Documente noi - cercetari, esee, comentariu, compunere, document
Documente categorii

Biela - Constructia bielei, Calculul bielei

Biela


1. Constructia bielei


Biela face legatura intre piston si arborele cotit, avand si rolul de a transmite forta de presiune dezvoltata prin arderea combustibilului. Prin intermediul bielei miscarea alternativa de translatie a pistonului este transformata in miscare de rotatie a arborelui cotit.

Masa si constructia bielei influenteaza modul de functionare a motorului.

Biela are trei parti componente (fig. 1):

Figura 1


1) piciorul bielei - se articuleaza cu pistonul prin intermediul boltului



2) capul bielei - se articuleaza cu fusul maneton al arborelui cotit

3) corpul bielei - este partea centrala, care face legatura intre piciorul bielei si capul bielei.

Pentru a permite articularea cu fusul maneton, capul bielei se sectioneaza dupa un plan normal (fig. 2a) pe axa longitudinala a acestuia sau in planuri inclinate la 300, 450 (fig. 2b), 600 fata de acest plan normal. Partea detasabila a capului se numeste capac. Fixarea capacului se face cu ansamblari filetate.

Figura 2


In general, sectiunea transversala a corpului are forma de dublu T (sau H). Pentru asigurarea ungerii piciorului bielei in cazul montajului cu bolt flotant se poate practica un canal in lungul corpului. O solutie mai economica pentru ungerea piciorului este gaurirea acestuia in partea superioara.

Asupra bielei actioneaza forta de presiune dezvoltata prin arderea combustibilului si forta de inertie a maselor in miscare de translatie. Efectul fortelor centrifuge care apar datorita miscarii oscilatorii, care solicita corpul bielei la incovoiere, poate fi neglijat in calculele uzuale.

Biela este supusa alternativ la solicitari de intindere si compresiune. La motoarele supraalimentate solicitarea de compresiune este mai mare decat cea de intindere. De aceea este necesar sa se acorde o mare atentie solicitarii de flambaj.

Raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei pentru motoarele de autoturisme este:

L=r/l=0,28 0,33 , cu valori mai mici pentru m.a.c.

Tehnologii de realizare a semifabricatului

a. Forjare in matrita

Materialele utilizate pentru forjarea in matrita sunt bare de otel avand sectiunea circulara sau dreptunghiulara incalzite la 1520-1570 K.

Pentru obtinerera structurii si caracteristicilor mecanice necesare se aplica diferite tratamente, in functie de tipul otelului:

- calire in timpul forjarii

- racirea controlata in curent de aer

- calire prin metoda conventionala

De obicei, biela se forjaza dintr-o bucata, sectionarea capului fiind realizata ulterior.

b)Turnare

Bielele din fonta se toarna in forme din nisip

c)Sinterizare

Sinterizarea pulberilor metalice se face in cuptoare electrice la aproximativ 1400 K si este urmata de forjare in matrita pentru a mari densitatea materialului piesei.

Indiferent de modul de realizare a semifabricatului urmeaza operatiile de prelucrare mecanica prin care rezulta forma finala.

Materialele utilizate pentru fabricarea bielelor se aleg in functie de solicitari si de tipul motorului. Cele mai utilizate sunt:

- pentru semifabricat obtinut prin turnare:

- fonta cu grafit nodular

- fonta neagra maleabila

Fonta cu grafit nodular este mai avantajoasa din punct de vedere economic si al proprietatilor mecanice si este mai ieftina. Incluziunile compacte de grafit confera acestei fonte rezistenta si duritate buna si, in plus, usureaza turnarea. In urma turnarii se obtine structura ceruta, fara a fi necesare tratamente termice suplimentare.

In cazul fontei negre maleabile, pentru a obtine structura ceruta este necesara aplicarea unor tratamente termice dupa turnare.

