بهبود طراحی اتصال پیچی چرخ طیار و میل لنگ در موتور ملی با استفاده از محاسبات تحلیلی و صحه گذاری به کمک آزمون های تجربی

نویسندگان

چکیده

پیچها و اتصالات در موتور نقشی حیاتی بر عهده دارند. از جمله پیچهای اصلی موتور که وظیفه انتقال گشتاور خروجی موتور را بر عهده دارند، پیچهای چرخ طیار  هستند. شکست یا شل شدن پیچهای چرخ طیار می‌تواند به خرابی کلی موتور بیانجامد و به علت سرعت دورانی زیاد و نحوه قرارگیری آن، از موارد ایمنی  موتور به شمار رود.
شایع ترین نوع خرابی در اتصال پیچی چرخ طیار، شل شدن پیچها بر اثر لغزش نسبی قطعات است که با گسترش لغزش از جزئی به کلی، سایش  سطوح اتصال و افت پیشبار بیشتر روی می دهد و در نهایت به شکست پیچ بر اثر بارهای خستگی منجر می‌شود. عوامل زیادی در این میان تاثیرگذارند که از جمله می‌ توان به زبری و ضریب اصطکاک سطوح تماس، لقی پین و پیچها، گام رزوه ها، پیشبار پیچ و همچنین بارهای خارجی وارد بر اتصال اشاره کرد. در این پژوهش علاوه بر ارایه و اثبات شرایط مرزی حاکم بر اتصال و گشتاور انتقالی، ابتدا با استفاده از روابط و معادلات حاکم بر اتصالات پیچی و ایجاد ارتباط منطقی بین روابط مختلف و بکارگیری مناسب آنها برای اتصال چرخ طیار نشان داده شد که ایجاد نیرویی که بکلی مانع لغزش اتصال شود مستلزم تغییرات اساسی در اتصال است. سپس با محاسبه لغزش بحرانی و مقایسه آن با دامنه لغزش احتمالی، نشان داده شد که دامنه لغزش احتمالی چرخ طیار با طراحی صحیح سوراخ پین چرخ طیار می تواند از لغزش بحرانی کمتر شود و احتمال شل شدن چرخشی را کاهش دهد. سپس با انجام سه آزمون دور بحرانی موتور، فرضیه ارایه شده اثبات شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

EF7 engine flywheel bolted joint design improvement by theoretical and experimental investigations

نویسندگان [English]

  • M. Asadi Taheri
  • A. Hajiali Mohammadi
  • S. Alizadehnia
چکیده [English]

Bolted joints are of the most importance in engine connections. One of important engine bolted joints is the flywheel-crankshaft connection which transmits the engine output torque. Any failure or loosening of flywheel bolts may result in a catastrophic engine damage due to the fact that this joint is considered as a safety issue because of its location and high rotational speed. The most known failure mechanism of flywheel joint is the “Bolt Loosening” due to joint slippage which starts with micro slip and propagates to macro slip causing surface fretting and preload loss and ends up with fatigue fracture of the bolts. Many factors may cause or jeopardize flywheel bolts failure e.g. surface roughness, friction coefficient at the interface, flywheel pin and bolts clearance, threads pitch, bolt preload and external loads acting on the joint. In this study, besides defining and validation of the transmitted torque in the joint, using the general bolted joints equations and combining general rules of such joints, at first it was shown that it needs basic changes in the joint to avoid slippage completely. Then, by calculating the critical slip and comparing it with the probable joint slippage, it was proved that the joint slippage can be limited to a value lower than the critical slip in order to prevent the rotational loosening of the bolts by designing the flywheel pin hole to a proper value. At the end, the theory was validated by performing three “Engine Over-Speed” tests. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • EF7 Engine
  • Flywheel
  • Crankshaft
  • Bolt
  • Joint