176700. lajstromszámú szabadalom • Eljárás löketdugattyús gépek szelepeit vezérlő bütyök geometriai kialakításának meghatározására
3 176700 4 H — h-miní q > G = 0 x E’, 77XU ^ E’ x e ’ ’ w A képletekben használt jelölések az alábbiakat jelölik: hmin - minimális kenőfilmvastagság, p - elméleti görbületi sugár, ez 1 le = 1/ 6 1 + 1/ e 2-ből van képezve, ahol Q 1 és Q 2 a két kapcsolódó felület görbületi sugara, a - a kenőanyagviszkozitás nyomáskoeficiense, a következő összefüggés szerint r?p = v x eaP, ahol r?p p nyomásnál levő viszkozitás, E’ — az egymáson csúszó felületek anyagának redukált rugalmassági modulusa, ahol Ei és E2 a két felület rugalmassági modulusát, vt és v2 pedig azok Poisson-számait jelölik, r? - kenőanyagviszkozitás atmoszférikus nyomásnál és környezeti hőmérsékletnél, W - terhelés, az érintkezési hely szélességegységére, u - az 1 és 2 érintkezőfelületek csúszósebessége, az u = 1/2 (u!+u2) összefüggés szerint. Az említett egyenletben a redukált rugalmassági modulus (E5) igen kis hatványkitevővel (E0>03) van ellátva, továbbá a gépszerkesztésben alkalmazott anyagok rt%almassági modulusai egymástól csak kevéssé különböznek (E = 80 000-210 000 N/mm2). Az alkalmazásra kerülő kenőanyagoknál a nyomáskoeficiens is szűk határok között változik, valamint a terhelésváltozásnak a kenőfilmvastagságra való hatása (lásd W tényezőcsoport) a kis kitevő miatt figyelmen kívül maradhat. A kenőfilmnek a minimális hmin vastagságának számításához ezért Dowson és Higginson a következő egyszerűsített képletet adja, amelyben a G0,6 és W-0’13 állandókkal van helyettesítve. A képlet: hmin = 5 X 10~6 Vrçxuxp (II) Amint mindkét képletből kivehető, a kenőfilmvastagság az 77 viszkozitás mellett u csúszósebességgel, valamint az érintkezőfelületek elméleti görbületi ej sugarával van meghatározva. A találmánnyal megoldandó feladat a bevezetőben leírt típusú bütyöknél a bütyökcsúcs körzetében a bütyök geometriáját, azaz a kritikus kenőfílmképzés körzetében úgy meghatározni, hogy optimális kenési viszonyokat érjünk el. A találmány szerint a kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a hidrodinamikai y értékelő-jellegszám rN/(rG ^z) összefüggésből van számítva, ahol rN a bütyök görbületi sugara, rG a bütyök alapkörsugara és z a mindenkori bütyöklöket, valamint ez az értékelő-jellegszám 0,15 <0,25 értékek között van, vagy ha a bütyök alakja megengedi y >0,6 értékeket vesz fel. Ehhez a felismeréshez kritériumként szolgál a minimális hmin kenőfilmvastagságnak a Dowson és Higginson összefüggése szerinti számítása. Az áttekinthető levezetés miatt az egyszerűsített képletet (II) vesszük szemügyre. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen: Az 1. ábra a bütyökvezérlés sematikus vázlata. A 2. ábra a hidrodinamikai értékelő-jellegszámnak a relatív kenőfilmvastagságtól való függőségét grafikusan szemlélteti. Az 1. ábrán .1 bütyköt tüntettünk fel, amely éppen most sík 3 fenékkel ellátott 2 szelepemelőre fut fel. Itt rG-vel az 1 bütyök alapkörsugarát, rN-el pedig görbületi sugarát jelöltük. Az rN görbületi sugár 4 középpontjának az rG alapkörsugár 5 középpontjától való távolságát a-val jelöltük, ahol az a távolság a 4 és 5 középpontoknak nem a legtávolabbi helyzetét ábrázolja, hanem mindig a 2 szelepemelőnek a mozgásirányába mért távolságot az 1 bütyök helyzetének megfelelően. Ugyanez érvényes a z bütyöklöketre, amely a mindenkori helyzetnek megfelelően van mérve, és amely az rG alapkörsugártól a 2 szelepemelő 3 fenekéig terjedő távolságot adja meg. Az 1 bütyök co szögsebességgel 6 nyű irányában forog. A találmány szerint először is az ut csúszósebesség az 1 bütykön van számítva, amely ut = rN x co összefüggésből adódik. A 2 szelepemelőn levő u2 csúszósebesség u2 = —a x co összefüggésből számíthatók, persze pontosan véve az emelőközépben. Az 1 bütyök és a 2 szelepemelő közötti u csúszósebesség a következő összefüggésből adódik: u = 1/2 (új + u2) = = 1/2 x [2 rN - (rG + z)]co, (IV) ahol mindenesetre az -a távolság a síkemelőkre érvényes -a = rN -(rG +z) egyenlettel van helyettesítve, és a II egyenletbe van behelyettesítve. Ha még az elméleti görbületi sugarat is a bütyökgörbületi tn sugárral helyettesítjük a kenőfilm minimális vastagságára a következő adódik: hmin = const. (rG + z) x '/fer)2-(iÍTTr) w ennél a constans = 5 x 10~6 x 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