-pentru semifabricat obtinut prin forjare in matrita:

- oteluri slab aliate - 27MnVS6

- oteluri manganoase - C40 sau C70S6

- oteluri aliate - 34Cr Ni Mo6 sau 42CrMo4 pentru biele care lucreaza in conditii grele


2. Calculul bielei



2.1Calculul piciorului bielei

Piciorul bielei are o forma tubulara (fig.3). Dimensiunile caracteristice ale piciorului sunt prezentate in figura

Figura 3


unde: - deb =17 [mm] - diametrul exterior al boltului

- dip =19,6[mm] - diametrul interior al piciorului bielei (daca boltul este fix dip=deb deoarece nu mai este necesara montarea bucsei in piciorul bielei)

- dep =26.4[mm] - diametrul exterior al piciorului bielei

- hb =1.3[mm] - grosimea radiala a bucsei

- hp =3,4[mm] - grosimea radiala

Se observa ca :

dip=deb+2hb=17+2*1.3=19.6

dep=dip+2hp =19.6+2*3.4=26.4

Este recomandabil ca dimensiunile caracteristice ale piciorului bielei sa se incadreze in limitele precizate in tab 1.


Tabelul 1

Dimensiunea

Autoturisme

Vehicule comerciale

hb

(0,0750,085)deb

(0,08.0,085)deb

de

(1,3.1,6) deb

(1,35..1,75)deb

hp

(0,180,25) deb

(0,15.0,2)deb


Piciorul bielei este supus la urmatoarele solicitari:

1.Solicitare la intindere

Forta maxima de intindere Ft care actioneaza asupra piciorului bielei se inregistreaza la inceputul cursei de admisie, atunci cand presiunea din cilindru este minima si forta de inertie este maxima.

Forta de inertie maxima FAgpmax care actioneaza asupra piciorului bielei este data numai de masa grupului piston si are valoarea maxima:

Ft=FAgpmax=10-3.mgp.r.ω2.(1+L)=0.160*0,034*575,66*1,27=2289.46    [N]

unde: - mgp  [kg] - masa grupului piston (a fost adoptata la studiul dinamic al mecanismului biela-manivela)

- r=S/2 [mm] - raza de manivela

- ω=p n/30  [rad/s] - viteza unghiulara a arborelui cotit

L=r/l - unde l [mm] lungimea bielei (distanta dintre axa boltului si axa fusului maneton)

Calculul de verificare a piciorului la solicitarea de intindere se face pe baza urmatoarele ipoteze:

-piciorul bielei este o grinda curba incastrata in sectiunea de racordare (A-A) a acesteia cu corpul (fig 4)

Figura 4


Unghiul de incastrare jA are valori:

jA=90 130=110


Valori mici ale unghiului jA determina o constructie rigida a bielei, dar si o crestere a masei acesteia. Solutia este aplicabila la m.a.c.-urile supraalimentate unde biela este puternic solicitata.

Pentru valori mai mari ale lui jA rezulta o biela zvelta, cu masa mai mica dar si cu o rigiditate redusa.


Deoarece distributia tensiunilor in piciorul bielei este simetrica fata de planul care include axa longitudinala a bielei (planul B-B de simetrie), calculele se fac numai pe jumatate din circumferinta piciorului.

Momentul incovoietor Mtj si forta normala Ntj produse de forta de intindere Ft intr-o sectiune oarecare precizata de unghiul j daca 900<j jA

[N]

[Nm]

unde: - Mt0 [Nm] - momentul incovoietor in sectiunea B-B (vezi fig. 4) dat de forta de intindere Ft

- Nt0 [N] - forta normala in sectiunea B-B (vezi fig. 4) data de forta de intindere Ft

- rm  [mm] - raza medie a piciorului bielei

rm=(dep+dip)/4=(26.4+19.6)/4=11.5 [mm]

Calculul momentului si fortei normale in sectiunea B-B (fig. 4) se face in ipoteza ca in urma solicitarii unghiului nu se modifica, iar deplasarea fibrei medii pe directie normala (directia fortei Nt0) este nula din motive de simetrie.


