222828175-calcul-dinamic

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic

http://slidepdf.com/reader/full/222828175-calcul-dinamic 1/14

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2

P [ M P a ]

V

Diagrama indicata P-V

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


Capitolul 2

CALCULUL DINAMIC

1. Alegerea tipului de mecanism biela-manivela

Mecanismul biela-manivela cu piston portant, de tip normal - solutie prezenta ladispunearea cilindrilor in linie sau in "V" normal, cu biele alaturate.

Se alege mecanismul de tip axat, care este cel mai simplu si la care seria Fourrier afortelor de inertie ale maselor cu miscare de translatie aferente echipajului mobil al unui cilindru(Ft) nu contine armonicile de ordin p impar, p>1 (p=3,5,7,...)

2. Calculul dimensiunilor principale ale mecanismului motor

Mecanismele cu biele lungi (λ=R/L<=1/4) conduc la o reducere a valorii maxime a forteinormale N, care aplica pistonul portant pe cilindru, motiv pentru care se utilizeaza in general laMAC.

Astfel, tinand seama ca Λ=1/3....1/5 se recomanda: Λ=1/4....1/5 MAC Λ=1/3....1/4 MAS

Alegem

Raza manivelei

[mm]

Lungimea bielei

[mm]

3. Stabilirea maselor pieselor in miscare ale mecanismuluimotor

Se face prin predimensionarea acestora, calculul aproximativ al volumelor si alegerea

materialelor pentru a cunoaste densitatea.Valorile obtinute se compara cu datele statistice. Astfel masa grupului piston este: m.gp = (1.2....1.5)m.p [kg] (1)

unde m.p - masa pistonului [kg].Densitatea aparenta a pistonului este: ρ.p=10^6*m.p/D^3 [kg/dm3] (2)

unde D- alezajul cilindrului [mm].Intervalul de valori al densitatii aparente a pistonului este ρ.p = (1.2....1.4) [kg/dm3]

Alegem :

[kg/dm3]

[kg](3)

Astfel

1

40.25

R S

256.5

L bR

226

p 1.

m

p

p

D

3

3 0.916

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


[kg]

mgp = 1.35mp = 1.237 [kg]

m b m b.barat D

2

4 103

1.835

mtr mgp 0.275m b 1.742

Unde ρ.p se alege din interval si se calculeaza m.p cu formula anterioara.Masa pistonului se incadreaza intre valorile lui ρ.p ales si valoarea alezajului la

puterea a 3-a conform relatiei anterioare:m.p = ρ.p*D^3 = (a...b)*D^3

cu D considerat in [dm]. Din intervalul determinat astfel se alege o valoare, care sa seincadreze si intre valorile (min/max) alese din grafic.

Se poate determina si masa grupului piston, conform relatiei (1). Din datele statistice

masa bielei, cunoscand masa raportata a acesteia:m.b'=m.b*10^3/(π*D^2)/4 [g/mm2] m.b' = (0.09....0.5) [g/mm2] (4)

Alegem [g/mm2]

Rezulta masa bielei:

Masa aflata in miscare de translatie :

[kg]

4. Calculul fortelor si momentului care actioneaza asupraechipajului mobil al unui cilindru

Pe baza diagramei indicate a ciclului teoretic corectat in coordonate P-V se determinacu ajutorul unei constructii grafice bazata pe expresia aproximativa a deplasarii pistonului,variatia presiunii gazelor din cilindru P in functie de unghiul de rotatie al arborelui cotit(deplasarea unghiulara a manivelei) α din 10 grade in 10 grade pe toata durata ciclului ( de la 0grade la 720 de grade pentru τ=4 timpi). Calculul fortelor si momentului motor indicat al unui cilindru M se va centraliza in tabelul 4.1conform relatiilor:Forta in lungul axei cilindrului: F=F.p+F.t [daN]Forta de presiune a gazelor: F.p=(p-p.c)*π*D^2/4 [daN] unde p[bar]; D[cm]; p.c[bar] - presiunea din carterp.c=0.1 [MPa]=1 [bar]

