Поляризационно-оптический метод для прогнозирования разрушения коленчатого вала двигателя
Создание полярископа для исследования внутренних напряжений и мест возможных разрушений. Изготовление модели, соответствующей шатунной шейке коленчатого вала дизельного двигателя КамАЗ-740. Распределение напряжений в плоской прозрачной модели кривошипа.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2019 |
| Размер файла | 218,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СГТУ имени Гагарина Ю.А.
ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ
Тугушев Б.Ф., Демин В.О.,
Капков Д.С., Зеленцов Д.С.
Аннотация
Представлено распределение микротвердости в шейке коленчатого вала. Сделаны выводы о путях повышения ресурса детали.
Ключевые слова: коленчатый вал, микротвердость, механическая обработка, ресурс
Annotation
POLARIZATION-OPTICAL METHOD FOR FORECASTING THE DESTRUCTION OF THE CRANKSHAFT OF THE ENGINE
The distribution of microhardness in the neck of the crankshaft is presented. Conclusions are drawn about ways to increase the resource of a part.
Keywords:crankshaft, microhardness, machining, resource
Основная часть
Для исследования внутренних напряжений и мест возможных разрушений был создан полярископ (рис. 1) в соответствии с методикой, предложенной А.В. Александровым, В.Д. Потаповым и Б.П. Державиным [1]. По технологии, описанной во многих учебных пособиях по сопротивлению материалов, мы остановили свой выбор на прозрачных моделях из оргстекла и эпоксидной смолы [2] ввиду их доступности. Была изготовлена модель, соответствующая шатунной шейке (ШШ) коленчатого вала (КВ) дизельного двигателя КамАЗ-740 и проведено исследование напряжений, соответствующее вышеуказанной методике. Существенная особенность поляризационно-оптического метода состоит в том, что характер распределения напряжений (деформаций) может быть установлен без какой либо обработки экспериментальной информации, лишь по картине полос изохром, которая наблюдается в простейшем полярископе. На рис. 2 представлена картина распределения разницы главных напряжений у1 - у2 в физической модели 4-й шатунной шейки КВ двигателя КамАЗ-740, изготовленной из органического стекла. Отчетливо видны темные изохроматические линии - изохромы, в которых разница главных напряжений у1 - у2 одинакова. Светлые полосы соответствуют максимальным главным напряжениям, при этом следует обратить внимание на участки с наибольшей их концентрацией. Это, прежде всего, зоны галтелей в нижней части ШШ и зоны перекрытий шатунной и коренных шеек, где наблюдаются эллипсообразные зоны концентрации в щеках.
Видны линии напряжений от нагрузки, действующей сверху на шатунную шейку, и резкий переход в правой части ШШ между нагруженной и ненагруженной областями, граница между которыми сходна по очертанию с латинской буквой S. Очевидно, что резкий переход в данной области может вызывать разрушение в реальной детали по указанному контору.
Рис. 1 Полярископ для лабораторных исследований
На рис. 3 представлена физическая модель зоны перекрытия шатунной и коренной шеек, изготовленная из эпоксидной смолы, подвергнутая растяжению в вертикальном направлении [3]. Здесь так же видны изохромы, которые имеют параболическую форму в верхней и нижней частях модели. Картина распределения разницы главных напряжений в данном случае соответствует топографии линий роста усталостных трещин в данных областях [3], что позволяет предположить основным фактором развития усталостных трещин здесь наличие растягивающих напряжений, действующих в зоне перекрытия вдоль линии, соединяющей нижнюю часть галтели ШШ с верхней частью галтели коренной шейки.
Из этого следует:
При исследовании методом фотоупругости на прозрачных моделях хорошо визуализируются места концентрации напряжений. На модели шатунной шейки просматриваются места концентрации в поперечном сечении шейки, в зонах галтелей, в местах сопряжения со щеками, а также в классически принятых местах концентрации сил, что подтверждает верность выбранного метода. В зоне перекрытия наблюдается аналогичная картина.
Рис. 2 Распределение напряжений в плоской прозрачной модели кривошипа, видимое в поляризованном свете
полярископ шейка коленчатый вал
Рис. 3 Распределение напряжений в прозрачной модели перекрытия шеек, видимое в поляризованном свете
Список литературы
1. Александров А.В. Сопротивление материалов: учеб. для вузов / А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин; под ред. А.В. Александрова. 5-е изд. стер. М.: Высш. шк., 2007. 560 с.
2. Александров А.Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого твердого тела / А.Я. Александров, М.Х. Ахметзянов. М.: Наука, 1973. 576 с.
3. Денисов А.С. Теоретический анализ изменения напряженно-деформированного состояния коленчатого вала в процессе эксплуатации / А.С. Денисов, А.Т. Кулаков, Б.Ф. Тугушев, Е.Ю. Горшенина, А.А. Видинеев // Ремонт, восстановление, модернизация. 2010. № 9. С. 47-51.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ базового технологического процесса и направления проектирования коленчатого вала четырехцилиндрового двигателя. Выбор метода получения заготовки и его техническое обоснование. Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров заготовки.
