Программа по расчету поршневых колец

Белорусский национальный технический университет Кафедра ТЭА ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине «Информатика» .

Тема: Расчет поршневых колец Минск 2008.

• Введение
• 1. Постановка задачи
• 2. Математическое описание
• 3. Нормативно-справочные данные
• 4. Блок-схема и программа
• 5. Результаты расчета
• 6. Инструкция пользователя
• 7. Выводы и предложения
• Список использованной литературы

В настоящее время ЭВМ широко используется почти во всех отраслях промышленности, а также и в области машиностроения, автомобилестроения и эксплуатации автомобильного транспорта. С помощью ЭВМ производятся проектирование новых моделей автомобилей, улучшение технических характеристик уже существующих моделей и другие операции, связанные с их производством и эксплуатацией. Информационные технологии находят широкое применение при проектировании, отладке, производстве и эксплуатации программных средств, в таких областях, как машиностроение, приборостроение, металлургия, энергетика. Автоматизированные промышленные системы выполняют многочисленные функции управления процессами моделирования и анализа ситуаций, прогнозирования событий, принятия решений и планирования действий в сфере производства.

Применение средств вычислительной техники в области технической эксплуатации автомобилей способствует развитию навыков в моделировании различных технологических, конструкторских и исследовательских задач.

Данная курсовая работа описывает алгоритм расчета поршневых колец.

К ним предъявляют следующие требования: 1) поршневые кольца должны обеспечивать герметичность внутреннего пространства цилиндра; 2) поршневые кольца должны препятствовать проникновению масла из картера внутрь цилиндра; 3) поршневые кольца должны отводить в стенки цилиндра большую часть воспринимаемого днищем поршня тепла.

Материалом для поршневых колец служат перлитовые и легированные чугуны. Для увеличения срока службы (примерно в 3−3,5 раза) и улучшения приработки поршневые кольца в ряде случаев подвергают пористому хромированию, оксидированию и лужению. Пористое хромирование чугунных поршневых колец делает их самосмазывающимися, так как смазка механически удерживается порами.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

В данной курсовой работе необходимо составить алгоритм расчета поршневых колец. Это является главной задачей курсовой работы.

Целью расчета поршневого кольца является определение:

— сил давления газов на верхнюю, нижнюю и внутреннюю боковую поверхности кольца (P, P₁' , P₁);

— силы упругости кольца (Р_R);

— силы инерции кольца (Р_jk);

— силы трения кольца по стенке цилиндра (Т₁);

— силы давления кольца на торцевую поверхность кольцевой канавки (P_к);

— силы трения кольца по торцевой поверхности кольцевой канавки (T₁');

— среднего удельного давления кольца на стенку цилиндра (p_y);

— давления в любой точке поверхности кольца (p_R);

Также задачей курсовой работы является написание расчетно-пояснительной записки, в которой будут описаны следующие разделы:

введение

;

постановка задачи;

математическое описание;

блок схема и программа;

результаты расчета;

инструкция пользователя;

выводы и предложения;

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ.

Определяем силы давления газов на верхнюю, нижнюю и внутреннюю боковую поверхности кольца:

P = (d-a) a p_z ,.

P₁' = (d-a) a p₁ , (2.1).

P₁ = (d-2a) b p₁.

Определяем силу упругости кольца.

P_R dbp_R, (2.2).

где p_R — радиальное давление кольца на стенку цилиндра от сил упругости.

Определяем силу инерции кольца:

P_jk = m_kj [ (d-a )ab 10^-3/g] r²( cos+cos2), (2.3).

где m_k — масса кольца; d, a, b — размеры кольца; - удельный вес материала кольца; g — ускорение силы тяжести.

Определяем силу трения кольца по стенке цилиндра:

T₁ = (P₁+P_R)f, (2.4).

где f = 0.100.15 — коэффициент трения.

Определяем силу давления кольца на торцевую поверхность кольцевой канавки:

P_k = P - P₁' - T₁ P_jk, (2.4).

Определяем силу трения кольца по торцевой поверхности кольцевой канавки:

T_k' = P_k f. (2.5).

Определяем среднее давление кольца на стенку цилиндра:

p_y = 0.425E(A/a)10²/[ (3-)(D/a)(D/a-1)³], (2.6).

где А — зазор в замке кольца в свободном состоянии;

а — радиальная толщина кольца;.

Е — модуль упругости материала;

0,196 — второй коэффициент, зависящий от эпюры давлений кольца;

D — диаметр цилиндра.

Определяем давление кольца на стенку цилиндра в любой точке поверхности кольца:

P_R = p_y, (2.7).

где — коэффициент, зависящий от угла, характеризующего положение данной точки.

3. НОРМАТИВНО СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ.

— угол, характеризующий положение данной точки;

— коэффициент, зависящий от угла .

4. БЛОК-СХЕМА И ПРОГРАММА.

4.1 Блок-схема основной программы.

4.2 Процедура расчета.

program Ivanov;

uses crt;

const G=9.8;

E=200 000;

Kof=0.196;

var Ft: text;

Procedure Titylnik;

Label M1;

var x, j: word; ch: char;

begin.

HighVideo;

J:=3; x:=50 000;

TextMode (3);

TextColor (j);

Delay (x);

Gotoxy (13,2);

writeln ('Белорусский национальный технический университет');

Delay (x);

Gotoxy (33,3);

writeln ('Кафедра ТЭА');

Delay (x);

Gotoxy (31,9);

writeln ('КУРСОВАЯ РАБОТА');

Delay (x);

Gotoxy (25,10);

writeln ('по дисциплине «Информатика» ');

Delay (x);

Gotoxy (22,12);

writeln ('Тема: Расчет поршневых колец ');

Delay (x);

Gotoxy (12,17);

writeln ('Исполнитель Иванов М.В.');

Delay (x);

Gotoxy (12,18);

writeln ('Студент 2-го курса группы ХХХХХХХХ ');

Delay (x);

Gotoxy (12,21);

writeln ('Руководитель Сай А. С. ');

Delay (x);

Gotoxy (37,24);

writeln ('2008');

Delay (x);

Gotoxy (21,25);

write ('для продолжения нажмите любую клавишу');

M1:while not KeyPressed=True do.

goto M1;

ch:=readkey;

end;

procedure raschet;

Label M1, M2,M3,M5,M6,M7,M8,M9,M10,M11,1,2;

var ftr, Prm, d, Db, am, A, b, Gam, Pr, T1, Pk, py: real;

pz, P1, p1m, r, w, My, P, P1sh, Pjk, T1sh: real; Fi: word;

begin.

assign (Ft,'Ivanov.txt');

rewrite (Ft);

randomize;

Prm:=random (2)+2;

ftr:=(random (15)+1)/100;

gotoxy (22,1);

Writeln ('ВСЕ значения вводятся в миллиметрах');

M1:Write ('Введите диаметр поршня d= ');

readln (d);

if d<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M1; end;

M2:Write ('Введите ширину поршенвого кольца a= ');

readln (am);

if am<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M2; end;

M3:Write ('Введите толщину поршневого кольца b= ');

readln (b);

if b<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M3; end;

M5:Write ('Введите удельный вес материала кольца Gam= ');

readln (Gam);

if gam<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M5; end;

M6:Write ('Введите максимальную силу давления газов pz= ');

readln (pz);

if pz<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M6; end;

M7:Write ('Введите максимально давление кольца на стенку цилиндра p1= ');

readln (p1m);

if p1m<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M7; end;

M8:Write ('Введите внутренний радиус поршневого кольца r= ');

readln®;

if r<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M8; end;

M9:Write ('Введите значение угловой скорости w= ');

readln (w);

if w<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M9; end;

M10:Write ('Введите значение зазора в замке A= ');

readln (A);

if A<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M10; end;

M11:Write ('Введите внутренний диаметр гильзы цилиндров D= ');

readln (Db);

if Db<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M11; end;

1:clrscr;

Writeln ('Выбирите угол Фи');

Writeln ('0');

writeln ('30');

Writeln ('60');

Writeln ('90');

writeln ('120');

Writeln ('150');

Writeln ('180');

readln (Fi);

case Fi of.

0: begin My:=1.051; end;

30: begin My:=1.047; end;

60: begin My:=1.137; end;

90: begin My:=0.896; end;

120: begin My:=0.454; end;

150: begin My:=0.676; end;

180: begin My:=2.861; end.

else begin Writeln ('Повторите ввод'); delay (50 000); goto 1; end;

end;

P:=3.14*(d-a)*a*pz;

P1sh:=3.14*(d-a)*a*p1m;

P1:=3.14*(d-2*a)*b*p1m;

Pr:=3.14*d*b*prm;

Pjk:=(3.14*(d-a)*a*b*Gam*0.001/g)*r*sqr (w)*(cos (Fi)+cos (2*Fi));

T1:=(P1+Pr)*ftr;

Pk:=P-P1sh-T1+Pjk;

T1sh:=Pk*Ftr;

py:=(0.425*E*(A/am)*100)/((3-Kof)*(D-A)*(D/am-1)*(D/am-1)*(D/am-1));

pr:=My*py;

if Pjk<0 then Pjk:=Pjk*(-1);

clrscr;

gotoxy (20,1);

Writeln ('РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА');

Writeln ('Коэффициент трения f= ', ftr:1:2);

Writeln ('Диаметр поршня d= ', d:4:2);

Writeln ('Сила давления газов на верхнюю поверхность кольца P= ', P:5:2);

Writeln ('Сила давления газов на нижнюю поверхность кольца P1″ = ', P1sh:5:2);

Writeln ('Сила давления газов на внутреннюю поверхность кольца P1= ', P1:5:2);

Writeln ('Сила упругости кольца Pr= ', Pr:5:2);

Writeln ('Сила инерции кольца Pjk= ', Pjk:2:2);

Writeln ('Сила трения кольца по стенки цилиндра T1= ', T1:4:1);

Writeln ('Сила давления кольца на торцевую поверхность кольцевой канавки Pk= ', Pk:4:2);

Writeln ('Сила трения кольца по торцевой поверхности кольцевой канавки T1″ = ', T1sh:2:2);

Writeln ('Среднее давление кольца на стенку цилиндра ру= ', Py:4:2);

Writeln ('Коэффициент M= ', My:2:4);

Writeln ('При угле Ф= ', Fi);

Writeln ('давление составило = ', pr:2:4);

Writeln (Ft,'РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА');

Writeln (Ft,'Коэффициент трения f= ', ftr:1:2);

Writeln (Ft,'Диаметр поршня d= ', d:4:2);

Writeln (Ft,'Сила давления газов на верхнюю поверхность кольца P= ', P:5:2);

Writeln (Ft,'Сила давления газов на нижнюю поверхность кольца P1″ = ', P1sh:5:2);

Writeln (Ft,'Сила давления газов на внутреннюю поверхность кольца P1= ', P1:5:2);

Writeln (Ft,'Сила упругости кольца Pr= ', Pr:5:2);

Writeln (Ft,'Сила инерции кольца Pjk= ', Pjk:2:2);

Writeln (Ft,'Сила трения кольца по стенки цилиндра T1= ', T1:4:1);

Writeln (Ft,'Сила давления кольца на торцевую поверхность кольцевой канавки Pk= ', Pk:4:2);

Writeln (Ft,'Сила трения кольца по торцевой поверхности кольцевой канавки T1″ = ', T1sh:2:2);

Writeln (Ft,'Среднее давление кольца на стенку цилиндра ру= ', Py:4:2);

Writeln (Ft,'Коэффициент M= ', My:2:4);

Writeln (Ft,'При угле Ф= ', Fi);

Writeln (Ft,'давление составило = ', pr:2:4);

close (Ft);

textColor (10);

gotoxy (21,25);

write ('для продолжения нажмите любую клавишу');

2:while not KeyPressed=True do.

goto 2;

end;

begin.

clrscr;

titylnik;

clrscr;

raschet;

end.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА.

Коэффициент трения f= 0.01.

Диаметр поршня d= 100.00.

Сила давления газов на верхнюю поверхность кольца P= 28 260.00.

Сила давления газов на нижнюю поверхность кольца P1″ = 141 300.00.

Сила давления газов на внутреннюю поверхность кольца P1= 25 120.00.

Сила упругости кольца Pr= 0.65.

Сила инерции кольца Pjk= 18 934 726.87.

Сила трения кольца по стенки цилиндра T1= 270.0.

Сила давления кольца на торцевую поверхность кольцевой канавки Pk= 18 821 416.83.

Сила трения кольца по торцевой поверхности кольцевой канавки T1″ = 188 214.17.

Среднее давление кольца на стенку цилиндра ру= 1.43.

Коэффициент M= 0.4540.

При угле Ф= 120.

давление составило = 0.6499.

6. ИНСТРУКЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.

Данная программа предназначена для расчета поршневых колец.

Для запуска программы необходимо загрузить Turbo Pasсal, открыть файл «Ivanov.pas», и запустить программу.

Здесь нужно ввести необходимые для расчета данные, при этом будут появляться соответствующие запросы. После введения необходимых данных нужно нажать ENTER.

После введения всех данных и нажатия клавиши, результаты расчета будут выведены в текстовый файл.

При нажатии клавиши «ENTER», пользователь может продолжить расчет; при нажатии клавиши «ESC» программа завершит работу и выйдет в Turbo Pasсal.

Программа выполняется столько раз, сколько необходимо пользователю.

Для просмотра результатов необходимо в том же каталоге, где находится сама программа найти файл результатов с введенным ранее именем и нажать «F4» .

7. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

поршневый кольцо алгоритм программа.

В ходе выполнения курсовой работы мною было изучено программирование в среде Turbo Pasсal.

Программа предназначена для расчета поршневых колец.

Результаты вычислений программы выводятся в текстовый файл, что позволяет их просмотреть, сохранить, распечатать и использовать для дальнейших расчетов. Использование возможно на автомобилестроительных и машиностроительных предприятиях, связанных с расчетом колец, для снижения трудоемкости этих работ, экономии времени на их выполнение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Вальвачев А. Н. Крисевич В.С. Программирование на языке Паскаль для персональных ЭВМ ЕС.- Мн.: Вышэйшая школа, 1989.

2. Фаронов В. В. Турбо Паскаль 7.0 Учебное пособие.-М.: Нолидж, 1999.

3. Форсайт Р. Паскаль для всех-М.: Машинострение, 1987.

4. Попык К. Г., Автомобильные и тракторные двигатели. — М., 1980.