Analiwsi o Sut mae Torriad Carreg Hidrolic yn Gweithio

2.2 Analiwsi o Sut mae Torriad Carreg Hidrolic yn Gweithio

Mae torriad carreg hidrolic yn bodoli mewn nifer fawr o ffyrdd strwythurol. Gan ddechrau o'r egwyddorion gweithio, mae'r awduron yn tynnu allan a'u crynhoi'r syniadau mwyaf sylfaenol a phwysicach am dorriad carreg hidrolic, ac yn eu lleihau i dri chyflwr gweithio sylfaenol: pur hidrolic, cyfuniad hidrolic-a-gwydr, a chyflwr gweithio â nitrogen-brychiant.

2.2.1 Egwyddor Gweithio Pur Hidrolic

Mae'r egwyddor gweithio hydrolig pur yn cael ei weithredu mewn tri ffyrdd: cysoni pwysedd y cawell flaenol / newid pwysedd y cawell olaf (a'i gelwir yn 'egwyddor cysoni pwysedd y cawell flaenol'), cysoni pwysedd y cawell olaf / newid pwysedd y cawell flaenol (a'i gelwir yn 'egwyddor cysoni pwysedd y cawell olaf'), a newid pwysedd y cawellau blaenol a chynddeiriol (a'i gelwir yn 'egwyddor newid pwysedd').

(1) Egwyddor cysoni pwysedd y cawell flaenol

Roedd hwn yn yr egwyddor gweithio cyntaf a ddefnyddiwyd ar ddechrau datblygiad torrwr carreg hydrolig; mae pob datblygiad technegol sydd wedi bod ers hynny wedi adeiladu arno. Dangosir y torrwr carreg hydrolig â chysoni pwysedd y cawell flaenol yn Ffig. 2-1.

O Ffig. 2-1, mae'r system yn cynnwys corff silindr, pistyn, valf rheoli, a llwybrau olew. Mae corff y silindr a'r pistyn yn ffurfio'r mecanwaith taro. Mae'r pistyn yn symud yn ôl a'i gilydd o fewn corff y silindr dan gyrraedd olew hydrolig, gan allforio egni taro'n allanol ac yn ychwanegu grym taro mawr i'r targed, gan greu effaith morgrug. Mae swyddogaeth y valf rheoli yn newid cyfeiriad olew y rhedwyr y pistyn, gan gyrraedd symudiad cyfnodol â chyfeiriadau gwrthwynebol y pistyn.

Mae'r torriad creigiau hydrolig a ddangosir yn Ffig. 2-1 yn cynnwys y pistyn yn y pwynt taro; mae'r sylwedd valf yn y safle lle mae wedi cwblhau'r newid o droi pŵer i droi dychweliad yn union. Ar hwn o'r amser, mae olew uchel-gwasgedig yn mynd i'r cymylau uchel-gwasgedig sefydlog y silindr (cymylau a ) trwy borth uchel-gwasgedig sefydlog y valf, gan yrru'r pistyn ar droi dychweliad (i'r dde). Mae'r olew yn y cymylau newid-gwasgedig y pistyn (cymylau b ) yn dychwelyd i'r tang via bort 4 a phorth y gwerthu newid-gwasgair / adfer-oli. Pan mae'r pistyn yn symud yn ôl tan i'w rhagddanfod blaen hefyd fynd heibio bort 2 ar gorff y silindr, cyfeirir olli uchel-gwasgar i bort 5 y gwerthu rhoi pwysau, gan achosi i'r gwerthu newid (i'r chwith). Oherwydd bod y chamber uchel-gwasgar sefydlog yr un gwerthu nawr yn cysylltu â'r chamber newid-gwasgar rhyngol, mae olli uchel-gwasgar yn mynd i mewn i'r chamber ôl y pistyn b trwy bort 4. Mae'r ddau ochr o'r pistyn nawr dan olli uchel-gwasgar, ond oherwydd bod arwynebedd y chamber ôl b yn fwy na thair chamber blaen a , mae'r pistyn yn dechrau arafu ar y strôc adfer, mae ei gyflymder yn gostwng i sero, ac mae'n dechrau'r strôc pŵer (i'r chwith). Pan mae'r cysgodfa ganolog ar y pistyn yn cysylltu'r porladau 2 a 3, mae'r pistyn yn cyrraedd y pwynt taro yn union, gan gwblhau un cylch; ar yr un pryd, mae porlad y valve gwerthoch 5 yn cysylltu â llinell olew adfer, felly mae'r spool yn newid i'r dde, gan dychwelyd i'r safle a ddangosir yn Ffig. 2-1, gan gwblhau un cylch llawn ac yn paratoi ar gyfer y strôc adfer nesaf y pistyn. O'r fath, mae'r pistyn yn cyflawni taro parhaus, gan allforio egni taro'n barhaus. Chamber awyr c yn y prif egwyddor gweithio hwn yn cael ei waredáu i'r awyr agored.