Forta de inertie a maselor cu miscare de translatie: F.t = -m.tr*R*ω^2*(cosα-Λcos2α)Forta in lungul bielei: K = F/cosβ

unde β - oblicitatea bielei are expresia β=arcsin(Λsinα) Forta normala: N = F*tgβ [daN] Forta in lungul manivelei: Z = F*cos(α+β)/cosβ [daN] Forta tangentiala: T = F*sin(α+β)/cosβ [daN] Momentul motor: M = T*R [Nm]Forta de inertie a partii din biela in miscare de rotatie: F.A=m.A*R*ω^2 [daN] unde m.A=0.725*m.b [kg]Pentru verificarea puterii motorului: P.e = i*Mmed*η.m*ω*10^-3 [kW]P.e = η.m*i*Tmed*10*R*ω*10^-3 [kW]unde Tmed=ΣT(α)/72

Mmed=ΣM(α)/72

m b.barat

0.29

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


2.Calculul dimensiunilor principale ale mecanismului motor

R [mm] L [mm] Λ

56,5 226 0,25

3.Stabilirea maselor pieselor in miscare ale mecanismului motor

mp [kg] ρp1 [kg/dm3] ρp2 [kg/dm3] ρp ales [kg/dm3] mgp [kg] mb [kg] mtr [kg] mtr verificat [kg] D [mm] S [mm] D [dm]

0,85 1,2 1,4 1,3 1,24 1,84 1,74 2,49 89 113 0,89

0,99

0,92

4.Calculul fortelor si momentului care actioneaza asupra echipajului mobil al unui cilindru

α [˚RAC] P [bar] Fp [daN] Ft [daN] F [daN] β [rad] N [daN] K [daN] Z [daN] T [daN] M [Nm]

0 0,85 -9,33 -1652,64 -1661,97 0 0 -1661,97 -1661,97 0 0

10 0,85 -9,33 -1612,62 -1621,95 0,04 -70,48 -1623,48 -1585,07 -351,06 -198,35

20 0,85 -9,33 -1495,58 -1504,91 0,09 -129,15 -1510,44 -1369,98 -636,07 -359,38

30 0,85 -9,33 -1310,24 -1319,58 0,13 -166,25 -1330,01 -1059,66 -803,77 -454,13

40 0,85 -9,33 -1070,19 -1079,52 0,16 -175,76 -1093,74 -713,99 -828,54 -468,13

50 0,85 -9,33 -792,44 -801,77 0,19 -156,44 -816,89 -395,53 -714,75 -403,84

60 0,85 -9,33 -495,79 -505,12 0,22 -112,02 -517,39 -155,55 -493,46 -278,80

70 0,85 -9,33 -198,99 -208,32 0,24 -50,35 -214,32 -23,94 -212,98 -120,33

80 0,85 -9,33 81,01 71,68 0,25 18,21 73,96 -5,48 73,75 41,67

90 0,85 -9,33 330,53 321,20 0,25 82,93 331,73 -82,93 321,20 181,48

100 0,85 -9,33 540,18 530,84 0,25 134,85 547,70 -224,98 499,36 282,14

110 0,85 -9,33 705,39 696,06 0,24 168,23 716,10 -396,15 596,54 337,05120 0,85 -9,33 826,32 816,99 0,22 181,18 836,84 -565,40 616,94 348,57

