Маховою момент і визначення розмірів маховика

Миттєвий крутний момент на валу двигуна визначають за формулою

де D - діаметр циліндра, м;

R - радіус кривошипа, м;

р? -значення дотичній сили приймається для заданого. по діаграмі. P? = F (?).

Так як зі зміною. величина. P? також змінюється, то крутний момент М до іншого незмінним і внаслідок цього колінчастий вал двигуна обертається нерівномірно, кутова ско-кість обертання валу змінюється від максимального значення. mах до мінімального. min. Показником, що характеризує зміну швидкості обертання колінчастого вала, є ступінь нерівномірний-ності обертання. =. max -. min /. cp. де. ср =. max +. min / 2. Чим менше. тим рівномірніше обертається колінчастий вал. Для судо-вих двигунів, що працюють безпосередньо на гвинт. = 1/20. 1/40, а для працюючих на електрогенератор. = 1/100. 1/300.

Одним із способів збільшення рівномірності обертання яв-ляется збільшення числа циліндрів, проте з цілої низки про-стоятельств число циліндрів буває обмежена. Другим спосо-бом є застосування маховиків, які, акумулюючи хати-точну енергію, згладжують нерівномірність обертання.

Застосовуючи рівняння руху тіла, що обертається близько НЕ-рухомий осі, до руху колінчастого вала, можна записати

де М - момент сил інерції нерівномірно обертових мас двигуна; J - сумарний момент інерції всіх обертових мас двигуна, передачі і гребного валу, приве-денний до пальця кривошипа і приймається постійним ;. - кутова швидкість обертання валу;

d? / dt - миттєве значення кутового прискорення вала двигуна.

З рівняння (175) видно, що зі збільшенням J зменшується уг-ловое прискорення, т. Е. Хід двигуна стає більш рівномірний-ним. З достатньою для практики точністю можна вважати J = J0 = Jм. де J0 - приведений момент інерції маси КШМ; Jм - момент інерції маси маховика.

Наближено можна прийняти: для тронкових двигунів

де. G - маса поступально-рухомих частин двигуна, кг;

Динамічний момент інерції

де L - найбільша робота крутного моменту, що витрачається на збільшення кінетичної енергії обертових мас дві-гатель, дж;

п - частота обертання, об / сек.

Величина L визначається з сумарної діаграми касатель-них зусиль. Для цього на діаграмі. Р? = F (?) Потрібно побудувати лінію середнього сумарного дотичного зусилля Р? Пор. Площа між кривою. Р? = F (?) І лінією Р? Пор. лежить над цією лінією, називається надлишкової. Вона характеризує надлишок роботи дви-жущіх сил, що викликають прискорення обертання валу і поглинаються маховиком і обертаються масами двигуна. В області, де площа між кривою. Р? = F (?) І лінією Р? Ср лежить під цією лінією, відбувається зменшення кутової швидкості обертання. Якщо за період. доп крива. Р? = F (?) Має кілька максимумів, то розрахункова величина надлишкової роботи L визначається наступним чином (рис. 224).

Площа через надлишкового роботи (лежачі над лінією Р? Ср) представляють у вигляді векторів, спрямованих вгору (f2. F4), а площі витраченої роботи (лежачі під лінією Р. Ср) - у вигляді векторів, спрямованих вниз (f1. f2. f5). Алгебраїчно склавши ці вектори, отримують як резуль-тірующій вектор площа f, що характеризує надлишкову роботу, накопичену системою за цикл. Якщо на діаграмі сумарних дотичних сил масштаб по осі абсцис l відповідає? ° або? °? / 180 радіан, то 1 м буде відповідати? °? / 180 l радіан.

При масштабі ординат 1 м = а н / м 2. масштаб 1 м 2 площі складе. 0. a / 180l = с.

Найбільша надлишкова робота L = FRfc. де F - площа поршня, м 2; R - радіус кривошипа, м; f - площа найбільшої майданчика на діаграмі. Р? Cp = f (?).

Визначивши сумарний момент інерції всіх обертових мас J і приведений момент інерції маси КШМ J0. підраховують необхідний для підтримки необхідного ступеня нерівномірно-сти момент інерції маховика Jм = J - J0. Якщо величина J м. 0, то маховик не потрібен.

Момент інерції маховика Jм можна виразити через його махо-вої момент

де G 0 - маса обода маховика, кг;

dм - діаметр маховика по центру тяжкості обода, м.

З формули (179), задавшись діаметром маховика dм визна-ляють масу його обода

Так як при цьому не враховують впливу диска маховика, то по-лучанин значення маси обода виявиться завищеним. Тому масу обода остаточно приймають: G 'о = (0,7? 0,9) G0. Повна маса маховика

Прийнявши форму перетину обода і вибравши для нього матеріал, оп-чати розміри обода з виразу

де а і b - ширина і товщина обода, м;

- щільність матеріалу маховика, кг / м 3.

Поставивши собі за одним з розмірів перетину обода, визначають дру-гой його розмір. Діаметр маховика для суднових двигунів прини-мают не більше 2 м, причому виходячи з міркувань міцності можна допускати, щоб окружна швидкість на зовнішній стороні обода перевищувала 30-40 м / сек для чавунних маховиків і 40- 60 м / сек для сталевих.