(2) Egwyddor pwysedd sefydlog y chamber ôl

Dylid nodi fod y prif egwyddor gweithio hwn yn gallu cael ei weithredu dim ond ar amod bod arwynebedd y chamber blaen y pistyn sydd dan bwysedd a yn fwy na cherched y chamber ôl b , h.y. mae diametr y chamber blaen ar y pistyn yn llai na diametr y chamber ôl ( d ₁ > d ₂).

Mae Ffig. 2-2 yn dangos y diagram o dorriadur carregol hidrolic â phwysedd sefydlog yn y cymylch cefn / pwysedd newidol yn y cymylch blaen.

O'i gymharu â Ffig. 2-1, y gwahaniaeth unigol yw bod porth 1 ar gorff y sylindr wedi'i gysylltu â'r cymylch pwysedd newidol y falf yn hytrach na'r cymylch pwysedd sefydlog (uwch-bwysedd); mae porth 4 yn cysylltu'n uniongyrchol â'r cymylch pwysedd sefydlog y falf; yr un llwybrau olew eraill i gyd. Mae Ffig. 2-2 yn dangos y funud pan yw'r strôc pŵer y pistyn just wedi dod i ben a thrwyddo'r falf eisoes — mae'r system yn y funud pan ddechrau'r strôc adfer.

Mae'r nodwedd gweithio o'r egwyddor hwn yn bodoli yn y ffaith mai nid yw'r torriadur carregol hidrolic yn gweithredu olew yn ystod y strôc adfer, ond yn gweithredu olew yn ystod y strôc pŵer; ac mae'r arwynebedd sydd dan bwysedd yn y cymylch blaen a yn fwy na cherched y chamber ôl b oherwydd bod amser gollwng y cyrraedd pŵer yn byr ac mae'r llif yn fawr, mae colli pwysau hydrolig o'r egwyddor hwn yn uwch na choli pwysau hydrolig o egwyddor y cwareli blaen cyson-bwysau. Ar hyn o bryd, nid yw'r rhan fwyaf o dorwyr creigiau hydrolig yn defnyddio'r egwyddor hwn.

(3) Egwyddor newid-bwysau cwareli blaen a chwareli ôl

Mae egwyddor newid-bwysau cwareli blaen a chwareli ôl wedi'i ddangos yn Ffig. 2-3. O'r diagram hwn, mae'n hawdd gweld mai strwythur cymhleth sydd gan y math hwn o ddyfeisiadau effaith hydrolig, gyda nifer fawr o sylfaeni, sydd yn cynyddu costau cynhyrchu. Felly, nid yw'n cael ei ddefnyddio mewn torwyr creigiau hydrolig heddiw; dal yw'n cael ei ddefnyddio ar rai brandiau o drilliau creigiau hydrolig.

