Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

17
Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü MOTOR KONSTRÜKSİYONU- 10.HAFTA Yrd.Doç.Dr. Alp Tekin ERGENÇ

description

MOTOR KONSTRÜKSİYONU-10.HAFTA. Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü. Yrd.Doç.Dr. Alp Tekin ERGENÇ. Biyel Küçük Başı Hesabı. OTTO MOTORU İÇİN P za = 5.502 Mpa Nominal devir için Çevrim hesabında bulunan değer n= otto motorunda n N ( Güç devri) =5600 rpm φ =370 o - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Page 1: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Yıld

ız T

ekn

ik Ü

niv

ersi

tesi

M

akin

a M

üh

. B

ölü

MOTOR KONSTRÜKSİYONU-10.HAFTA

Yrd.Doç.Dr. Alp Tekin ERGENÇ

Page 2: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel Küçük Başı HesabıBiyel Küçük Başı HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

OTTO MOTORU İÇİNPza= 5.502 Mpa Nominal devir için Çevrim hesabında bulunan değerÇevrim hesabında bulunan değer

n= otto motorunda nN( Güç devri) =5600 rpm

φ=370o

mp = 0,478 kg ( piston kütlesi) sfy 140 tablo 7.1 de

mcr = 0,716 kg ( biyel kütlesi) sfy 140 tablo 7.1 de

*** m’cr = mcr/Fp (pistonun çapının B=60-100 mm olması durumda m’cr değeri 100-200 arası bir değer seçilir )

sfy 174 çelik “Steel” biyel kolu için m’cr =150 kg /m2

olarak kabul edilmiştir.

m’cr = mcr/Fp 150*0,004776 =0,716 kg

Page 3: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

nidmax= otto motorunda boşta mks devir =6000 rpm

Strok : 78 mm

Fp: piston kesit alanı =47,76 cm2

λ= Biyel oranı= 0,285

*dp= 22mm = piston perno çapı ( perno hesabından farklı olamaz)

lse küçük başı genişliği (syf 246 tablo 12.1 den piston çapına bağlı seçilir)

lse = 28 mm (0,28-0,32) B- otto için- yarı serbest tip) (0,33-0,45) B- otto için- tam serbest tip)de küçük başı çapı (syf 246 tablo 12.1 den perno çapına

bağlı seçilir)

de = 30,4mm (1,25-1,65) dp- otto için )

Page 4: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel Küçük Başı HesabıBiyel Küçük Başı HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Page 5: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

d: biyel küçük başı iç çapı =24,4 mm ( burç olmadığı durumda bu çap ~= perno dış çapına eşittir)

he: biyel küçük başı radyal genişliği =et kalınlığı

he= (de-d)/2 (30,4-24,4)/2=3mm

sb: biyel küçük başı BURÇ=YATAK kalınlığı

sb= (d-dp)/2 = (24,4-22)/2 =1,2 mm (0,055-0,085)dp

*****( burç olmadığı durumda et kalınlığı 0 olacaktır.)

Biyel kolu Malzemesi = çelik ( karbon çeliği)

Ecr = 2.2x105 Mpa Elastisite Modülü

α e =1x10-5 1/K genleşme katsayısı

Page 6: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Eb = 1.15x105 Mpa Elastisite Modülü( yatak malzemesi-eğer varsa) α b =1.8x10-5 1/K genleşme katsayısı ( bronz yatak malzemesi-varsa)

σU En büyük ( en son ) Dayanım ( bilinen bir değerse alınabilir)

σU = 800 MPa syf 219 tablo 10.2-10.4

σ -1 Eğilmede Yorulma sınırı

σ -1 = 350 MPa ( çelik için =0.40* σU )

σ -1 Çekme-Basma Yorulma sınırı

σ -1p = 210 MPa ( çelik için =0.28* σU )

σ y Eğilme ( bel verme) sınırı syf 220 tablo 10.3

σ y = 420 MPa

Page 7: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Çevrim indirgeme Katsayıları = (syf 219 asimetrik bir çevrimi – tehlikesiz simetrik çevrime indirgeme)

Eğilmeασ= 0,17 syf 219 tablo 10.2

Çekme-Basma ασ= 0,12 syf 219 tablo 10.2

Yorulma Sınırı Katsayısı(Eğilme /Basma-çekme)Eğilme

Bası-Çeki

833,0420

3501

y

5,0420

2101

y

p

76,0

5,01

12,05,0

1

97,3833,01

17,0833,0

1

Page 8: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

I-I kesiti Maksimum Gerilme

mse küçük başının I-I kesiti üzerinde kalan kısmının kütlesi

Ortalama Gerilme ve Gerilmenin Genliği

MPaxx

x

lh

Rmm

see

idesp 91.60028.0003.02

10)285.01(039,0628)043,0478,0(

..2

)1(.)..( 62max

2

max

snradxnidid /62830/600014,330/. maxmax

MPaam 455,302

91,60

2max

00

kgxmm crse 043,0716,006,006,0

Page 9: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Gerilme faktörü

sboyut faktörü, 10 mm çapa göre boyuta bağlı değişim katsayısı (syf 224-tablo 10.7 )

ssyüzey işleme faktörü (syf 224-tablo 10.8 )

bu durumda I-I kesitindeki güvenlik faktörü

yorulma sınırına göre belirlenir

MPaxxk sssaac 50)9,086,0/(272.1455,30)/(.00

76.0)1/()(64.1455,30

500,

om

ca

272.1)400800(108.12.1)400(108.12.1 44 xxk b

9.3)455.3012.050(

210

)(00,

1

xn

mca

p

Page 10: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Burç –Çakma Gerilmesi

t = 0.04+0.0215=0.0615 mmBurç olması durumda

= bronz burcun sıkılık toleransı = 0,04 mm t = sıcaklık sıkılığı (toleransı)

t =d(α b – αe) .T= 24.4(1.8x10-5-1.0x10-5)110t =0,0215mm

T=100-120 K( ortalama biyel küçük başı ve burç sıcaklığı)

Burç ile Biyel Küçük Başı Arası Özgül Basınç

b

pep

rc

ee

E

dddd

Edddd

d

p )/()()/()(

2222

.