130 0,85 -9,33 907,23 897,90 0,19 175,20 914,83 -711,37 575,21 325,00

140 0,85 -9,33 955,40 946,07 0,16 154,03 958,53 -823,74 490,13 276,92

150 0,85 -9,33 979,72 970,39 0,13 122,26 978,06 -901,51 379,31 214,31

160 0,85 -9,33 989,18 979,85 0,09 84,09 983,45 -949,52 256,11 144,70

170 0,85 -9,33 991,43 982,10 0,04 42,68 983,02 -974,59 128,51 72,61

180 0,85 -9,33 991,58 982,25 0,00 0,00 982,25 -982,25 0,00 0,00

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


190 0,86 -8,53 991,43 982,90 -0,04 -42,71 983,83 -975,39 -128,62 -72,67

200 0,88 -7,70 989,18 981,48 -0,09 -84,23 985,08 -951,09 -256,53 -144,94

210 0,91 -5,54 979,72 974,18 -0,13 -122,74 981,88 -905,03 -380,80 -215,15

220 0,98 -1,25 955,40 954,15 -0,16 -155,35 966,72 -830,78 -494,31 -279,29

230 1,04 2,50 907,23 909,73 -0,19 -177,51 926,89 -720,74 -582,79 -329,28

240 1,14 8,59 826,32 834,91 -0,22 -185,15 855,19 -577,80 -630,47 -356,22

250 1,27 16,53 705,39 721,92 -0,24 -174,48 742,70 -410,87 -618,71 -349,57

260 1,47 29,14 540,18 569,31 -0,25 -144,62 587,39 -241,28 -535,55 -302,59

270 1,76 47,08 330,53 377,61 -0,25 -97,50 389,99 -97,50 -377,61 -213,35

280 2,16 72,16 81,01 153,17 -0,25 -38,91 158,03 -11,72 -157,60 -89,04

290 2,76 109,20 -198,99 -89,79 -0,24 21,70 -92,38 -10,32 91,80 51,87300 3,71 168,37 -495,79 -327,42 -0,22 72,61 -335,38 -100,83 319,86 180,72

310 5,12 256,05 -792,44 -536,39 -0,19 104,66 -546,51 -264,61 478,18 270,17

320 7,81 423,46 -1070,19 -646,73 -0,16 105,30 -655,25 -427,74 496,37 280,45

330 12,21 697,09 -1310,24 -613,15 -0,13 77,25 -618,00 -492,38 373,48 211,01

340 20,25 1197,48 -1495,58 -298,09 -0,09 25,58 -299,19 -271,37 125,99 71,19

350 31,74 1912,53 -1612,62 299,91 -0,04 -13,03 300,20 293,09 -64,91 -36,68

360 50,74 3094,39 -1652,64 1441,76 0 0 1441,76 1441,76 0 0

370 63,42 3883,23 -1612,62 2270,62 0,04 98,67 2272,76 2218,99 491,45 277,67

380 60,00 3670,58 -1495,58 2175,00 0,09 186,66 2182,99 1979,99 919,29 519,40

390 37,74 2285,83 -1310,24 975,58 0,13 122,91 983,30 783,42 594,24 335,74

400 25,07 1497,28 -1070,19 427,09 0,16 69,54 432,71 282,47 327,80 185,20

410 17,02 996,76 -792,44 204,32 0,19 39,87 208,18 100,80 182,15 102,91

420 12,67 726,14 -495,79 230,34 0,22 51,08 235,94 70,93 225,02 127,14

430 9,66 538,66 -198,99 339,67 0,24 82,09 349,45 39,03 347,26 196,20

440 7,73 418,57 81,01 499,59 0,25 126,91 515,45 -38,23 514,03 290,43

450 6,40 335,72 330,53 666,25 0,25 172,02 688,10 -172,02 666,25 376,43

460 5,43 275,44 540,18 815,62 0,25 207,18 841,52 -345,67 767,25 433,50

470 4,74 232,51 705,39 937,90 0,24 226,68 964,90 -533,79 803,81 454,15

480 4,30 205,17 826,32 1031,49 0,22 228,75 1056,55 -713,85 778,92 440,09

490 3,96 184,03 907,23 1091,26 0,19 212,93 1111,84 -864,57 699,09 394,98

500 3,75 170,95 955,40 1126,35 0,16 183,38 1141,18 -980,71 583,52 329,69

510 3,51 155,87 979,72 1135,59 0,13 143,07 1144,57 -1054,99 443,89 250,80

520 3,34 145,31 989,18 1134,49 0,09 97,36 1138,66 -1099,37 296,53 167,54

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


Forta de inertie a partii din biela in miscare de rotatie

FA [N] mA [kg]

