Conception d’un joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse

Conception d'un joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse

Nous avons discuté des différents types de goupille fendue et, dans l’article précédent, nous avons expliqué comment concevoir la goupille et la goupille fendue pour la tête de bielle avec sangle. Dans cet article, nous allons concevoir un joint à clavette pour connecter la tige de piston et la traverse.

Conception d'un joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse

Joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse

Voici le joint fendu qui est utilisé pour connecter la tige de piston et la traverse. La tige du piston est conique afin de résister à la poussée. La conicité que nous pouvons utiliser pour la tige de piston peut être de 1 sur 24 à 1 sur 12.

Conception d'un joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse

La tige de piston et la traverse peuvent être soumises à une charge de traction ou de compression. Tous les composants du joint sont supposés être du même matériau.

Supposons
d = Diamètre de la partie parallèle de la tige de piston,
1 = Diamètre à l’extrémité conique du piston,
2 = Diamètre de la tige de piston à la goupille,
3 = Diamètre de la douille à travers le trou de la goupille,
b = Largeur de la goupille au centre,
t = Epaisseur de la goupille,
??t = Contrainte de traction admissible
τ = contrainte de cisaillement admissible
??c = Contrainte d’écrasement admissible

Nous savons que la charge maximale sur le piston,
P = (π/4) × d2 × p


D = Diamètre du piston, et
p = Pression de vapeur effective sur le piston.

Lors de la conception d’un joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse, les modes de défaillance suivants peuvent se produire. Ou du moins, nous devons prendre en compte ces défaillances afin de déterminer les paramètres de conception du joint fendu pour connecter la tige de piston et la traverse.

  • Défaillance de la tige de piston en tension au niveau de la goupille
  • Défaillance de la goupille en cisaillement
  • Défaillance de la douille en tension au niveau de la goupille
  • Défaillance de la douille dans l’écrasement

1. Diamètre de tige de piston

Le diamètre de la tige de piston peut être déterminé en supposant la défaillance de la tige de piston en tension au niveau de la goupille.

La tige de piston peut échouer en tension au niveau de la goupille en raison de la charge maximale sur le piston. Nous savons que la zone résistant à la déchirure au niveau de la goupille sera

La résistance à la déchirure de la tige de piston au niveau de la goupille sera le produit de la section transversale qui résiste à la contrainte de traction et à la contrainte de traction induite.

Assimilons la résistance à la déchirure à la charge maximale (P), on peut écrire

A partir de cette relation, on peut déterminer le diamètre de la tige de piston au niveau de la clavette (d2).

L’épaisseur de la goupille