Prif Egwyddor Gweithio Bwrdd Torri Carreg Hidrolegol

1.3 Egwyddor Gweithio Sylfaenol Torwyr Carreg Hidrolegol

Mae torrwr creigiau hydrolig yn peiriant effaith sy'n trosi ynni hydrolig i ynni mecanegol. Mae'n cynnwys dau gydran symudol sylfaenol — piston a spool valf dosbarthu — sydd yn rheoli ei gilydd drwy adlewyrchu: mae'r symudiad rhwymedig o'r spool valf yn rheoli cyfnewidiad y piston, a'r piston yn ei dro, ar ddechrau ac yn ôl pob tro, yn agor neu'n cau'r llwybr olew rheoli'r valf, gan gweithredu cyfnewidiad y valf — sydd yn cylchdroi yn y ffordd hon … Prif egwyddor gweithio torrwr creigiau hydrolig yw: trwy'r rheoli adlewyrchu rhwng y piston a'r spool hwn, mae'r piston yn symud rhwymedig yn gyflym dan bwysedd hydrolig (neu nwy) ac yn taro'r clogwyn i wneud gwaith ar y tu allan.

Mae torrwyr creigiau hydrolig yn bodoli mewn nifer fawr o fathau a ffyrdd, a byddant yn cael eu disgrifio yn fanwl yn y pennodau nesaf. Isod, defnyddir y torrwr creigiau hydrolig â chamer sydd â phwysedd sefydlog yn y blaen a chamrau newid pwysedd yn y cefn fel enghraifft i ddisgrifio ei egwyddor gweithio:

Fel y dangosir yn y diagram, pan ddechrau'r strôc adfer, mae olew uchel-gwasgedig yn mynd i mewn i'r cawell flaenol y piston trwy bort olew 1 ac yn gweithio ar yr un pryd ar ben isaf y sglefri valve cyfeiriad, gan gadw'r sglefri yn sefydlog yn y sefyllfa a ddangosir yn y diagram (a). Ar hyn o bryd, mae gan y cawell flaenol y piston olew uchel-gwasgedig; mae'r cawell ôl yn cael ei gysylltu â'r dychweliad T trwy bort olew 4. Dan weithredu gwasgedig olew y cawell flaen, mae'r piston yn cyflymu ar y strôc adfer ac yn cywasgu'r nitrogen sydd wedi'i storio yn y cawell nitrogen (heblaw am y math llawn-hidrolic); mae'r cyrraeddwr yn storio olew. Pan fydd strôc adfer y piston yn cyrraedd porth rheoli 2, mae olew uchel-gwasgedig yn cyrraedd pen uchaf y sglefri. Ar hyn o bryd, mae'r pen uchaf a'r pen isaf y sglefri wedi'u cysylltu â cholofn olew uchel-gwasgedig; oherwydd yn y dylunio mae'r arwynebedd effeithlon ar ben uchaf y sglefri yn fwy na'r arwynebedd effeithlon ar ben isaf y sglefri, mae'r sglefri'n newid i'r sefyllfa a ddangosir yn y diagram (b) dan weithredu olew uchel-gwasgedig. Ar hyn o bryd, mae'r cawell flaenol a'r cawell ôl y piston wedi'u cysylltu â cholofn olew uchel-gwasgedig; mae'r cyrraeddwr yn disgwyl olew i gyflenwi'r system. Dan weithredu'r grym cyfansawdd F_q, mae'r piston yn cyflymu ar y strôc pŵer, yn taro'r chisel, ac yn allforio egni taro. Pan fo'r piston yn mynd heibio'r pwynt taro, mae porthau rheoli 2 a 3 yn cael eu cysylltu a'u cysylltu â'r olew dychweliad T; mae gwasgedig olew pen uchaf y sglefri'n gostwng; dan gwasgedig olew pen isaf, mae'r sglefri'n newid yn gyflym yn ôl i'r sefyllfa a ddangosir yn y diagram (a). Wrth ddychwelyd i'r sefyllfa wreiddiol, mae'r piston yn dechrau strôc adfer, yn mynd i mewn i'r cylch taro nesaf, ac ati'n gylchol. Yn y broses hon, dangosir y berthnasau cysylltiedig rhwng y piston a'r sglefri yn Ffig. 1-2.