10098,84 1,33

Verificarea puterii motorului

Pe [kW] T med [daN] M med [Nm] ηm

90,82 86,00 48,59 0,85

90,82

530 3,51 155,87 991,43 1147,30 0,04 49,85 1148,39 -1138,53 150,13 84,82

540 3,29 142,46 991,58 1134,05 0,00 0,00 1134,05 -1134,05 0,00 0,00

550 1,09 5,60 991,43 997,03 -0,04 -43,32 997,97 -989,40 -130,47 -73,71

560 1,09 5,60 989,18 994,78 -0,09 -85,37 998,43 -963,98 -260,01 -146,91

570 1,09 5,60 979,72 985,32 -0,13 -124,14 993,11 -915,38 -385,15 -217,61

580 1,09 5,60 955,40 961,00 -0,16 -156,46 973,65 -836,74 -497,86 -281,29

590 1,09 5,60 907,23 912,83 -0,19 -178,11 930,05 -723,20 -584,78 -330,40

600 1,09 5,60 826,32 831,92 -0,22 -184,49 852,13 -575,73 -628,22 -354,94

610 1,09 5,60 705,39 710,99 -0,24 -171,84 731,46 -404,64 -609,34 -344,28

620 1,09 5,60 540,18 545,78 -0,25 -138,64 563,11 -231,31 -513,41 -290,08

630 1,09 5,60 330,53 336,13 -0,25 -86,79 347,15 -86,79 -336,13 -189,91640 1,09 5,60 81,01 86,61 -0,25 -22,00 89,36 -6,63 -89,12 -50,35

650 1,09 5,60 -198,99 -193,39 -0,24 46,74 -198,96 -22,22 197,71 111,71

660 1,09 5,60 -495,79 -490,19 -0,22 108,71 -502,10 -150,95 478,87 270,56

670 1,09 5,60 -792,44 -786,84 -0,19 153,53 -801,68 -388,16 701,44 396,32

680 1,09 5,60 -1070,19 -1064,59 -0,16 173,33 -1078,61 -704,11 817,08 461,65

690 1,09 5,60 -1310,24 -1304,65 -0,13 164,37 -1314,96 -1047,67 794,67 448,99

700 1,09 5,60 -1495,58 -1489,98 -0,09 127,87 -1495,45 -1356,39 629,76 355,81

710 1,09 5,60 -1612,62 -1607,02 -0,04 69,83 -1608,54 -1570,48 347,82 196,52

720 1,09 5,60 -1652,64 -1647,04 0 0 -1647,04 -1647,04 0 0

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-2000.00

-1000.00

0.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Fp

[daN]

Ft [daN]

F [daN]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-2000.00

-1500.00

-1000.00

-500.00

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K [daN]

K [daN]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500 600 700 800

N [daN]

N [daN]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-2000.00

-1500.00

-1000.00

-500.00

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Z [daN] T [daN]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-600

-400

-200

0

200

400

600

0 100 200 300 400 500 600 700 800

M [Nm]

M [Nm]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


5.Calculul momentului motor rezultant (indicat) Mrez

α [°RAC] M I [Nm] M II [Nm] M III [Nm] M IV [Nm] M V [Nm] M VI [Nm] M rez [Nm]

10 -198,35 -72,67 277,67 -73,71 -198,35 -72,67 -338,07

20 -359,38 -144,94 519,40 -146,91 -359,38 -144,94 -636,15

30 -454,13 -215,15 335,74 -217,61 -454,13 -215,15 -1220,42

40 -468,13 -279,29 185,20 -281,29 -468,13 -279,29 -1590,92

50 -403,84 -329,28 102,91 -330,40 -403,84 -329,28 -1693,72

60 -278,80 -356,22 127,14 -354,94 -278,80 -356,22 -1497,85

70 -120,33 -349,57 196,20 -344,28 -120,33 -349,57 -1087,87

80 41,67 -302,59 290,43 -290,08 41,67 -302,59 -521,48

90 181,48 -213,35 376,43 -189,91 181,48 -213,35 122,77

100 282,14 -89,04 433,50 -50,35 282,14 -89,04 769,34

110 337,05 51,87 454,15 111,71 337,05 51,87 1343,68

120 348,57 180,72 440,09 270,56 348,57 180,72 1769,24

130 325,00 270,17 394,98 396,32 325,00 270,17 1981,63

140 276,92 280,45 329,69 461,65 276,92 280,45 1906,09

150 214,31 211,01 250,80 448,99 214,31 211,01 1550,44

160 144,70 71,19 167,54 355,81 144,70 71,19 955,13

170 72,61 -36,68 84,82 196,52 72,61 -36,68 353,21

180 0 0 0 0 0 0 0

Σ Mrez [Nm]

2165,06

Mrez med [Nm]

180,42

Verificarea puterii motorului

Pec [kW]

90,82

Eroarea [%]

0,91

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


-600.00

-500.00

-400.00

-300.00

-200.00

-100.00

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Mrez [Nm]

Mrez med [Nm]

8/12/2019 222828175-calcul-dinamic


222828175-calcul-dinamic

Documents

Transcript of 222828175-calcul-dinamic