[Nm]                                [N]


Se noteaza cu fractiunea din forta normala preluata de picior si rezulta:


unde: - Ntpj [N] - fractiunea din forta normala Ntj preluata de piciorul bielei

- Ntbj [N] - fractiunea din forta normala Ntj preluata de bucsa

- Ep [MPa] - modulul de elasticitate pentru materialul piciorului (otel sau fonta)

- Ap [mm2] - aria sectiunii transversale a piciorului

[mm2]

- Eb [MPa] - modulul de elasticitate pentru materialul bucsei (bronz)

- Ab [mm2] - aria sectiunii transversale a bucsei

   [mm2]

Valorile modulelor de elasticitate sunt urmatoarele:

EOL=2,1*105 [MPa] pentru otel

EFt=(0,85 1,5)*105 [MPa] pentru fonta

EBz=1,15*105 [MPa] pentru bronz


Tensiunea determinata de forta Ft in fibra exterioara , respectiv in cea interioara , a sectiunii de incastrare rezulta:

[MPa] [MPa]

unde: - [Nm] si [N] - momentul incovoietor si forta normala in sectiunea de incastrare, se calculeaza cu relatiile in care se inlocuieste j cu valoarea unghiului de incastrare jA adoptata.


2. Solicitarea de compresiune

Forta maxima care solicita biela este stabilita conventional ca fiind egala cu forta maxima de presiune redusa cu forta maxima de inertie determinata de masa grupului piston. Se considera ca pistonul este in p.m.i., la inceputul cursei de destindere.

Fc=Fpmax-FAgpmax =3629,8-2289,46=1340,34 [N]


[N]           

FAgpmax=mgp*r*ω2*(1+L [N]

In cazul solicitarii de compresiune prima ipoteza facuta la calculul solicitarii de intindere ramane valabila. A doua ipoteza este inlocuita de urmatoarea:

- forta de compresiune este distribuita sinusoidal pe jumatatea inferioara a piciorului bielei (fig. 5).



Figura 5


Momentul incovoietor Mc0 si forta normala Nc0 in sectiunea B-B (vezi fig.5) se determina cu relatiile:

Mc0=10-3*a1*Fc*rm =10*0,25*1340,34*0,011=0,0036 [Nm] (16)

Nc0=10-3.rm*Fc =10*0,9*1340.34=1,2 [N] (17)

unde: - a1 si a2 sunt date in tabelul 2 in functie de jA [3]



Tabelul 2


jA

900

950

1000

1050

1100

1050

1200

1250

1300

a1

0

0,00

0,03

0,1

0,25

0,6

1,1

1,8

3

a2

0

0,01

0,1

0,5

0,9

1,8

3

6

8,5


Expresiile generale pentru determinarea momentului incovoietor Mcj si a fortei normale Ncj determinate de forta de compresiune intr-o sectiune oarecare precizata de unghiul j jI[900, jA] sunt:

[Nm]                               

   [N]

Tensiunea in fibra exterioara cej, respectiv in cea interioara cij determinata de forta de compresiune intr-o sectiune oarecare precizata de unghiul j este:

[MPa]

[MPa] 

3.Solicitarea de fretare

Acest tip de solicitare apare numai in cazul boltului flotant datorita montarii cu strangere a bucsei antifrictiune in piciorul bielei.

Pentru calcule se considera ca ansamblul picior-bucsa este un sistem de doua tuburi. Deoarece bronzul, materialului din care este fabricata bucsa, are coeficientul de dilatare liniara mai mare decat materialul piciorului bielei, in timpul functionarii motorului apare o solicitare suplimentara de compresiune din cauza dilatarii mai mari a bucsei.

