Демпфер коленчатого вала

Конструкции демпферов, как и многих других резиновых и ре-зинометаллических деталей различных машин безрельсового и рельсового транспорта или других видов машиностроения, разра­батываются конструкторскими отделами соответствующих потребителей. Задачей резинщика является проведение расчетов, по­зволяющих конкретизировать необходимые механические свойства резины в изделии, и сопоставление их с возможностями произ­водства. В качестве примера рассматривается расчет демпфера коленчатого вала двигателя автомобиля в статических усло­виях испытания.

Демпфер (рис. 226, а) состоит из крышки А и фланца В и со­единяющих их резиновых слоев Сь С2, С3 и С4. Слой С располо­жен по цилиндрической части демпфера и представляет собою втулку; слои С2 и Сз расположены по торцовой части; слой С4 не нагружен.

В условиях приемочного испытания демпфера на скручива­ние крышки демпфера заданным крутящим моментом М сме­щаются относительно фланца на некоторый угол скручивания ср.

Индикатор, укрепленный на фланце демпфера (рис. 226,6), показывает величину б — проекции на касательную, отвечающую центральному углу ср. Эта величина и указывается в техниче­ских условиях как данный признак качества. Замерив 6 и зная г (100 мм), можно определить углы скручивания ср, так как

При малых значениях ср величины дуги, хорды и ее проекции fi на касательную практически равны. Величина 6 отвечает кру­тильной податливости на испытательную нагрузку, приложенную на заданном расстоянии от оси демпфера.

В рассматриваемой конструкции, принимая ее металлические детали абсолютно жесткими, имеем:

а)  концентрическое кручение резиновой втулки Сь приводя­ щее к углу скручивания q>BT;

б)   торцовое кручение резиновых шайб С2 и С3, приводящее к углу скручивания фш.

Расчеты по уравнениям (8.21) и (8.24), следуя принципу супер­позиции, показывают, что при постоянных размерах деталей и по­стоянном значении модуля G угол фш должен быть примерно в 10 раз больше, чем угол фпт. Следовательно, крутильная подат­ливость демпфера, в основном, определяется податливостью рези­нового массива втулки. Резиновые же массивы С2 и С3 служат лишь амортизирующими подушками. Конструкционный расчет демпфера на статическое скручивание втулки С должен выявить величину необходимого в заданных условиях модуля сдвига ре-. зины G или пригодность тех или иных серийных резин, применяе­мых для подобных изделий. Эта задача решается с помощью подстановки в уравнение (8.24) значения ф, отвечающего требуе­мому техническими условиями заданному значению 6.

С другой стороны, модуль сдвига G резины, принимая его равным 7з Е, может быть найден, исходя из уравнения (8.5′).

Определение Е следует проводить в пределах растяжения, имеющего место в задаваемых условиях испытания и при соот­ветствующих температурном и скоростном режимах.

Для выяснения влияний, вносимых допусками на размеры де­талей металлической арматуры (крышки и фланец), на величины отклонений крутильной податливости следует учесть определяе­мую этими допусками возможность отклонений габаритов рези­нового массива втулки демпфера. Для этого достаточно из упо­мянутого уравнения главы 8 рассчитать максимальные и мини­мальные относительные значения величины:

Исходя из номинальных значений G, Г, г% /Вт и заданного для испытания М, можно рассчитать величину А, угол ф и отве­чающее ему значение 6. Рассчитанное таким путем значение б может оказаться заниженным против заявляемого в техниче­ских требованиях. Это будет означать, что для обеспечения не­обходимой крутильной податливости демпфера следовало бы ис­пользовать резину с значительно меньшим, чем применяемом в производстве типе, модулем сдвига. Например, G в пределах (0,7—2,0) • 10 Н/см2 или Е от 2 до 6 Н/см2.

Для создания демпфера с подобным модулем конструкции могут быть следующие пути:

а)   изменение конструкции втулки путем укорочения ее или
утолщения.

б)   вырезка на наружной ци­линдрической поверхности крыш­ки демпфера отверстий, образую­щих «окна» в креплении резины
к металлу.

Возможно также резервирова­ние определенных мест крепле­ния резины к металлу по наруж­ной и внутренней поверхности резиновой втулки. Для этого можно применить, например, смазку отдельных участков латунированной поверхности рас­твором мыла или силиката нат­рия, можно использовать про­мазку перед латунированием тех же мест водостойким лаком, пре­пятствующим отложению латуни.

Менее рациональна закладка уменьшенной заготовки в полость демпфера, так как здесь будет элемент случайности. Неопределен­ность и неуправляемость процесса, вносимая таким приемом ра­боты, неизбежно ведет к неустойчивости качества. Статистическая обработка данных испытания исследуемого качества демпферов, изготовленных таким путем из одной закладки резиновой сме^и, приводит к коэффициенту вариации С = 35,2%.

Двухвершинность и асимметрия соответственной гистограммы (рис. 227) свидетельствуют о наличии не только случайных откло­нений, но и общего уклона в сторону жестких демпферов.

Примеры расчета.   1. Задано: М = 3000 ■ ЮН см,  G =-’4,3 • 10 Н/см2. Возможные, по условиям производства и режима испытания, крайние значе­ния G — 3,6 и 5,5 • 10 Н/см2.

Номинальное значение выражения

Возможные, вследствие допусков на гх и г% крайние значения А : 2,70 • Ю-4 н 1,8 • LQ-< см»3.

Требуется найти б = гср = 100ф мм. По уравнению (8.24

Производственные резины с таким модулем неизвестны.

Понимая найденные значения как модуль конструкции для изготовления тре­буемых демпферов, можно назвать пути:

а)  укорочение или утолщение втулки;

б)   вырезку на наружной поверхности крышки отверстий, образующих окна в креплении резины к металлу.

Однако в этих случаях необходима специальная проверка динамическом жесткости и гистерезисных потерь демпфера.

Возможные, вследствие допусков на гх и г% крайние значения А : 2,70 • Ю-4 н 1,8 • LQ-< см»3.

Требуется найти б = гср = 100ф мм. По уравнению (8.24

839 просмотров

Комментарии