524

16297

16673

210

-3474

16172

16541

585

-5212

15396

16254

225

-5164

15322

16169

600

-6312

13624

15015

240

-6297

13610

14996

615

-6095

11093

12658

255

-6213

11166

12778

630

-3965

8567

9440

270

-4697

8794

9970

645

-19

7334

7334

285

-1517

7378

7532

660

3402

8575

9732

300

1753



7806

8001

675

7994

12501

14838

315

2941

9234

9691

690

8424

17908

19791

330

1044

8644

8707

705

3575

22589

23220

345

-2477

303

2495

720

0

24437

24437

360

0

9300

9300

 

 

 

 

                                                                                                                                    Tabelul 5

x

y

x

y

49.72

0

-45.64

-13.23

48.26

12.93

-38.6

-22.29

43.27

24.98

-29.98

-29.98

35.33

35.33

-20.12

-34.85

25

43.3

-10.35

-38.64

12.94

48.3

0

-40

0

50

10.35

-38.64

-12.94

48.3

20.3

-35.16

-25

43.3

30.2

-30.2

-35.36

35.36

38.52

-22.24

-43.3

25

45.94

-12.31

-48.3

12.94

49.72

0

-49.36

0

 

 

Diagrama de uzura a fusului maneton se construieste pe baza diagramei polare si este necesara pentru a stabili zona cea mai putin solicitata a fusului (zona in care uzura fusului este minima) unde va fi practicat orificiul pentru vehicularea uleiului in scopul ungerii lagarului.

Pentru trasarea diagrame, conventional se considera ca fortele  care solicita la un moment dat fusul se distribuie uniform pe suprafata lui pe o portiune situata la 60° intr-o parte si alta fata de punctul de aplicare.








Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




METODE DE ANALIZA A SUPRAFETEI MATERIALELOR
AL – III – LEA PRINCIPIU AL HIDRAULICII - INCARCAREA DETERMINA PRESIUNE
CILINDRUL SI BLOCUL MOTOR. ANALIZA FUNCTIONALA, PARTICULARITATI CONSTRUCTIVE, MATERIALE.
Schimbul de caldura sub tempereatura constanta, entropie, diagrama entropica T-s
Elemente de dinamica autovehiculului
INTRETINEREA, DEFECTELE IN EXPLOATARE SI REPARAREA INSTALATIEI DE ALIMENTARE A MOTOARELOR CU APRINDERE PRIN SCANTEIE
Presiunea la periferia capului
APLICABILITATEA PRINCIPIULUI AL DOILEA AL TERMODINAMICII


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu