Astudiau Cinemategaeth Tlodi Cerrig Hidrolegol

4.1 Nodweddion Cynemategol a Chyfernod Nodwedd α

Mae'r adran hon yn ymchwilio'n bennaf i natur geometrig a nodweddion symudiad piston y torrwr carreg oléwol, fel bod symudiad y piston yn dod yn rhesymedigach ac yn mynd rhagddo yn ôl patrwm symudiad yr ydym yn ei bennu, gan gyrraedd y canlyniadau gorau o ran symudiad.

I astudio cynemategol piston y torrwr carreg oléwol, rhaid sefydlu dwy amod yn glir:

(1) Rhaid sicrhau fod cyflymder y piston pan fo'n taro'r pen clocyn i gyrraedd y cyflymder uchaf a bennir v _m . Mewn geiriau eraill, wrth astudio cynemategol, v _m yw gwerth sefydlog; dim matter pa batrwm sydd gan y piston, rhaid i'w gyflymder pan fo'n taro'r pen clocyn fod yn y cyflymder uchaf a bennir v _m . Dim ond yn yr achos hwn y gall y torrwr carreg oléwol gyrraedd yr ynni taro gofynnol W _H .

(2) Cyfnod symudiad y piston T yw hefyd gwerth sefydlog, gan sicrhau felly amlder y taro f _H gan y torrwr carreg oléwol.

Mae Ffig. 4-1 yn dangos y diagram cyflymder gweithio llinol o'r pistyn. M mae gan bwynt v _m , 0); mae gan bwynt E cyfesurynnau (0, T ); mae gan bwynt N cyfesurynnau (− v _m , T ). Mae'n cysylltu'r pwyntiau M a E yn ffurfio'r triongl △MOE yn y system v –t cyfesurynnau, sydd â'i ddau ochr ongl sgwâr yn cyfateb i'r cyflymder uchaf o symudiad y pistyn at bwynt y taro a chyfnod symudiad y pistyn T . Cymeryd unrhyw bwynt P (v _mo , T ₂^′) ar linell Me , ac yn uno PO a PN, yna mae PN yn croesi'r t -echsel yn K . Pwynt K ar echsel amser yn rhannu cyflwyniad symudiad y pistyn T yn ddau ran: T ₁a T ₂. Clir T ₁ + T ₂ = T , gan ffurfio dau driongl △OPK a △ENK.

Mae'n hawdd dangos bod arwynebeddau'r ddau driongl hyn yn hafal, h.y. △OPK = △ENK, sy'n rhoi v _mo T ₂/ 2 = v _m T ₁/ 2. Yn amlwg, yn y v –t diagram, y ardal a gynhwysir gan △OPK yw strôc dychwelyd y piston, a'r ardal a gynhwysir gan △ENK yw strôc pŵer y piston. Mae'r strôc pŵer yn cyfateb i'r strôc dychwelyd mae hyn yn cael ei roi. Mewn geiriau eraill, cwrw O –P –K yn cynrychioli amrywiad cyflymder y piston ar y trac adfer; cwrw K –N –E yn cynrychioli amrywiad cyflymder y piston ar y trac pŵer.

Cwrw O –P –K –N –E yn cynrychioli newid cyflymder y piston yn ystod cylch symudiad T . Mae'r piston yn dechrau'r strôc dychwelyd o bwynt effaith O lle mae'n cysylltu â'r gwawd y chwmp, cyflymu o v = 0 i bwynt P newid falf (pan fydd cyflymder y piston yn cyrraedd cyflymder y trac dychwelyd uchaf v _mo ) — mae'r pistyn yn dechrau arafu, ac yn gwerthoedd ei gyflymder yn dibynu'n gradually ar v = 0, gan gyrraedd y canolbwynt uchaf (diwedd y strôc adferiad). Yna mae'r pistyn yn dechrau cyflymu strôc y pŵer; pan mae'r cyflymder yn cynyddu i v = v _m , mae'n taro'r olwg o'r chisel yn union, ac yn syrthio'r cyflymder yn uniongyrchol i sero ( v = 0), ac mae'r pistyn yn dychwelyd i'r pwynt cychwyn ei symudiad, gan gwblhau un cylch.

Rhaid nodi fod pan mae'r cyflymder uchaf a'r cylch o biston torri carregau hydrolig yn sefydlog, rhaid i'r cyflymder uchaf ar strôc adferiad v _mo gael ei leoli ar y M –E llinell gymorth, h.y. yn y pwynt P . Gallwn amrywio nad yw yna anfeidredd o bwyntiau P ar y llinell M –E , sy'n golygu anfeidredd o gyflymdrau uchaf ar strôc adferiad v _mo , h.y. cromliniau mudiant cyfriol anfeidrol — mae gan y cyfriol paternau mudiant anfeidrol i'w dewis. Rhaid, wrth hynny, dewis y patrwm mudiant gorau. Mae hwn yn broblem ddylunio optimeiddio i'w astudio mewn pennodau nes ymlaen.

Gall ymchwiliad dyfnach i batrwm mudiant y cyfriol gael ei wneud trwy ddadansoddi Ffig. 4-1. I wneud hyn, o △MOE ∞ △PFE, rhoddir:

v _m / v _mo = T \/ ( T ₁ + T ₂^″) (4.1)

O △PFK ∞ △ENK:

v _m / v _mo = T ₁ / T ₂^″                                                                   (4.2)

Felly:

T \/ ( T ₁ + T ₂^″) = T ₁ / T ₂^″                                                           (4.3)

Ar ôl ail-drefnu:

T ₁ / T = v _mo \/ ( v _m + v _mo ) (4.4)

O'r Hafaliad (4.1) gall cael ei weld yn glir: o ystyried cylch mudiant y cyfriol sefydlog T a'u uchafswm cyflymder v _m , mae'r paternau mudiant gwahanol hynny'n cynnwys cromliniau amrywiad cyflymder gwahanol; mae'r nodwedd sy'n eu gwahaniaethu yn cael ei fynegi fel gwerthoedd gwahanol ar gyflymder uchaf y symudiad adferiad v _mo a'mser y symudiad pŵer T ₁felly, mae'r ddau baramedr hyn yn cynnwys y nodwedd o nodi nodweddion symudiad penodol torri creigiau hydrolig.

Ond nid oes modd cyfyngu ein nodau i dorri creigiau hydrolig unigol; rhaid i ni fynd pellach a chael mynegiad mwy haniaethol sydd yn berthnasol i bob torri creigiau hydrolig. Mae'r mynegiad haniaethol hwn yn berthnasol i bob torri creigiau hydrolig (mechanweithiau effaith hydrolig) ac yn mynegi eu nodweddion symudiad a'u perfformiad gweithredu.

Yn Hafaliad (4.1), gadael:

α = T ₁ / T                                                                                    

Yna mae amser y llwybr pŵer yn:

T ₁ = αT                                                                                (4.5)

Symudwch i mewn i Hafaliad (4.4):

α = v _mo \/ ( v _m + v _mo ) (4.6)

Trwy gyfuno Ffig. 4-1 a'r Hafaliadau (4.5) a (4.6), mae'n hawdd gweld fod α yn gymhareb a newidyn — heb ddimensiwn. Ar gyfer torri creigiau hydrolig â gofynion perfformiad sefydlog, T ydyw'n sefydlog, a phennir hwn gan amlder f _H . Felly α yn newid yn anorfodol â newid T ₁, tra T ₁yn newid â safle'r pwynt P . Mae'r pwynt sydd agosaf P i'r pwynt M , yr hŷn yw T ₁a'r hŷn yw α yr hŷn yw'r pwynt P i'r pwynt E , yr llai yw T ₁a'r llai yw α yw. Gellir cyrraedd yr un casgliad o Hafaliad (4.3). Yn yr hafaliad v _mo yw newidyn tra bod v _m yn gyson a bennir gan ynni'r taro. Felly α yn amrywio â v _mo , tra v _mo yn amrywio â lleoliad pwynt P . Mae'r pwynt sydd agosaf P i'r pwynt M , yr hŷn yw v _mo a'r hŷn yw α yw, ac i'r gwrthwyneb.

Felly, cyrrir at y dealltwriaeth ganlynol: o ystyried v _m a T sefydlog, gall maint v _mo gynrychioli'n benodol nodweddion symudiad y pistyn, tra bod α fel newidyn yn cynrychioli'n haniaethol nodweddion symudiad pob pistyn torri carreg hydrolig. Am y rheswm hwn, rydym yn diffinio α fel cyferiad cymeradwyo cyffredinol y torrwr carreg oléwol. Ar gyfer rhai gofynion optimeiddio ar dorriwr carreg oléwol, α rhaid iddo gael gwerth optimaidd cyfatebol α _u .