Mae Ffig. 2-3 yn dangos y safle ar ben y cyrraedd pŵer y piston, dechrau'r cyrraedd adferiad. Pan ddechrau'r cyrraedd adferiad, mae olew uchel bwysau o'r cwarel canolbwynt y gwerthfach yn mynd i mewn i'r cwarel blaen y piston a trwy'r cwarel chwith a phort 1 y silindr, gan bwyso'r piston i'r dde. Mae'r olew yn y cwarel ôl b yn cael ei dadlwytho i mewn i'r tangen olew trwy bort cylindrau 5 a'r chamber dde'r valve. Yn ystod y strôc adfer, pan fydd y rhedegwr chwith yn mynd heibio bort 2 ar gorff y cylindr, mae olew gwerth uchel trwy bort 7 yn rhoi pwysau ar y spool valve i newid i'r dde; mae'r spool valve yn newid yn syth lwybrau olew cyflenwi a dadlwytho'r corff cylindrau — mae bort cylindrau 5 yn mynd i bwysau uchel ac mae bort cylindrau 1 yn mynd i adferiad i'r tangen — felly mae'r piston yn dechrau arafu, sydd yn gostwng yn gyflym i sero, ac yn newid i gyflymu strôc y pŵer. Pan fydd strôc y pŵer piston yn cyrraedd y pwynt effaith, mae'r clogwyn canolog ar y piston yn cysylltu bortiau cylindrau 2 a 3, mae portiau 4 a 5 yn cysylltu, mae'r ochr chwith o'r spool valve yn cysylltu drwy bort 7 â phortiau 2 a 3 i adfer olew, ac mae port 6 ar yr ochr dde o'r spool valve yn cysylltu drwy bortiau 4 a 5, yr ochr dde o'r valve a'r chamber rhyngol, â phwysau uchel, gan achosi i'r spool newid i'r chwith, newid lwybrau olew cyflenwi a dadlwytho'r cylindr, ac yn cwblhau un cylch gweithio o'r piston. Mae'r piston a'r spool y dyfeisiad effaith hydrolig yn dychwelyd i'r sefyllfa a ddangosir yn Ffig. 2-3 — dechrau strôc adfer. O'r fath, mae'r torriad creigiau hydrolig, trwy symudiad cyfnewidiol parhaus y piston, yn allforio egni effaith allanol yn barhaus, gan gwblhau gwaith effaith yn effeithlon.

Mae'r tri egwyddor gweithio llawn hyliffol a ddisgrifir uchod yn cael eu defnyddio'n gyfredol mewn drilliau carreg hyliffol, torriadau carreg hyliffol, a mecanweithiau effaith hyliffol eraill, ond mae torriadau carreg hyliffol yn dal i ddefnyddio'r egwyddor gweithio cyfun hyliffol-gofnodiad yn fwy cyffredin.

2.2.2 Egwyddor Gweithio Cyfun Hyliffol-Gofnodiad

O ddadansoddiad yr egwyddor gweithio llawn hyliffol, gallwn weld bod yr holl ynni effaith o fecanwaith effaith hyliffol llawn yn cael ei ddarparu gan system hyliffol. Fodd bynnag, wrth i'r defnydd o dorriadau carreg hyliffol llawn gynyddu ac yn ystod y datblygiad o ymchwil, gafwyd bod colli hyliffol yn fawr iawn, sydd yn cyfyngu ar welliannau pellach yn y rhaglenni. Rhaid i'r olew llynddu trwy'r llwybrau o fewn corff y silindr fynd yn erbyn walau'r twll, ac mae'r colli hyliffol a achosir gan groesliniadau, newid diamedr, a newid cyfeiriad llif yn sylweddol; yn fwy yw'r llif, yn fwy yw'r colli, ac mae hyn yn enwedig difrifol yn ystod y strôc pŵer.

Ar hyn o bryd, defnyddir y prif egwyddor gweithio cyfunedig hidrolic-gas i dorri carreg hidrolic sydd angen egni taro mawr a threfn isel, a hefyd i gyrraedd piling hidrolic.

I wella effeithlonrwydd, ar ôl ymchwil eang, fe wnaeth pobl ddarganfod dull syml a effeithiol: defnyddio nwy a olew ynghyd i ddarparu'r egni taro ar gyfer y toriadur carreg hidrolic. Mae hyn yn lleihau'r llif sydd ei angen yn y strôc pŵer — gan leihau colli hidrolic a gwella effeithlonrwydd gweithio — felly'r toriadur carreg hidrolic cyfunedig hidrolic-gas.

