دانلود مقاله طراحی شاتون

دانلود مقاله طراحی شاتون – مقاله

طراحی شاتون
در زمینه تحلیل تنش در شاتون تحقیقات بسیاری انجام گرفته است.ذیلا به نمونه ای از کاربرد روش اجزای محدود اشاره شده است.
در سال ۱۹۸۹ میلادی در یک کارخانه ذوب فلزات،شاتون یک موتور ۱۸ سیلندر دیزل دچار شکست شد.موتور مزبور جهت تامین برق کوره های الکتریکی به کار گرفته شده با معاینه شاتون آسیب دیده مشخص شد شکست در اثر خستگی وپیدایش ترک در رزوه های شاتون رخ داده است.رزوه های مزبورجهت بسته شدن پیچ روی شاتون واتصال دو تکه شاتون در سوراخ عبور پیچ ایجاد شده بودند.
–
پیش گفتار
شاتون به عنوان یکی ازمهمترین قطعه متحرک موتور،در نحوه کارکرد وبازده مکانیکی موتور موثر بوده،اصلاح وبهسازی آن می تواند نقش قابل توجهی در بهبود کارکرد موتور داشته باشد.
در زمینه تحلیل تنش در شاتون تحقیقات بسیاری انجام گرفته است.ذیلا به نمونه ای از کاربرد روش اجزای محدود اشاره شده است.
در سال ۱۹۸۹ میلادی در یک کارخانه ذوب فلزات،شاتون یک موتور ۱۸ سیلندر دیزل دچار شکست شد.موتور مزبور جهت تامین برق کوره های الکتریکی به کار گرفته شده با معاینه شاتون آسیب دیده مشخص شد شکست در اثر خستگی وپیدایش ترک در رزوه های شاتون رخ داده است.رزوه های مزبورجهت بسته شدن پیچ روی شاتون واتصال دو تکه شاتون در سوراخ عبور پیچ ایجاد شده بودند.مدل شاتون تحت بارهای تنش در پای رزوه های یاد شده بوده اند.برای کاهش این تنشها، انحنای پای دندانه ها در مدل کامپیوتری به دو برابر مقدار اولیه افزایش یافته است.با تحلیل مدل اصلاح شده، نتایج بیانگر کاهش قابل توجه در مقدار تنش پای دندانه ها بوده اند.بیشترین مقدار تنش در این ناحیه از ۳۲۰۰ مگاپاسکال به ۱۵۰۰ مگاپاسکال کاهش یافته است در پای رزوه های شاتون اصلاح فوق الذکر به عمل آمده،جنس شاتون نیز به نوعی فولاد با مقاومت بیشتر در برابر خستگی تغییر یافت وآثار مثبت این تغییرات در عمل نیز مشاهده گردید.
در سال ۱۹۸۴ در شرکت تویوتا،آزمایشاتی روی شاتونهای تولید شده به روش متالوژی پودر انجام شده است واستحکام نهایی ۸۵۰ مگاپاسکال برای نمونه ها ثبت با توجه به بارگذاری دینامیک شاتون تحلیل تجربی تنش در این قطعه در گستره وسیع کارکرد موتور مشکل می نماید.با این حال چنین تحلیلهایی نیز انجام گرفته اند.به عنوان نمونه در سال ۱۹۹۶ مدل سه بعدی فتوالاستیک نوعی شاتون تهیه شده،در حالات خاص بارگذاری اندازه تنشها در نقاط خاصی به دست آمده اند.
با توجه به افزایش کاربرد متالوژی پودر برای تولید فولادی با اشکال پیچیده ذیلا به دو نمونه از تحقیقات انجام شده در این زمینه اشاره می شود.
گردیده است.

تحقیقات انجام شده در سال ۱۹۸۹ در شرکت فدرال موگول بیانگر رسیدن به عدد۹۵۰ مگاپاسکال برای استحکام نهایی شاتونهای تولید شده به روش متالوژی پودر می باشند.فولاد مورد استفاده در این آزمایشات حاوی ۶/۰ درصد کربن بوده اند.
در سال ۱۳۷۶ در دانشگاه تربیت مدرس،مقاله ای تحت عنوان «بهسازی وطراحی پیستون،شاتون ومیل لنگ موتور ۱۶۰۰» در مقطع کارشناسی ارشد،با هدف اصلاح دستگاه حرکتی موتور ارائه شده است.اصلاحات پیشنهادی در این مقاله شامل تغییر شکل شاتون،تغییر نوع اتصال شاتون وپیستون،و تغییر جنس می باشند.این  اصلاحات باعث کاهش وزن در حدود ۱۱۰ گرم وافزایش استحکام در مقاطع مختلف شاتون می شوند.در این مقاله محاسبات به صورت تقریبی در برخی مقاطع خاص وبدون روش اجزای محدود،انجام گرفته است.
در سال ۱۳۷۳ در دانشگاه صنعتی امیرکبیر مقاله ای تحت عنوان «بررسی خواص مکانیکی شاتون متالوژی پودر جایگزین شاتون فورج شده» در مقطع کارشناسی ارشد انجام شده است.در این مقاله روش متالوژی پودر به جای آهنگری برای تولید شاتون پیکان پیشنهاد شده است.فولاد توصیه شده برای این روش،حاوی مقدار بیشتری کربن،کرم ومولیبدن نسبت به فولاد مورد استفاده در شاتون فعلی می باشد.برای رساندن خواص مکانیکی شاتون متالوژی پودر تا حد خواص مکانیکی شاتون فورج شده،باید عملیات ساچمه زنی پس از فورج پودر انجام گیرد.
یک مقاله در دانشگاه تبریز با عنوان «جایگزینی شاتون چدنی به جای شاتون فولادی فورج شده»به صورت عملی برای یک موتور تک سیلندر دیزل،شاتونی چدنی را به روش ریخته گری نمونه سازی کرده اند.این شاتون در مرحله آزمایش روی موتور،نتایج رضایتبخشی از خود نشان داده است.قابل ذکر است که طرح شاتون فوق کاملا مشابه شاتون اولیه موتور وتاکید مقاله عمدتا بر جایگزینی جنس وروش تولید جهت کاستن از هزینه ساخت بوده است.
–
فهرست مطالب
فصل اول تعریف شاتون ,عناصر  تشکیل دهنده شاتون
فصل دوم روشهای ساخت شاتون
فصل سوم دینامیک  شاتون
۱-روابط سینماتیک شاتون
۲-محاسبه شتاب مرکز جرم شاتون
۳-نیروهای استاتیکی شاتون
۴-نیروهای دینامیکی شاتون
۵-مرکز جرم و جرمهای تعادل در شاتون
فصل چهارم تحلیل شاتون
۱-انتخاب جنس و تولیدشاتون قبل از ماشینکاری
۲-ترسیم شاتون در کامپیوتر
۳-محاسبه نیروی استاتیکی بااستفاده از نرم افزار انسیس
۴-محاسبه اعمال نیروی پیستون به شاتون ومیل لنگ به شاتون
۵-فشارهیدرودینامیک بر شاتون
۶-محاسبه شتاب عمودی مرکز جرم شاتو۶-محاسبه شتاب عمودی مرکز جرم شاتون
۷-بررسی نتایج حاصله
فصل پنجم
۱- اصلاح در طرح ظاهری شاتون
۲- تغییر جنس شاتون
۳-اصلاح در روش تولید شاتون