Прочностной расчет коленчатого вала

 

В основу прочностного расчета коленчатого вала судового дизеля положен метод Морского Регистра судоходства Росси [1].

В настоящем разделе отражены действия пользователя ЭВМ при выполнении вышеуказанного расчета с помощью программного обеспечения “Прочностной расчет коленчатого вала.xls” [19]).

Выполнение расчета предполагает выполнение последовательных этапов:

– подбора конструктивных параметров коленчатого вала;

– назначение материала вала и метода его изготовления;

– ввод комплекса сил, действующих на шатунную шейку (полученных по результатам расчета теплового и динамического расчетов;

– собственно расчета последнего на прочность и анализ результатов.

Цель прочностного расчета – определение коэффициентов запаса для галтелей шатунной (Q_Н) и коренной шейки (Q_G), которые должны удовлетворять условию: Q_Н ≥ 1,15 Q_G ≥ 1,15 [1-17, 19].

Программное обеспечение “Прочностной расчет коленчатого вала.xls” реализовано в пакете Excel+VBA с использованием макросов [20].

Этот файл содержит 17 листов, наименование которых можно увидеть на нижней стороне страницы. Это следующие группы листов:

– «Титульный лист», «Ведение», «Марки материалов» – информационные листы;

– «Лист диалога», «Расчет геометрии», «Ввод исходных данных» – диалоговые листы;

– «Расчет 4-х ткт», «Таблица 4-х ткт», «Расчет 2-х ткт», «Таблица 2-х ткт» – базы данных, имеющие связи с программой «Дизель. xls»;

– «Рисунок», «Печать ИД», «1», «2», «3», «4», «Печать рез» – для печати.

При загрузке программного обеспечения необходимо зайти на «Лист диалога». Это лист управления расчетом. Здесь вводятся данные по слушателю и основные характеристики дизеля (марку и тип дизеля, тактность, мощность, диаметр цилиндра и кривошипа).

Кнопка «Сброс результатов» позволяет удалить данные предыдущего пользователя.

Кнопка «Назначение конструктивных параметров коленчатого вала» – отправляет пользователя на страницу расчета геометрии коленчатого вала (лист «Расчет геометрии).

На листе «Расчет геометрии необходимо назначить конструктивные параметры коленчатого вала. Эти параметры можно взять из чертежа коленчатого вала или назначить из предлагаемых диапазонов (рисунок 12).

 

 

Рисунок 12 – Назначение конструктивных характеристик коленчатого вала

 

Процесс ввода геометрических параметров – ответственный этап расчета. Необходимо хорошо изучить рассчитываемый дизель, его технические характеристики, параметры коленчатого вала.

Необходимо пользоваться технической литературой [1-17].

Выбор многих параметров комментируется в примечаниях в ячейках с красным треугольником в верхнем правом углу ячейки (рисунок 13).

 

 

Рисунок 13 – Доступ к справочной информации по вводимым параметрам

 

По окончании назначения геометрии коленчатого вала нажать кнопку «Ввод геометрии коленчатого вала» – это позволяет ввести данные для выполнения расчета и отправляет вас на страницу «Ввод исходных данных».

На этом листе необходимо назначить материал коленчатого вала, его временное сопротивление и силы на кривошипах, полученные по результатам расчета динамического расчета и др.

Для ввода комплекса сил на кривошипах нужно нажать соответствующую кнопку – «2-ткт дизель» или «4-ткт дизель» (рисунок 14).

 

 

Рисунок 14 – Ввод сил на кривошипах на листе «Ввод исходных данных»

 

По окончании ввода данных в листе «Ввод исходных данных» необходимо нажать кнопку «Расчет».

При появлении диалогового окошка с введением номера расчета следует ввести «1».

В результате расчета необходимо внимательно просматривать сообщения, выводимые на экран монитора.

В случае, если расчет будет неверен (коэффициенты запаса прочности в галтелях шатунных шеек не удовлетворяют требованиям Регистра), тогда необходимо уточнить геометрические параметры коленчатого вала.

Для получения расчета коленчатого вала необходимо распечатать следующие листы из программного продукта:

1. Рисунок;

2. Печать ИД;

3. «1»;

4. «2»;

5. «3»;

6. «4»;

7. «Печать рез».

В приложении П представлен протокол исходных данных расчета коленчатого вала дизеля.

В приложении Р представлен протокол расчета коленчатого вала.