Diametrul exterior al bucsei va creste in timpul functionarii cu valoarea:

Δdbb*db*(t-t0)= 18*10-6 *19,6*105=0,037 [mm] (24)

(diametrul exterior al bucsei este egal cu diametrul interior al piciorului bielei db=dip=19,6

iar cel interior al piciorului cu valoarea:

Δdip*dip*(t-t0)= 10,1*10-6 *19,6*105=0,020[mm]    (25)

unde: - αb [grd-1] - coeficientul de dilatare termica liniara pentru materialul bucsei

αb= αBz=18*10-6 [grd-1] pentru bronz (materialul bucsei)

- αp [grd-1] - coeficientul de dilatare termica liniara pentru materialul piciorului bielei

αp= αOL=10,1*10-6 [grd-1] pentru otel

- t, t0 =125, 20 [0C] - temperatura piciorului bielei (egala cu temperatura bucsei) in timpul functionarii, respectiv temperatura mediului ambiant

Jumatatea diferentei dintre cele doua cresteri se numeste strangere termica St:

   [mm] Temperatura piciorului in timpul functionarii motorului variaza in intervalul [3]:

t=100 150 0C


Strangerea la montaj este cuprinsa in intervalul :

S0=0,004 0,008 =0,006 mm

Strangerea totala care determina solicitarea de fretare este:

S=S0+S=0,006+0,0085=0,0145

Determinarea tensiunilor care apar in piciorul bielei datorita solicitarii de fretare se face pe baza teoriei tuburilor cu pereti grosi. Se considera cazul in care pe suprafata interioara a tubului actioneaza presiunea de fretaj pf, iar pe cea exterioara presiunea atmosferica.

Presiunea de fretaj pf se va calcula cu relatia:

[MPa]


Tensiunea produsa de solicitarea de fretaj in fibra exterioara , respectiv in cea interioara pe directie tangentiala, se determina inlocuind pe r cu re, respectiv cu ri.

re=dep/2=26,4/2=13,2

ri=dip/2=19,6/2=9,8

de unde rezulta:

[MPa]      

[MPa]


Solicitarea de oboseala

Datorita caracterului variabil al fortei de intindere si al celei de compresiune, piciorulul bielei este solicitat la obeseala. Solicitarea cea mai mare apare in fibra exterioara a sectiunii de incastrare.

Tensiunea maxima in fibra exterioara a sectiunii de incastrare este:

[MPa]

iar cea minima:

[MPa]

Coeficientul de siguranta la oboseala pentru piciorul bielei se calculeza prin metoda Serensen:

                                               

unde: - [MPa] - tensiunea medie

- [MPa] - amplitudinea tensiunii

- -1t [MPa] - rezistenta la oboseala a ciclului simetric pentru solicitarea de intindere compresiune

-1t=0,315.r [MPa] pentru otel (r [MPa] - rezistenta la rupere a materialului respectiv

r=1080 1270=1100 MPa pentru otel aliat


bk=1 - coeficientul efectiv de concentrare a tensiunilor

g - coeficient de calitate a suprafetei (fig. 6)


Figura 6


Curbele din figura 12 sunt pentru:

1 - epruveta lustruita cu rugozitatea medie a suprafetei 0 . 1 mm;

2 - suprafata slefuita cu rugozitatea medie 2 . 5 mm;

3 - suprafata finisata prin strunjire cu rugozitatea medie 6 8 mm;

4 - suprafata rezultata prin strunjire de degrosare cu rugozitatea medie 10 40 mm;

5 - piese cu concentrator inelar de tensiune;

6 - suprafata laminata, cu crusta;

7 - suprafata corodata in apa dulce;

8 - suprafata corodata in apa sarata;

- ε - factorul dimensional (fig. 7)


Figura 7


Curbele din figura 13 se refera la:

1 - otel carbon fara concentratori de tensiune;

2 - otel aliat fara concentratori de tensiune si otel carbon cu concentratori moderati;

3 - otel aliat cu concentratori moderati;

4 - otel aliat cu concentratori puternici;

- ψ=(2-1-0)/

0=(1,6 . 1,8).

