Диаграмма износа шатунной шейки

Для определения местоположения масляного отверстия, а также наиболее нагруженных участков поверхности шатунной шейки и прогнозирования возможного характера ее износа, строят диаграмму износа шатунной шейки в соответствии с рисунком 17. Это построение выполняют следующим образом. Сначала проводят окружность, изображающую в произвольном масштабе шатунную шейку, затем окружность делят на равное количество участков (обычно на 12 или 18). Дальнейшее построение выполняют в предположении, что при приложении каждого вектора R_шшi к поверхности шейки его действие равномерно распределяется на 60 град по окружности в обе стороны от точки приложения силы.

Рисунок 16 - Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

 

После разбивки окружности на участки лучи на принятой окружности нумеруют, а затем на нее с полярной диаграммы параллельно самому себе переносят вектор силы R_шш , соответствующий тому или иному углу поворота коленвала. Причем этот вектор прикладывают к поверхности шатунной шейки только с наружной стороны. Если вектор совпадает с каким-либо лучом на шатунной шейке, определяем на поверхности шейки сектор, на котором будет действовать эта сила (по 60 градусов в обе стороны от луча).

Рисунок 17 - Диаграмма износа шатунной шейки карбюраторного двигателя

Для упрощения расчетов результирующих величин износа от действия сил R_шш при других углах поворота коленвала составляют таблицу 18, в которой по горизонтали откладывают номера лучей, а по вертикали – углы поворота коленвала.

Перенося для каждого угла поворота коленчатого вала соответствующую величину и направление вектора R_шшi с полярной диаграммы на поверхность шатунной шейки, определяем сектор действия каждого вектора и значений этой силы. Полученные значения для соответствующих углов поворота и лучей заносим в таблицу 12.

Таблица 18

Rшш i

Числовое зачение Rшш i, для лучей, Н

Rшш 1

-

-

-

-

-

-

-

Rшш 2

-

-

-

-

-

-

-

Rшш 3

-

-

-

-

-

-

-

-

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Rшш 13

-

-

-

-

-

-

-

-

Rшш 14

-

-

-

-

-

-

-

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Rшш 23

-

-

-

-

-

-

-

-

ΣRшш

-

-

-

-

 

Суммируя полученные значения силы R_шшi по каждому из лучей шейки по вертикали, получаем значение ΣR_шш для каждого из них.

Затем на каждом луче откладываем отрезки, соответствующие в выбранном масштабе полученным значениям ΣR_шш и концы этих отрезков соединяем плавной кривой. Для выделения возможной зоны износа пространство между поверхностью шейки и полученной кривой рекомендуется заштриховать.

А — без противовесов; б — с противовесами

Рисунок 18 - Диаграммы износа коренной шейки

Заштрихованная зона будет характеризовать возможное поле износа шатунной шейки. По нему определяют также зону наименьшей нагрузки шатунной шейки, и в этой зоне располагают масляное отверстие. Диаграммы износа шатунной шейки карбюраторного и дизельного двигателя должны иметь вид в соответствии с рисунками 17 и 18.

Для дизельных двигателей поле износа шатунной шейки имеет обычно кольцевой характер. Шатунная шейка карбюраторного двигателя обычно имеет участок без износа. Границы этого участка определяют следующим образом. На полярной диаграмме из ее полюса проводят касательные к годографу силы R_шш с обеих его сторон (линии О_шА и О_шВ,) в соответствии с рисунком 17. Затем эти линии переносят параллельно на диаграмму износа шатунной шейки и получают лучи А и В. От этих лучей откладывают сектор по 60 град в сторону неизношенной зоны. Полученные точки А и В будут граничными точками зона износа, между которыми обычно и располагают ось масляного отверстия.