2222

Page 11: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Burç ile Biyel Küçük Başı Arası Özgül Basınç

μ= 0.3 Poissons oranı

Biyel küçük başı iç kısmında sıkılıktan kaynaklı toplam gerilme

Biyel küçük başı dış kısmında sıkılıktan kaynaklı toplam gerilme

MPa

xx

p 2.24

1015.13.0)224.24/()224.24(

102.23.0)4.244.30/()4.244.30(

4.24

0615,0

5

2222

5

2222

MPaddddp eei 8.111)4.244.30/()4.244.30(2.24)/()(' 22222222

MPaxxdddp ea 6.87)4.244.30/(4.2422.24)/(2' 222222

Page 12: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

A-A KESİTİNDEKİ EĞİLMEYE GÖRE GERİLİM

** Biyel küçük başına etki eden makismum kuvvet n=nN için

0-0 kesitindeki normal ve eğilme momenti

φem = 105o ( oturma-etki yüzeyi açısı )

rm = (de+d)/4 = (30.4+24.4)/4=13.7mm ( biyel küçük başı ortalama yarıçapı)

NxxxRmP ppj 8230)285.01(586039,0478,0)1(.. 22,

NmxxrPM emmpjj 56,0)0297,010500033,0(0137,0)8230()0297,000033,0(.,0

NxxPN empjj 4016)1050008,0572,0)(8230()0008,0572,0(,0

snradxnNN /58630/560014,330/.

Page 13: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Gerilme kuvvetinden kaynaklan normal kuvvet ve eğilme momenti

A-A Kesitindeki gerilmeler(Yatak burcunun çakılmasından kaynaklı gerilmeler ihmal edildiğinde) DIŞ YÜZEYLERDE

)cos.(sin5.0)cos1(. ,00 ememmpjemmjjj rPrNMMem

)cos(sin5.0cos. ,0 emempjemjj PNNem

eesemJ

eme

ememjJa hl

KNhrh

hrM

.

6

,

10

)2(

62

NNemj 4000)105cos105)(sin8230(5.0105cos4016

)105cos1.(0137,0.401656.0 emjM

Nm75.0)105cos105(sin0137,0).8230.(5,0

MPa2.56003,0.028,0

104000.827,0

)003,00137,0.2(003,0

003,00137,0.675,0.2

6

Page 14: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Biyel küçük başı kesit alanı

Biyel küçük başı yatağı kesit alanı

827,0)2,67.10.15,1168.10.2,2(

168.10.2,2

..

.55

5

bbecr

ecr

FEFE

FEK

216828).4,244,30().( mmlddF seee

22,6728).224,24().( mmlddF sepb

Page 15: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Biyel küçük başına etki eden toplam kuvvet

Etki eden toplam kuvvet kaynaklanan normal kuvvet ve eğilme momenti

Ncom0/Pcom =0,0005 Syf 250 Tablo 12.2 seçilir.(φem bağlı olarak)

)2cos(cos..).( 2 RmFppP ppozacom

NPcom 17780)740cos285,0370(cos586.039,0.478,010.004776,0).1,0502,5( 26

)cos.

1sin.

2

sin(0

emememem

com

comcomcom P

NPN

em

NNemcom 5,44)002,00005,0(17780

Page 16: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Etki eden toplam kuvvet kaynaklanan eğilme momenti

Mcom0/Pcom =0,0001 Syf 250 Tablo 12.2 seçilir.(φem bağlı olarak)

Etki eden toplam kuvvetten kaynaklanan dış yüzeydeki gerilme

eescom

eme

ememcomcoma hl

KNhrh

hrM

em .

10

)2(

62

.

6

,

NmxxMemcom 31,0)002,02588,10005,00001,0(0137,017780

)cos

1sin.

2

sin()cos1(

.. 00

emememem

emcom

com

mcom

commcomcom P

N

rP

MrPM

em

MPacoma 45,6003,0.028,0

105,44.827,0

)003,00137,0.2(003,0

003,00137,0.6)31,0(2

6

,

Page 17: Yıldız Teknik Üniversitesi  Makina Müh. Bölümü

Biyel HesabıBiyel HesabıY

ıldız

Tek

nik

Ün

iver

site

si

Mak

ina

h.

lüm

ü

Asimetrik Yüklemede Maksimum ve Minimum Gerilmeler

σmax = σ’a +σ a,j=87,6+56,2 = 143,8 MPaσmin = σ’a +σ a,com=87,6-6,45 = 81,15 MPa

Ortalama Gerilmeler ve Gerilme Genliği

σm = (σmax +σ min)/2=(143,8+81,15)/2 = 112,48 MPaσa = (σmax -σ min)/2=(143,8-81,15)/2 = 31,33 MPa

σa,c = σak σsss)0,86.0,9) = 51,5 MPa

uygundur

Güvenlik Faktörü (yorulma sınırına göre)

nyσ = σy / (σa,c + σm ) = 420/(51,5+112,48)=2,56 (2,5-5.0 arası uygundur)

97,3)1/()( 0,458 851,5/112,4 m

ca,