σ0  [MPa - rezistenta la oboseala pentru ciclul pulsator

Valori admisibile pentru coeficientul de siguranta la oboseala

ca=2,5 5

5. Calculul deformatiei maxime a piciorului

Acest calcul se face numai pentru boltul flotant. Pentru a preveni griparea boltului in bucsa, deformatia maxima a piciorului nu trebuie sa depaseasca jumatate din valoarea jocului la cald Δ'(stabilit la calculul boltului).

Deformatia piciorului se produce sub actiunea fortei de intindere Ft.

Deformatia se calculeaza pornind de la ecuatia lucrului mecanic de deformare, rezultand relatia:

[mm]  


unde:

- [mm4] -momentul de inertie al piciorului bielei





1.Calculul in sectiunea minima

Forta de intindere in sectiunea medie este egala cu forta maxima de inertie a masei grupului piston:

Ft1=mgp*r.ω2*(1+L) =0,160*0,034*575,66*1,27=2289,46 [N]                                         

Tensiunea de intindere in sectiunea minima este:

   [MPa]

unde: - A1=Bp.Hp-bp.hp [mm2] - aria sectiunii transversale 1-1

Forta de compresiune in sectiunea minima este cea de la calculul piciorului si se determina cu relatia:

[N]

Aceasta forta de compresiune produce si efectul de flambaj al corpului bielei. Corpul bielei flambeaza in doua planuri:

-o-o-planul de oscilatie a bielei

-i-i-  planul de incastrare a bielei

Lungimea de flambaj in planul de oscilatie l0 (fig. 8a) este egala cu lungimea l a bielei si este mai mica decat aceasta in planul de incastrare li (fig. 8b).


Figura 8


In planul de oscilatie o-o lungimea de flambaj este egala cu lungimea bielei:

l0=l=

Lungimea de flambaj in planul de incastrare:

li=(0,62 0,67) l=0,62*121,4=75,2

Tensiunea cumulata de compresiune si flambaj in planul de oscilatie , respectiv in planul de incastrare , se determina pe baza formulelor Navier-Rankine cu relatiile:

[MPa]

[MPa]

unde: - K01 si Ki1 sunt coeficienti supraunitari care iau in considerare efectul suplimentar al solicitarii de flambaj

     

unde: - [mm4] - momentul de inertie al sectiunii 1-1 fata de planulde incastrare i-i

[mm4]

-

σe - limita de elasticitate a materialului bielei

σe=340 390 MPa pentru otel carbon

- E  [MPa] - modulul de elasticitate pentru materialul bielei (vezi calculul piciorului bielei)

   

unde: - [mm4] - momentul de inertie al sectiunii 1-1 fata de planul de oscilatie o-o

    [mm4]


Fortele de intindere si de compresiune care actioneaza asupra corpului bielei sunt variabile in timp, de aceea apare si solicitarea de oboseala.

Tensiunea maxima din corpul bielei in sectiunea minima 1-1 este:

[MPa]

iar cea minima

   [MPa]

Pe baza metodei Serensen se calculeaza coeficientul de siguranta la oboseala pentru corpul bielei:

                                               

unde: - σ-1t [MPa] si ψ au fost adoptate la calculul piciorului bielei

bk=1 - coeficientul efectiv de concentrare a tensiunilor

- ε - factorul dimensional se adopta din figura 7 unde se inlocuieste dep cu Bp

g - coeficientul de calitate a suprafetei (fig. 6)

[MPa]

[MPa]

Valorile admisibile recomandate pentru coeficientul de siguranta la oboseala sunt cuprinse in intervalul:

2. In sectiunea mediana

Forta de intindere maxima care actioneaza in sectiunea mediana este egala cu forta maxima de inertie data de masa grupului piston si partea din masa bielei care executa miscarea de translatie.

   [N] ????