O'r Ffig. 1-1 gallwn weld ei fod yn ystwydd gweithredu, gan anwybyddu pwysau'r pistyn a gwrthiant y ffrithiad, bod y grym F_q sy'n yrru'r gwaith taro gan y pistyn yn cynnwys yn bennaf y pwysau hydrolig a phwysau nitrôgên nwy, h.y. F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Mae'r grym yrru F_q yn perthnasol i'r gwahaniaeth rhwng arwynebedd effeithlon y chamberi cynta a'r ôl, pwysau'r olew p, a phwysau chamber nitrôgên p_N. Yn seiliedig ar gymhareb gwahanol rhwng gwaith olew a gwaith nwy, gall tair ffyrdd gweithio ffurfio: hydrolig pur, cyfuniad hydrolig-acsemig, a chyfrwydo nitrôgên.

Hydrolig pur: p_N = 0. Mewn ffyrdd hyn, nid oes gan y torriad carreg hydrolig chamber nitrôgên, ac mae'r pistyn yn cael ei yrru'n llwyr gan y gwahaniaeth rhwng pwysau olew y chamberi uchaf a isaf. F_q = π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Mae'r ffyrdd hyn yn y ffyrdd cynharaf pan gafodd torriadau carreg hydrolig eu cyflwyno am y tro cyntaf.

Cyfuniad hidrolic-gasol: Mewn ffurf fel hon, d₁ < d₂, ac ynghyd â hynny, ychwanegir cawell nitrogen ar ben y pistyn, gan gyflwyno nitrogen i wneud gwaith, p_N > 0. Mae F_q yn cynnwys prif ran o ddau ran: gwahaniaeth pwysedd olew rhwng y cawellau blaen a chynddeiliad, a grym cywasgu-ehangiad nitrogen. F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)]. Mae'r ffurf hon yn y ffurf fwyaf cyffredin presennol o dorriad carreg hidrolic. Yn seiliedig ar gymhareb gwahanol o waith olew a gas yn y grym yrru cyfan, h.y. cymhareb gwahanol o waith gas i waith llygad, gall productau â pherfformiad gwahanol gael eu ffurfio.

Nitrogen-brychiant: Mewn ffurf fel hon, d₁ = d₂, p_N > 0. Mae'r grym hidrolic rhwng y cawellau uchaf a isaf yn sero; mae gwaith y pistyn yn y strôc yrru'n cael ei gyflawni'n llwyr gan bwysedd nwy'r cawell nitrogen. F_q = π/4 · p_N · d₁². Mae'r ffurf hon yn y ffurf diweddaraf o dorriad carreg hidrolic.

Mae pob un o'r tri ffurf yn cynnig mantais a chyfyngiadau, ond mae eu perfformiad cyffredinol yn gwella o genhedlaeth i genhedlaeth. Mae'r math llawn hydrolig, fel y fath o gynnyrch cynharaf pan ymddangosodd torwyr creigiau hydrolig am y tro cyntaf, yn cynnig strwythur syml ac yn gweithio'n ddibynadwy heb angen grym rhoi cyntaf, ond mae ganno raddfa isel o ddefnyddio energi ac ni chaniateir ei ddefnyddio i gynhyrchu cynnyrch mawr. Mae'r math cyfuno hydrolig a gasegol yn briddiad sylweddol dros y math llawn hydrolig: trwy ychwanegu chamber nitrogen ar ben y pistyn, mae'n defnyddio'r energi o'r symudiad adfer yn effeithlon ac yn gwella'r grym taro yn sylweddol; ond mae'r strwythur yn gymhleth ac mae angen grym rhoi cyntaf i'w weithio. Mae torwr creigiau hydrolig nitrogen-eybrydol, o safbwynt yr energi, yn gofyn am dim gwaith olew yn y symudiad pwerus, ac felly mae'n rhagor o gynaliadur; ynghyd â hynny, mae diametrau chamberau'r blaen a'r cefn y pistyn yn hafal, sydd yn datrys y broblem o ddifrifder y cyflenwi olew eiliadol annigonol yn y symudiad pwerus y pistyn yn effeithlon. Fodd bynnag, oherwydd y pwysau uchel iawn o gynllunio'r nitrogen yn y cyfnod cyntaf, mae'r grym rhoi sydd ei angen yn fwy.

1.4 Strwythur Sylfaenol a Chlasurio Torwyr Carreg Hidrolic

1.4.1 Strwythur Sylfaenol Torwyr Carreg Hidrolic

Er bod torwyr carreg hidrolic yn amrywio'n helaeth, maent yn rhannu nodweddion strwythurol cyffredin. Mae'r cyfansoddiad sylfaenol torwr carreg hidrolic yn cynnwys: corff y silindr, pistyn, valve dosbarthu, cyrraeddwr, chamber nitrogên, eistedd y chisel, chisel, boltiau cryfder uchel, a systemau tâl. Mae gwahanol fathau o dorwyr carreg hidrolic yn wahanol yn ychydig yn eu strwythur, ond mae pob torwr carreg yn cynnwys 2 o gydrannau symudol sylfaenol — y pistyn a'r spool valve. Dangosir ei strwythur sylfaenol yn Ffig. 1-3.

(1) Mecanwaith Effaith

Mae torrwr creigiau hydrolig â piston sydd yn hir a thân iawn, sydd yn y cydran mwyaf pwysig. Yn seiliedig ar theori trosglwyddo tonnau strwyth, i drosglwyddo'r ymddangosiad ymgyrchol o'r piston i'r eithaf, mae'r diamedr o'r piston ymgyrchol yn gyffredinol yn hafal i'w lefel neu'n agos i'r diamedr terfynol o ben y chisel, gan sicrhau cysylltiad llawn ar y wyneb taro ac ennill y nod o drosglwyddo'r ynni yn effeithlon. Mae'r cliriad cydweddu rhwng y piston ymgyrchol a'r corff sylindr neu'r swlff sylindr yn barometer technegol iawn bwysig. Os yw'r cliriad yn rhy fawr, bydd gollwyr mewnol cryf iawn yn digwydd, gan achosi bod y grym taro'n annigonol ac efallai hyd at methu'r torrwr creigiau weithio'n arferol; os yw'r cliriad yn rhy fach, gall symudiad y piston fod yn araf neu gall gollyngiad (galling) ddigwydd, wrth i gostau cynhyrchu codi yn dramatig hefyd.

(2) Mecanwaith dosbarthu

Mae torrwr carreg hydrolig yn cynnwys fel arfer foli rhagwerthu sydd yn newid cyfeiriad llif olew hydrolig, trwy y rhagwerthu hwn mae'n rheoli a gyrru symudiad i'r ôl a'r ymlaen o'r piston taro. Mae llawer o ffyrdd i strwycturo'r foli rhagwerthu; yn gyffredinol gellir ei rannu i ddau brif gategori: foli cylchdro a foli cwlwm. Mae foli cylchdro yn gyffredinol yn ysgafn o bwysau, yn defnyddio llai o olew, yn llai o ddiamedr, ac yn cynnwys cliriad cydweddu a cholliad llai; ond mae gan nhw fel arfer strwyctur cam-wraidd, yn anoddach i'w gwneud yn strwycturol, ac yn cynhyrchu colliadau cyfyngu mwy. Mae foli cwlwm yn dyfnach, yn fwy o ddiamedr, ac mae cliriad cydweddu a cholliad hefyd yn fwy; ond mae eu hymweliad strwycturol yn da, mae graddiant arwynebedd agored yn fawr, ac mae colliadau cyfyngu yn lai. Mae cliriad cydweddu rhwng y spool foli a'r corff foli neu'r cwlwm foli yn un o'r paramedrau technegol pwysicaf yn y cynhyrchu torrwyr carreg hydrolig; bydd cliriadau sydd yn rhy fawr neu'n rhy fach yn achosi i'r foli methu gweithio'n normal.

(3) Mecanwaith sefydlu gwasgedd y cyrraeddwr

Mae'r rhan fwyaf o dorwyr creigiau hydrolig yn cynnwys un neu fwy o gyrraeddwr, sydd yn chwarae rôl mewn storio energi a sefydlu gwasgedd. Mae torwr creigiau hydrolig yn gwneud gwaith allanol dim ond yn y strôc pŵer; mae'r strôc adferiad yn paratoi ar gyfer y strôc pŵer. Pan mae'r pistyn yn dychwelyd, mae'r olew hydrolig yn mynd i mewn i'r cyrraeddwr dan wasgedd sydd yn uwch na wasgedd y cawell llwytho, ac yn cael ei storio fel energi potensial yr olew yn y cyrraeddwr. Fe'i ryddir yn y strôc pŵer y pistyn, gan drosi'r rhan fwyaf o'r energi o'r strôc adferiad yn energi taro. Felly, mae'r cyrraeddwr yn chwarae rôl mewn gwella effeithlonrwydd y system, wrth leihau hefyd y taroau gwasgedd a'r plygiadau llif a achosir gan newid y sglefyl valf dosbarthu.

(4) Mecanwaith actio

Mae'r clyrrydd yn gydran y rhewyr creigiau hydrolig sydd yn gweithredu, sydd yn gwneud gwaith allanol, gan weithio'n uniongyrchol ar yr eitem gwaith; mae'n rhan sydd yn taro, sydd angen resistiad da i'w gwrthsefyll, crynach o'r tu allan a chryfach o'r tu mewn, ac sydd â chrynedd sydd yn newid yn raddol o'r tu allan i'r tu mewn. Er mwyn addasu i amgylchiadau gwaith amrywiol a rhai gweithio, mae clyrryrdd yn bodoli mewn ffyrdd pwyntiog, sgwâr, lledr a pen llafn.

(5) Mecanwaith atal tanio gwag

Oherwydd bod torriwr carreg oléwol yn cynhyrchu egni gwrthdrawiad mawr, os caiff y pistyn ei ganiatáu i dorri'r corff silindr yn uniongyrchol, bydd hyn yn achosi damwain difrifol i gorff y torriwr carreg — gan gynhyrchu gweithredu gwag. Mae strwythur atal gweithredu gwag yn cynnwys ychwanegu cymylr llygad oléwol ar flaen corff y silindr. Pan nad yw'r chisel wedi cyffwrdd â'r carreg a symud ymlaen, mae'r pistyn gwrthdrawiad yn mynd i mewn i'r cymylr gwrthdrawiad, gan wasgu'r olew o fewn ac yn ymddangos yn ymddwyn fel ystafell gwrthdrawiad, gan gynnal diogelwch cyffredinol y peiriant. Ar yr un pryd, mae'r mynediad olew i'r cymylr blaen yn cael ei gau, felly dan ddylanwad y graddiant a'r weithredu nitrogen yn y rhan ôl, nid oes modd i'r pistyn ymddychwelyd; dim ond pan fydd y chisel yn cyffwrdd â'r carreg eto a'n rhoi pwysau mwy ar y llaw, y bydd y pistyn gwrthdrawiad yn ei bhei o'r cymylr gwrthdrawiad, ac yna gall olew uchel bwysedd fynd i mewn i'r cymylr blaen, gan ganiatáu parhau i weithio'n arferol. Fel sydd wedi dangos yn Ffig. 1-4, ar ôl i'r torriwr carreg oléwol dorri'r gwrthrych dan y toriad, gall y pistyn weithredu gwag o uchaf 1 i 2 waith cyn sefyll. Mae angen i'r gweithredwr ail-ddewis y pwynt gwrthdrawiad, wasgu'r chisel yn gryfach, ychwanegu pwysau, a phan fydd y chisel yn ei bhei'r pistyn i ffwrdd o'r mynediad olew i'r cymylr isaf, y gellir dechrau gweithio eto.

(6) Mechanweithiau eraill

Mae mecanweithiau eraill y torrwr carreg oléwchol yn cynnwys: fframwaith cyswllt, mecanwaith gwrthdroi chwyddo, system tôni, system llygredd awtomatig, ac ati.

1.4.2 Dosbarthiad o Dorrwyr Carreg Oléwchol

Mae nifer fawr o fathau o dorrwyr carreg oléwchol a nifer fawr o ffyrdd o'u dosbarthu. Mae'r prif ffyrdd o ddosbarthu yn y canlynol:

(1) Dosbarthiad yn ôl dull gweithredu

Mae torrwyr carreg oléwchol yn cael eu dosbarthu yn ôl dull gweithredu i'r rhai sydd wedi'u lleoli ar gariadur a'r rhai sydd i'w defnyddio â llaw. Mae'r rhai sydd i'w defnyddio â llaw yn torrwyr carreg bach, a elwir hefyd yn chisel oléwchol; mae eu màs yn gyffredinol is na 30 kg, maent yn cael eu gweithredu â llaw, maent yn cael eu pweru gan orsaf bomp oléwchol benodol, ac yn gallu amnewid gweithrediadau chisel awyrgylchol yn eang. Mae'r rhai sydd wedi'u lleoli ar gariadur yn torrwyr carreg canolig a mawr, sydd wedi'u gosod yn uniongyrchol ar y bôm o gynhyrchion eglurhaol oléwchol, llwythwyr, a pherthnau oléwchol eraill, gan ddefnyddio'r system pweru, y system oléwchol, a'r system symudiad bôm y gariadur i wneud gweithrediadau.

(2) Classifiadu yn ôl cyfrwng gweithio

Mae torrwr carreg oléwol clasir yn ôl cyfrwng gweithio i dri phrif gategori: rhai oléwol pur, rhai sydd â chyfuniad oléwol a threchu, a rhai sydd â chyferiadau nitrogên. Mae'r mathau oléwol pur yn dibynio'n llwyr ar bwysedd olew oléwol i yrru'r pistyn i weithio; mae'r mathau sydd â chyfuniad oléwol a threchu yn dibynio ar olew oléwol a nitrogên cywasgedig yn y rhan ôl i yrru'r pistyn i weithio yn unigol; mae'r mathau sydd â chyferiadau nitrogên yn dibynio'n llwyr ar y groesiad sydyn o nitrogên yn y chamber nitrogên ôl i bwyso'r pistyn i wneud gwaith.