курсовая работа [781,9 K], добавлен 18.06.2021Выбор основных конструктивных параметров дизельного двигателя. Параметры процесса газообмена. Сгорание в дизельном двигателе. Параметры, характеризующие рабочий цикл. Расчет перемещения, скорости и ускорения поршня. Расчеты основных деталей двигателя.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 18.01.2014Назначение двигателя и привода механизма газораспределения. Порядок работы цилиндров. Схема расположения колен коленчатого вала. Равномерность чередования одноименных тактов. Тепловой и динамический расчет двигателя. Расчет цилиндро-поршневой группы.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 15.03.2011Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания и действующих в нем усилий. Его устройство и схема равнодействующих моментов. Расчет сил инерции. Диаграмма износа шатунной шейки коленчатого вала. Способы уравновешивания его значений.
контрольная работа [108,6 K], добавлен 24.12.2013Назначение ступицы шкива коленчатого вала и анализ технологического процесса ее изготовления. Анализ условия работы ступицы шкива коленчатого вала, видов и процессов ее изнашивания. Анализ дефекта детали и технологических способов восстановления.
курсовая работа [172,1 K], добавлен 26.12.2011Виды износа коленчатого вала, анализ вариантов восстановления. Использование процесса напыления. Обработка упрочненных поверхностей. Расчет годовой трудоемкости участка, затрат на заработную плату. Безопасность труда при проведении наплавочных работ.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 20.10.2014Обоснование размера производственной партии. Выбор способа восстановления дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ-131. Схемы технологических процессов. Определение припусков на обработку, годовой трудоёмкости. Оборудование и приспособления участка.
курсовая работа [35,2 K], добавлен 25.09.2013Построение номинальной и винтовой характеристики эффективной мощности дизельного двигателя. Определение фактора устойчивости дизеля, коэффициента усиления дизеля по подаче топлива. Описание системы автоматического регулирования угловой скорости вала.
курсовая работа [872,6 K], добавлен 17.09.2014Расчет процессов наполнения, сжатия, сгорания и расширения, определение индикаторных, эффективных и геометрических параметров авиационного поршневого двигателя. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма и расчет на прочность коленчатого вала.
курсовая работа [892,4 K], добавлен 17.01.2011Структурные схемы системы автоматического регулирования частоты (САРЧ) вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Конструктивная и функциональная схемы САРЧ ДВС. Принципы регулирования, уравнение переходного процесса двигателя.
контрольная работа [531,1 K], добавлен 07.01.2013Понятие автомобиля, его сущность и особенности внутреннего устройства. Классификация автомобильных двигателей, их виды и характеристика. Назначение, состав, устройство и условия работы кривошипно-шатунного механизма. Основные дефекты и их устранение.
курсовая работа [410,2 K], добавлен 02.04.2009Термодинамический расчёт двухступенчатого компрессора. Выбор двигателя, определение размеров поршней и цилиндров, частоты вращения коленчатого вала, действующих сил и сил инерции от вращательных и поступательно движущихся масс и их уравновешивание.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 16.10.2013Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014Преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания. Назначение, характеристика и элементы кривошипно-шатунного механизма; принцип осуществления рабочего процесса двигателя.
презентация [308,4 K], добавлен 07.12.2012Определение размеров цилиндра. Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя в функции от частоты вращения коленчатого вала. Конструктивно-технологический анализ детали. Расчет себестоимости изделия. Пожарная безопасность на рабочих местах.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 15.09.2012Построение эпюр внутренних силовых факторов. Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию. Конструирование участка вала. Раскрытие статической неопределимости рамы.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.06.2015Основные части кривошипно-шатунного механизма автомобильного двигателя и их назначение. Характеристика неподвижных и подвижных деталей. Устройство блока цилиндров, шатунно-поршневой группы, шатуна, группы коленчатого вала, их роль в движении автомобиля.
презентация [1,2 M], добавлен 28.12.2015Актуальность упрочнения отдельных деталей двигателя АЛ-31Ф и его конструктивные особенности. Способы повышения надежности и крепости его особо нагруженных частей. Определение основных экономических показателей. Проблемы акустики в современной авиации.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 11.08.2011Определение суммарной мощности главного двигателя. Выбор основных параметров дизеля. Тепловой и динамический расчет ДВС. Определение махового момента и главных размеров маховика. Расчет поршневой группы, коленчатого вала. Определение уравновешенности ДВС.
курсовая работа [593,2 K], добавлен 17.11.2014Создание метода определения параметров линейной механики разрушения на основе измерения деформационного отклика с помощью электронной спектр-интерферометрии. Параметры механики разрушений для трещин, распространяющихся в поле остаточных напряжений.
контрольная работа [811,2 K], добавлен 03.09.2014