Tensiunea maxima de intindere in sectiunea mediana:

    [MPa] ???

unde: - A [mm2] - aria sectiunii transvarsale 2-2

[mm2]

Forta maxima de compresiune in sectiunea mediana:

[N]???/

In continuare calculul se desfasoara ca in cazul sectiunii minime, cu urmatoarele observatii:

[MPa] ???

[MPa] ??

                        

[mm4]

   [mm4]

Tensiunea maxima ,respectiv cea minima , in sectiunea mediana

Coeficientul de siguranta la oboseala:

[MPa]

Restul termenilor au aceeasi semnificatie si valoare ca in cazul calculului in sectiunea minima 1-1 cu observatia ca factorul dimensional ε se adopta din figura 7 functie de Bm.

Valorile admisibile ale coeficientului de siguranta sunt aceleasi de la calculul in sectiunea minima 1-1.

2.2. Calculul capului bielei

Dimensiunile principale ale capului bielei depind de diametrul si lungimea fusului maneton si de grosimea radiala a cuzinetului.

Diametrul dM si lungimea lM a fusului maneton si grosimea cuzinetului se adopta pe baza datelor statistice:


Tabelul 3

Dimensiunea

Tipul motorului

m.a.s.

m.a.c.

in linie

in V

in linie

in V

dM

(0,50,68)D

(0,550,65)D

(0,550,72)D

(0,60,72)D

lM

(0,450,62)dM

(0,81)D

(0,5.0,65)dM

(0,8.1)dM

hcuz

0,9.2,5 mm

(0,03..0,05)dM

2.4mm

0,92,5mm

(0,030,5)dM

24 mm


Pentru determinarea celorlalte dimensiuni ale capului este necesara dimensionarea suruburilor de fixare a capului.

Dimensionarea se face pe baza solicitarii la intindere urmata de verificarea la solicitarea de oboseala.

Forta maxima de intindere este egala cu suma dintre forta maxima de inertie a maselor in miscare de translatie la care se adauga forta de inertie a masei bielei aflate in miscare de rotatie din care se scade masa capacului.

[N]              

unde: - ωmax [rad/s] - viteza unghiulara a arborelui cotit corespunzatoare turatiei maxime de mers in gol

Se poate considera ca:

- pentru m.a.s. nmax=1,1.np [rot/min]

- pentru m.a.c. nmax=np [rot/min]

np [rot/min] - turatia de putere

[rad/s]

- mc [kg] - masa capacului

Se calculeaza cu formula:

[kg]

lM [mm] - lungimea fusului maneton

ρ [kg/dm3] - densitatea materialului bielei

ρ=7,8 7,85 kg/dm3 pentru otel

ρ=7,1 7,15 kg/dm3 pentru fonta

dci [mm] - diametrul interior al capului

dce [mm] - diametrul exterior al capului

Diametrul interior poate fi determinat cu exactitate

[mm]

Diametrul exterior al capului se calculeaza cu relatia:

[mm]

Semnificatia termenilor din relatia (63) este cea din figura 9.



Figura 9


hi [mm] - grosimea peretelui interior al capului bielei

hi=0 1,5 mm

df [mm] - diametrul exterior al surubului

Se poate adopta:

df=8 12 mm

he [mm] - grosimea peretelui exterior al capului bielei

he=2 4 mm


Se calculeaza dce cu valorile adoptate pentru hi, df, he si mai departe mc

Daca se noteaza cu z numarul de suruburi, forta de intindere care actioneaza asupra unui surub este:

Ftz=Ft/z [N]

De obicei, capacul se fixeaza cu z=2 suruburi.