Mae egwyddor strwyctu'r toriadur carreg hidrolic cyfunedig hidrolic-gas yn syml iawn: dim ond ychwanegu aer i'r cymylgell aer c yn y tri egwyddor hydrolig pur a nodir uchod â nitrogên yn rhagwedd benodol. Oherwydd bod nitrogên yn bodoli nawr, pan mae'r pistyn yn gwneud y symudiad adfer, mae'r nitrogên yn cael ei gwasgu ac mae'r egni yn cael ei storio; pan fydd y symudiad pŵer yn digwydd, ryddir yr egni hwn ynghyd â'r olew i gyrraedd y pistyn, gan gyrraedd egni cineyddol ar bwynt y taro, a'i newid i egni taro. Mae'n amlwg fod rôl y nitrogên yn lleihau'r swm o olew sydd angen ei ddefnyddio yn ystod y symudiad pŵer, gan leihau defnyddio'r olew a felly cyrraedd colliadau hydrolig is na chyffredin a effeithlonrwydd uwch.

O'i gymharu â chryfder carreg hydrolig pur, mae arwynebedd y cysgodfa ôl y pistyn sydd yn cynnal pwysedd effeithiol b mewn toriadur carreg oléwiau cyfunol hydrolig-gwydradur, mae'r arwynebedd effeithiol sydd yn cynnal gwasgedd yn cael ei leihau. Mae'r lleihad yn yr arwynebedd effeithiol sydd yn cynnal gwasgedd yn olygu llai o olew sydd ei angen yn y strôc pŵer a colliannau hydrolig is, ac mae hyn yn y prif reswm am y datblygiad cyflym i doraiduriau carreg oléwiau cyfunol hydrolig-gwydradur yn y blynyddoedd diwethaf. Mae toraiduriau carreg oléwiau cyfunol hydrolig-gwydradur yn defnyddio bron i gyd y prifysgol gweithredu cyson-gwasgedd y chamber flaen; mae hyn hefyd yn nod sylfaenol y math cyfunol hydrolig-gwydradur.

2.2.3 Egwyddor Gweithredu Nitrogên-Brychiant

Nid yw egwyddor gweithredu toriadur carreg oléwiau nitrogên-brychiant yn wahanol sylfaenol i egwyddor gweithredu toriadur carreg oléwiau cyfunol hydrolig-gwydradur; mae'r paramedrau strwythurol ar y pistyn yn wahanol yn unig. Mae'r gwahaniaeth allweddol yn bodoli yn y ffaith fod diametrau'r pistyn blaen a'r pistyn cefn yn hafal, h.y. d ₂ = d ₁, ac fe'i darperir yr holl ynni taro gan nitrogên.

Mae cydraddoldeb diametrau pistynau'r blaen a'r cefn yn nod pwysicaf y torrwr creadigol hydrolig sydd â nitrogen-brychiant. Yn ystod y gweithrediad pŵer, nid oes angen olew ar y chamber cefn, ac y gellir darparu'r holl ynni taro gan nitrogen. Wrth hynny, caiff yr ynni wedi'i storio gan nitrogen ei darparu gan y system hydrolig yn ystod y gweithrediad adferiad, ac yn cael ei drosi i ynni cineyddol y gweithrediad pŵer. Felly, yn y ddadansoddiad terfynol, mae'n dal yn ynni hydrolig sydd yn cael ei drosi — ond trwy gwasgu'r cyfrwng nwy a storio'r ynni, mae'r ynni nitrogen wedi'i storio yn cael ei ryddhau yn ystod y gweithrediad pŵer ac yn cael ei drosi i ynni mecanegol y pistyn.

Rhaid nodi nad yw'r egwyddor cyson-gwasanaeth ystafell flaen yn unig yn gallu cael ei gymhwyso i dorri gerrig hydrolig sydd â nitrogên, naill ai'r egwyddor cyson-gwasanaeth ystafell ôl na'r egwyddor newid-gwasanaeth ystafell flaen a chyferbyn. Mae'r rheswm yn amlwg unwaith eu bod yn deall nodwedd y pistyn sydd â d ₂ = d ₁.