Pisteen liikemallit

4.3 Pisteen liikemallit

Edellä esitetyn nopeusdiagrammin analyysin perusteella voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset pisteen liikemalleista.

(1) Pisteen nopeusdiagrammi koostuu kahdesta kolmiosta: suorakulmaisesta kolmiosta voimakäynnistysvaiheen nopeusdiagrammia varten ja yleisestä (ei-suorakulmaisesta) kolmiosta palautusvaiheen nopeusdiagrammia varten.

(2) Koska voimakäynnistysvaihe on yhtä pitkä kuin palautusvaihe, kahden kolmion pinta-alat ovat yhtä suuret.

(3) Nopeuden muutos palautusliikkeen jarrutusvaiheessa ja työliikkeen vaiheessa noudattaa nopeusdiagrammissa yhtä suoraa viivaa. Tämä johtuu siitä, että pistonaupan kytkentä palautusliikkeen aikana tapahtuu, ja palautusliikkeen jarrutusvaiheessa sekä työliikkeen vaiheessa venttiili pysyy samassa asennossa ja pistoon vaikuttava voima on sama.

(4) Tärkeä periaate hydraulisten kallionmurtojen suunnittelussa: kaikissa mahdollisissa suunnitelmissa pistoon suurin nopeus v _m (iskuenergia L _H ) ja kierrosaika T (iskutaajuus f _H ) ovat vakioita, koska ne määritellään suunnittelutehtävässä eikä niitä voida muuttaa.

(5) Kinematiikkaparametrit: palautusliikkeen kiihdytysmatka S _j , palautusliikkeen kiihdytysaika T ₂^′ja suurin palautusliikkeen nopeus v _mo ovat kaikki erinomaisen hyödyllisiä hydraulisen kallionmurron ohjaukseen, koska ne kaikki liittyvät suoraan palautusliikkeen venttiilin kytkentäpisteeseen. Iskun takaisinkytkentää käyttävissä hydraulisissa kallionmurroissa, S _j on perusta palautesuun paikan määrittämiselle ja erinomaisen hyödyllinen hydraulisten kallionmurtojen suunnittelussa. Mitä tulee T ₂^′ja v _mo :hen, mikään nykyinen hydraulinen kallionmurto ei käytä näitä kahta parametria murton ohjaamiseen, mutta menetelmä on toteuttamiskelpoinen ja tutkimisen arvoinen.

(6) Vertaillaan kaikkia mahdollisia suunnitelmia kinematiikan näkökulmasta (eli pisteen P ja pisteen F sijainnit eri paikoissa), v _m ja T ovat kaikissa suunnitelmissa samat. Ainoa ero on suhde T ₁to<br> T ₂in T (P sijaitsee ME :llä sekä siitä johtuvat erilaiset maksimipalautusliikkeen nopeudet v _mo .

Edellä esitetyn analyysin perusteella, jos suunnitelmaa tarkastellaan kinematiikan näkökulmasta, koska v _m ja T määrittyvät molemmat suorituskyvyn parametreilla, suunnittelijalla on jäljellä hyvin vähän vapautta. Niin sanottu suunnittelu on pelkkä kysymys oikeasta jakautumisesta T ₁ja T ₂ennen kuin T vaikka toimivat hyvin kylmässä säädessä, niiden suojelemiseksi tarvitaan joitakin insinöörien huomiota. Joitakin kustannuksia ovat tilojen rakentaminen suojatakseen koneet alkiosta. Niitä tulisi tarkastella ja huoltaa säännöllisesti varmistaakseen, että mahdolliset ongelmat havaitaan ajoissa. Kunnollinen ilmavaihto on avain asetuksen ylittymisen estämiseksi korkeassa lämpötilassa. v _m ja T kiinteä — enempää ei ole. Tällä tavoin hydraulisen kallionmurtaimen suunnittelu yksinkertaistuu huomattavasti: riittää jakaa työntimen liikekaari kahtia T ja saadaan toteuttamiskelpoinen suunnittelu. Mutta tämän jakosuhteen määrittäminen vaatii huomattavaa teknistä syvyyttä, mukaan lukien optimointisuunnitteluongelma. Kun jakosuhde on määritetty, koko suunnittelu on täysin määritelty. Siksi työntövaiheen aikasuhteella α on yksi parametri, joka voi edustaa toteuttamiskelpoista suunnittelua ja jolla on yleinen sovellettavuus.

Työntövaiheen aikasuhde α on myös yleisesti kutsuttu kinemaattiseksi ominaiskerroin. Koska kinemaattinen ominaiskerroin α on dimensioton ja ilmaisee kinemaattisia ominaisuuksia, se määritellään abstraktina suunnittelumuuttujana; sen jokainen tietty arvo edustaa yhtä suunnittelua, ja sen ilmaisemat ominaisuudet ovat täysin sovellettavissa kaikkiin kokoisiin ja malleihin kuuluviin hydraulisiin kallionmurtaimiin.

Yllä oleva tutkimus osoittaa, että kaikki kinemaattiset parametrit ovat funktioita α ; samoin dynaamiset parametrit, rakenteelliset parametrit jne. voidaan kaikki esittää funktiona muuttujasta α itse omistaa, ja mikä on sen arvoalue? α kuvasta 4-1 ja yhtälöstä (4.5) voidaan selvästi havaita seuraavaa:

1) Kun T ₁ = 0, α = 0; tämä näkyy kuvassa 4-1 pisteiden P yhtyessä pisteeseen E . Kolmion △ENK pinta-ala eli iskunpituus S = 0; nollaiskun liike ( α = 0) ei ole olemassa todellisuudessa — S = 0 ei ole fysikaalisesti merkityksellinen.

2) Kun v _mo = v _m , yhtälön (4.6) mukaan α = 0,5. Kuvaan 4-1 tämä on merkitty pisteellä P yhtyessä pisteeseen M ; piste K jakaa tasan O –E viivan, ts. T ₁= ½ T . Kuvaan 4-1 piste F yhtyy pisteeseen O , mikä antaa T ₂^′= 0, eli paluuliikkeen kiihtyvyyden kesto on nolla — tämä on myös mahdotonta ja sillä ei ole fysikaalista merkitystä.

3) Kun paluuliikkeen kiihtyvyyden kesto on yhtä suuri kuin paluuliikkeen jarrutuksen kesto, eli T ₂^′ = T ₂^″, paluuliikkeen nopeusdiagrammi on ilmeisesti tasakylkinen kolmio. Tämän erityismuotoisen nopeusdiagrammin kinemaattinen ominaiskerroin on α = 0,4142. Kuviosta 4-1 voidaan johtaa α = 0,4142 ilman vaikeuksia. Tätä tulosta voidaan hyödyntää myös typpikaasua käyttävien hydraulisten kalliorikkureiden tutkimuksessa.

Tästä nähdään selvästi, että α :n arvoalue on 0–0,5; ja koska α = 0 ja α = 0,5 eivät molemmat ole fysikaalisesti mielekkäitä, on oltava 0 < α < 0,5. Eri optimointitavoitteista saatu optimaalinen abstrakti suunnittelumuuttuja täyttää myös ehdon 0 < α _u < 0,5.