W tłokowych silnikach spalinowych występuje wiele połączeń śrubowych które

Stanowią połączenia podatne.

Możemy wyróżnić:

• śruby korbowodowe

• śruby mocujące pokrywy łożysk

• śruby mocujące przeciwciężary

• śruby mocujące głowicę silnika

• śruby ściągowe kadłuba

Powyższe śruby oblicza się przy założeniu że połączenia śrubowe są podatne

I obciążone napięciem wstępnym.

Napięcia wstępne złącza śrubowego można uzyskać następująco:

• przez dokręcenie nakrętki określonym momentem za pomocą klucza dynamometrycznego

- przez obrócenie nakrętki po jej oparciu o płaszczyznę przylegania

określony kąt zapewniający właściwe wydłużenie śruby proporcjonalnie do

skoku gwintu

- przez wydłużenie śruby za pomocą urządzenia hydraulicznego i dokręcenie

nakrętki w tym stanie śruby do jej płaszczyzny przylegania

• przez podgrzanie śruby za pomocą specjalnej grzałki do określonej

temperatury i dokręcenie nakrętki do jej płaszczyzny przylegania

Dla śrub korbowodowych przyjmujemy następujące współczynniki:

- współczynnik napięcia wstępnego o wartości 2- 3

- współczynnik bezpieczeństwa o wartości 3,5 - 4,5

W celu obliczenia podatności śrub i elementów łączonych przyjmujemy założenia:

• w przypadku śruby z łbem i nakrętką długość czynna śruby l_o jest równa długości

łączonych elementów

- gdy śruby są wkręcane w materiał jednej z łączonych części ( śruby z łbem lub
śruby z nakrętką ) długość czynna śruby lg jest równa sumie długości otworu bez

gwintu w elementach łączonych i połowie średnicy rdzenia śruby

• zastępczą powierzchnię ściskaną określa się zgodnie z zaleceniami Lamberta

przyjmując że jest nią powierzchnia pierścienia którego wewnętrzną średnicę

stanowi średnica krawędzi otworu zaś średnica zewnętrzna jest równa rozwartości

klucza

Określenie czynnej długości śruby :

1. dla śruby z nakrętką

2. dla śruby wkręcanej do materiału części wkręcanej

lg - czynna długość złącza

d - średnica rdzenia śruby

Na śruby korbowodu używa się :

a) stale węglowe 25 , 35

2. stale stopowe 30G2 , 25HM , 34HNM , Cr - Ni

Śruby te są toczone ze szczególnym zwróceniem uwagi na przejście między średnicami i są wykonane wymiarowanymi promieniami . Gwinty śrub podatnych

są walcowane lub walcowane.

Najmniejszy przekrój trzona powinien znajdować się poza częścią gwintowaną

Przekrój ten nie powinien jednak mieć średnicy mniejszej niż około 90% średnicy

rdzenia gwintu.

Otwór w stopie korbowodu od strony łba śruby powinien być starannie sfazowany

a powierzchnia przylegania łba ściśle prostopadła do osi otworu.

Wgniecenia materiału śruby czy stopy powstałe w wyniku nieprawidłowego

osadzenia śruby powodują w bardzo krótkim czasie luzy połączenia , które

powodują zerwanie śrub.

Nakrętki powinny być porządnie zabezpieczone , dlatego stosuje się nakrętki

Koronkowe z zawleczkami lub podkładki blaszane ustalone względem stopy i

przgięte do nakrętki.

Obliczanie śrub korbowodowych

Obliczanie śrub korbowodowych zależy od sposobu podziału stopy korbowodu i

możemy wyróżnić:

• przy podziale prostym - siłą obciążającą jest siła bezwładności występująca w ruchu postępowo - zwrotnym oraz w ruchu obrotowym mas układu korbowego

• przy podziale skośnym - oblicza się dwie siły:

1. największą wartość siły bezwładności

2. największą wartość siły gazowej

Podział stopy korbowodu :

1. poziomy

2. skośny

Wartości obu sił są porównywane , a obliczenia przeprowadza się dla siły

większej . Tę większą wartość siły rozkłada się na dwie składowe:

• składową prostopadłą do płaszczyzny podziału

• składową styczną do płaszczyzny podziału

Do obliczenia śruby wykorzystuje się całkowitą wartość składowej prostopadłej

do płaszczyzny podziału. Z kolei składową styczną rozkłada się na dwie składowe

a wynika to z zastosowania zamka na płaszczyżnie podziału.

Do obliczeń śruby wchodzi składowa Q składowej stycznej do płaszczyzny podziału

oraz składowa prostopadła do płaszczyzny podziału stopy.

Przy prostym podziale stopy stosuje się z reguły śrubę z łbem i nakrętką , a

Przy podziale skośnym śruba z łbem lub nakrętką wkręcona jest w materiał stopy.

Schemat do obliczeń śruby korbowej.

Do obliczeń śruby stosujemy następujące wzory:

+ UMOWNA SIŁA ZATARCIA +

P_t = F_t ∗ p_t

F_t - powierzchnia przekroju cylindra (pow. Denka tłoka)

P_t - umowna siła zatarcia

+NAPIĘCIE WSTĘPNE +

P_w = (2-3)

B - siła bezwładności

i - liczba śrub

+ WYDŁUŻENIE ŚRUBY +

s =
*

l_s - długość rdzenia śruby

E_s - moduł sprężystości podłużnej stali

F_s - przekrój rdzenia śruby

+ MAKSYMALNA SIŁA W ŚRUBIE +

P_s = (P_W - P_o) *

P_w - wartość napięcia wstępnego

P_o - wartość siły odciążenia pokrywy

B - siła bezwładności

+ DODATKOWE WYDŁUŻENIE ŚRUBY +

s^, = ( - P_o +
) *
_s

+ SKURCZENIE POKRYWY STOPY KORBOWODU +

p =
*

l_p - wysokość pokrywy stopy

E_p - moduł sprężystości podłużnej materiału pokrywy

F_p - średnie pole styku na podziale stopy przypadające na jedną śrubę

+ MAKSYMALNE NAPRĘŻENIA W ŚRUBIE +

_maks =

*

d_r - średnica rdzenia

+ MINIMALNE NAPRĘŻENIA W ŚRUBIE +

_min =
*

dr - średnica rdzenia

+ WSPÓŁCZYNNIK BEZPIECZEŃSTWA +

n =
* (2,5)3*4

Re - wskażnik wytrzymałości

- dla stali stopowych - 500*800 MPA

- dla stali węglowych - 350*450 MPA

---