Forta de prestrangere a surubului este:

In timpul functionarii are loc o descarcare a ansamblului cap-capac si, in consecinta, asupra surubului nu actioneaza intreaga forta Ftz ci doar o fractiune din aceasta Fb

   [N]

unde: - b=0,2 0,25

Forta care va actiona asupra unui surub este:

   [N]

Diametrul de fund al filetului dc, respectiv cel exterior al partii nefiletate a surubului dn, se calculeaza cu relatiile:

[mm]

   [mm]

unde: - c1=1,25.3 - coeficient de siguranta; valori superioare se adopta atunci cand solicitarea la soc este semnificativa

- c2 =1,3 - coeficient care ia in considerare solicitarea de rasucire care apare la strangerea piulitei

- c3 =1,15 -coeficient care ia in considerare curgerea materialului in zona filetului

- c [MPa] - limita de curgere a materialului surubului

c=800 1100 MPa

Calculul de verificare se desfasoara separat pentru zona filetata si pentru cea nefiletata

pentru zona filetata


[MPa]

Tensiunea minima in zona filetata:

[MPa]

                                    

unde: -

-

-1=(0,44 0,52).r

r=1000 1400 MPa

0=(1,6 1,8).-1


cu valori admisibile:

ca=2,5 4


Daca

                           

cu valori admisibile:

ca=1,3 2

S-a ales un surub M6,Filet normal 1,cu diametrul de fund al filetului ds=4,917 [mm]

Cu aceasta valoare pentru ds se calculeaza diametrul exterior dce al capului.

Diametrul mediu al capului este egal cu distanta dintre axele suruburilor:

[mm]

Se aleg suruburile din tabelul 4, de unde rezulta si diametrul exterior ds al acestora.



Tabelul 4

Surub

Pasul [mm]

Diametrul

de fund

al filetului [mm]

Filet normal

Filet fin

M6

1


4,917


0,75

5,188


0,5

5,459

M7

1


5,917


0,75

6,188


0,5

6,459

M8

1,25


6,647


1

6,917


0,75

7,188


0,5

7,459

M9

1,25


7,647


1

7,917


0,75

8,188


0,5

8,459

M10

1,5


8,376


1,25

8,647


1

8,917


0,75

9,188


0,5

9,459

M11

1,5


9,376


1

9,917


0,75

10,188


0,5

10,459

M12

1,75


10,106


1,5

10,376


1,25

10,647


1

10,917


0,75

10,188


0,5

10,459


Pentru determinarea tensiunii de intindere in sectiunea de incastrare (care coincide cu sectiunea de racordare a capului cu corpul) se fac unele ipoteze:

- capul este o grinda curba rotunda de sectiune constanta, cu diametrul fibrei medii egal cu

- sectiunea cea mai solicitata este sectiunea de incastrare, care corespunde unui unghi de 1300 fata de axa longitudinala a bielei

- forta de intindere este distribuita numai pe jumatatea inferioara a capului, distributia ei fiind una sinusoidala

- solicitarea capacului are un caracter pulsator

- cuzinetul preia o parte din momentul incovoietor si din forta normala.


Cu aceste ipoteze relatia de calcul pentru tensiunea de incovoiere maxima in sectiunea de incastrare este:

[MPa]              

Tensiunea admisibila este:

a=100 150 MPa

Pentru a preveni griparea, deformatia maxima a capului trebuie sa fie mai mica decat jumatate din jocul la montaj dintre fusul maneton si cuzinet.

Deformatia maxima de ovalizare a capului pe fibra medie este:

[mm]

Δm=(0,0003 0,003).d=0,0015*64=0,096

Ac [mm2] - aria sectiunii transversale a capului bielei

[mm2]

Acuz [mm2] - aria sectiunii transversale a cuzinetului

[mm2]

Ic [mm4] - momentul de inertie al sectiunii capului

[mm4]

hc [mm4] - grosimea radiala a capului bielei

[mm]

Wc [mm3] - modulul de rezistenta la incovoiere a capului bielei

[mm3]

Icuz [mm4] - momentul de inertie al sectiunii cuzinetului

[mm4]

lcuz=lM-(0 4) =38-3=35 mm


Bibliografie