DIMENSIONAREA SI VERIFCAREA LA REZISTENTA ALE CORPULUI SI CAPULUI BIELEI. VALORI UZUALE ALE MARIMILOR CARACTERISTICE

1.CALCULUL CORPULUI BIELEI

1.1.Dimensiunile caracteristice

Corpul bielelor m.a.i. are, in majoritatea cazurilor, sectiune transversala sub forma dublului T (fig.7.24). Dimensiunile caracteristice ale corpului bielei sunt indicate in tabelul 7.15, unde H reprezinta latimea talpilor. Pentru latimea H poate fi utilizata relatia:

[cm] (7.97)

unde p_max[daN/cm²] este presiunea maxima in cilindru; D[cm] - alezajul si L[cm] - lungimea bielei.

Fig.7.24

Tab.7.15 Dimensiunile caracteristice ale corpului bielei

1.2.Verificarea la rezistenta a corpului bielei

Calculul de verificare se dezvolta in sectiunea medie M-M si in sectiunea minima m-m din zona piciorului (fig.7.24). Sectiunea medie M-M este solicitata la intindere de forta de inertie a maselor grupului piston si a masei bielei m_b', situata deasupra sectiunii. Se admite ca si deci forta de inertie maxima se calculeaza cu relatia (7.70) [].

Daca se dezvolta calculul in sectiunea minima m-m, forta de intindere se datoreaza numai inertiei masei grupului piston,

[N] (7.98)

Efortul unitar de intindere este precizat evident de relatia:

[daN/cm²], (7.99)

unde A este aria sectiunii transversale a corpului bielei in sectiunea considerata:

A=BH-(B-b)h=2Ba+bh [cm²] (7.100)

Corpul bielei este solicitat, de asemenea, la flambaj, in cele doua planuri de oscilatie si, respectiv, de incastrare (fig.7.25). Lungimea de calcul in planul de articulatie este distanta L dintre axe; lungimea L_c din planul de incastrare, din punct de vedere teoretic este egala cu jumatate din L. In calcule se considera L/L_c=1,15.3,0.

Forta de compresiune in sectiunea mediana M-M este precizata, ca si in cazul piciorului bielei, de relatia (7.82):

[N]

rezultand efortul unitar:

[daN/cm²] (7.101) Fig.7.25

Eforturile unitare de flambaj, in planul de oscilatie si in planul de incastrare se determina cu relatiile Navier-Rankine:

[daN/cm²] (7.102)

[daN/cm²] (7.103)

In cele doua relatii, s_e reprezinta limita de elasticitate a materialului bielei (s_e=3000.10000daN/cm²), iar I_c si I_o - momentele de inertie ale sectiunii medii in planul de incastrare si, respectiv, de oscilatie:

[cm⁴] (7.104)

[cm⁴] (7.105)

insumand eforturile unitare de compresiune si de flambaj, se obtin expresiile eforturilor unitare totale:

[daN/cm²]; (7.106)

[daN/cm²], (7.107)

unde coeficientii K_o si K_c rezulta prin identificare:

(7.108)

(7.109)

in care:

(7.110)

ia valori cuprinse intre 0,00015 si 0,0005. Valorile admisibile pentru eforturile unitare s^o si s^c sunt s_a = 1600.2500 daN/cm² la bielele din OLC si s_a=2000.3000daN/cm² la cele din OLA.

In sfarsit, intrucat capul bielei este supus unor solicitari variabile de intindere si compresiune, se determina eforturile unitare maxim si minim:

(7.111)

(7.112)

dupa care se calculeaza coeficientul de siguranta cu relatia (7.94)

2.2,5,

termenii relatiei avand aceleasi semnificatii ca si in cazul piciorului bielei. La determinarea coeficientului dimensional e in nomograma din figura 7.8 se identifica d cu H, iar pentru bielele ecruisate, se poate considera g

2.CALCULUL CAPULUI BIELEI.

2.1. Dimensiunile caracteristice

Dimensiunile principale ale capului bielei sunt determinate de cele ale fusului maneton, valorile lor uzuale fiind indicate in urmatorul tabel:

Tab.7.16.Dimensiunile caracteristice ale capului bielei

2.2. Verificarea la rezistenta a capului bielei

Intrucat partea superioara a capului bielei se racordeaza larg cu corpul, solicitarea de compresiune este neglijabila. Solicitarea de intindere se transmite numai capacului si este determinata de forta de inertie a maselor cu miscare de translatie F_it si de forta centrifuga F_R^' a masei bielei aferenta manetonului m_bm, mai putin masa capacului m_c:

[N] (7.113)

Se admit urmatoarele ipoteze:

a)      capul bielei este o bara curba, continua, capacul fiind montat cu strangere;

b)      sectiunea cea mai solicitata este sectiunea de incastrare I-I (fig.7.26), situata in dreptul locasurilor pentru capul suruburilor;

c)      capul bielei are sectiunea constanta, de diametru mediu d_c, egal cu distanta dintre axele suruburilor (linia punctata, din figura 7.26; in realitate, capul bielei are o sectiune variabila, greu de apreciat in calcul);

d)      forta de intindere este distribuita pe jumatatea inferioara a capului bielei dupa o lege sinusoidala (fig.7.26);

e)      cuzinetul preia o fractiune din momentul incovoietor si forta normala, intrucat este montat cu strangere;

f)        ciclul de incarcare a capacului bielei este pulsator (deci e suficient sa se compare eforturile unitare maxime).

Intrucat unghiul de incastrare variaza in limite restranse, se determina efortul unitar in fibra exterioara in ipoteza ca j_I

[daN/cm](7.114)

valoarea sa netrebuind sa depaseasca Fig.7.26.

s_a = 1000.15000daN/cm²

. In relatia (7.114), A_c si A_cuz reprezinta ariile sectiunilor transversale ale capului bielei si, respectiv, cuzinetului, in cm²; I_c si I_cuz - momentele de inertie corespunzatoare fata de axa mediana x-x (fig.7.27), in cm⁴ si W_c - modulul de rezistenta al capacului, in cm³. Cu notatiile din figura 7.27, cei cinci parametri pot fi calculati cu relatiile:

(7.115)

Deformatia maxima se produce in sectiunea Fig.7.27

de separare a capacului de cap, este determinata de

forta de inertie F_t si nu trebuie sa depaseasca 1 /2 din jocul de montaj D

[mm]; (7.116)

valorile uzuale ale jocului de montaj D sunt (0,0003.0,003)d_M.