(3) Classifiadu yn ôl dull adrodd

Rhennir torwyr creigiau hydrolig yn ôl y dull a ddefnyddir i roi adborth yn toriadau adborth a phwysedd adborth. Mae'r gwahaniaeth yn y ffordd y casglir arwydd adborth i newid cyfeiriad y valve dosbarthu. Mae torwyr creigiau hydrolig â thoriad adborth yn dibynio ar agor a chau'r piston i gylchreithiau adborth olew uchtpwysedd yn y toriad i reoli newid cyfeiriad y valve dosbarthu; gall safleoedd y cylchreithiau adborth gael eu gosod yn unig yn rhigid, ac oherwydd cyfyngiadau strwythurol, gellir gosod y cylchreithiau adborth mewn uchafswm o 3; felly nid oes modd i dorwyr creigiau hydrolig â thoriad adborth gyrraedd addasiad camnadol o amlder taro. Mae torwyr creigiau hydrolig â chyfeiriad adborth yn dibynio ar gasglu pwysedd y system neu bwysedd y chamber nitrogen yn ôl y piston i reoli newid cyfeiriad y valve dosbarthu; wrth i'r piston fynd i mewn i'r chamber nitrogen, mae pwysedd y chamber nitrogen yn newid yn barhaus, ac ar ôl i'r sensör pwysedd sydd wedi'i osod yn y chamber ddarganfod pwysedd rhagosod, mae'r valve'n newid cyfeiriad trwy reoli microgymhwyser; gan fod pwysedd newid cyfeiriad gellir ei osod yn rhagofynedig, gellir cyrraedd addasiad camnadol gan dorwyr creigiau hydrolig â chyfeiriad adborth.

(4) Classurioedd yn ôl dull dosbarthu

Yn seiliedig ar ffurf y falf dosbarthu, gellir eu rhannu i ddau brif gategori: falf tri-chyfeiriad â thâl un wyneb a falf pedwar-chyfeiriad â thâl dwy wyneb. Mae'r ffyrdd strwythuol â thâl un wyneb yn cynnwys mantais y llwybrau olew syml a'r rheoli hawdd; yn ymarferol, maent yn cael eu defnyddio'n gymharol cyffredin. Gellir rhannu'r ffyrdd strwythuol â thâl un wyneb i fathau â thâl ystafell flaen a thâl ystafell ôl; o'r rhain, mae gan ffyrdd â thâl ystafell flaen y diffygion o gwrdd sychu mawr a gwrdd tâl olew, felly mae'r ffyrdd cyffredinaf presennol yn y ffyrdd â thâl ystafell flaen dan bwysedd cyson a thâl ystafell ôl. Gelwir y falf pedwar-chyfeiriad â thâl dwy wyneb hefyd yn y math gweithredol dwbl; ei nodwedd yw nad oes ganddo ystafell bwysedd cyson, ac mae pwysedd y ystafellau blaen a ôl yn newid yn eithafol rhwng uchel a isel; ond oherwydd cydraddiad cymhleth llwybrau olew y ffyrdd strwythuol â thâl dwy wyneb, nid yw'n gyffredin.

(5) Classifiadur yn ôl trefniad y falf dosbarthu

Yn seiliedig ar drefniad y falf dosbarthu, gellir eu classifiadu fel dau fath: mewn-moswraeth a allwedd-moswraeth. Gellir rhannu'r math mewn-moswraeth yn bellach i fath cilindrog a math cwlwm. Mae mecanweithiau dosbarthu mewn-moswraeth wedi'u hanerchi â chorff y silindr mewn un, ac maent yn cynnwys strwythur cympact; mae mecanweithiau dosbarthu allwedd-moswraeth yn annibynnol o'r corff silindr, ac maent yn cynnwys strwythur syml a chynnydd hawdd o gynnal a newid.

Ychwanegol, yn seiliedig ar lefel sŵn, gellir eu classifiadu fel mathau isel-sŵn a mathau safonol; yn seiliedig ar ffurf y gorchudd allanol, gellir eu classifiadu fel torwyr creigiau triongl, torwyr creigiau'n tebyg i glosfain, a thorwyr creigiau cau, ac ati. Crynhoir y meysydd amrywiol o grefyddio yn Ffig. 1-5.