Schémas de mouvement du piston

4.3 Schémas de mouvement du piston

À partir de l’analyse ci-dessus du diagramme de vitesse, les conclusions suivantes concernant les schémas de mouvement du piston peuvent être tirées.

(1) Le diagramme de vitesse du piston se compose de deux triangles : un triangle rectangle pour le diagramme de vitesse de la phase de détente, et un triangle quelconque (non rectangle) pour le diagramme de vitesse de la phase de retour.

(2) Puisque la course de détente est égale à la course de retour, les aires des deux triangles doivent être égales.

(3) La vitesse pendant la phase de freinage en retour et la phase de puissance suit une seule ligne droite sur le diagramme des vitesses. Ceci s’explique par le fait que, après le basculement de la soupape de piston en phase de retour, la soupape reste dans la même position pendant la phase de freinage en retour et la phase de puissance, et que la force exercée sur le piston est identique.

(4) Un principe fondamental de conception des brise-roches hydrauliques : dans toutes les conceptions réalisables, la vitesse maximale du piston v _m (énergie de choc L _H ) et la durée d’un cycle T (fréquence de choc f _H ) doivent être constantes, car elles sont imposées par la spécification de conception et ne peuvent être modifiées.

(5) Paramètres cinématiques : distance d’accélération en phase de retour S _j , temps d’accélération en phase de retour T ₂^′et vitesse maximale en phase de retour v _mo sont tous extrêmement utiles pour la commande du brise-roche hydraulique, car ils correspondent tous au point de commutation de la soupape en phase de retour. Pour les brise-roches hydrauliques à rétroaction de course, S _j est la base permettant de déterminer la position du trou de rétroaction et s’avère très utile pour la conception des brise-roches hydrauliques. En ce qui concerne T ₂^′et v _mo , aucun produit de brise-roche hydraulique n’utilise actuellement ces deux paramètres pour commander le brise-roche, mais la méthode est réalisable et mérite d’être étudiée.

(6) Comparaison de toutes les conceptions envisageables du point de vue cinématique (c’est-à-dire le point P et le point F à différentes positions), v _m et T sont identiques dans toutes les conceptions. La seule différence réside dans le rapport de T ₁à T ₂sur T (P se trouve sur Moi ), ainsi que dans les vitesses maximales différentes de la course de retour v _mo .

Sur la base de l’analyse ci-dessus, si l’on considère une conception du point de vue cinématique, comme v _m et T sont tous deux déterminés par les paramètres de performance, le concepteur dispose de très peu de marge de manœuvre. Une « conception » consiste tout simplement à répartir correctement T ₁et T ₂dans T bien que v _m et T fixe — rien de plus. De cette manière, la conception du brise-roche hydraulique devient très simple : il suffit de diviser le cycle de mouvement du piston T en deux parties, et l’on obtient une conception réalisable. Toutefois, la détermination de ce rapport de division implique une grande profondeur technique, notamment le problème d’optimisation de la conception. Une fois ce rapport déterminé, l’ensemble de la conception est entièrement défini. Ainsi, le rapport de durée de la phase de puissance α constitue le seul paramètre capable de représenter une conception réalisable et possédant une applicabilité universelle.

Le rapport de durée de la phase de puissance α est également couramment appelé coefficient caractéristique cinématique. Comme le coefficient caractéristique cinématique α est sans dimension et exprime les caractéristiques cinématiques, il est défini comme une variable de conception abstraite ; chacune de ses valeurs spécifiques représente une conception donnée, et les caractéristiques qu’il exprime s’appliquent pleinement à tous les brise-roches hydrauliques, quelles que soient leur taille et leur référence.

Les recherches ci-dessus montrent que tous les paramètres cinématiques sont des fonctions de α les paramètres de dynamique, les paramètres structurels, etc., peuvent également être exprimés en fonction de α je suis désolé. Alors, ce que les autres propriétés font α le rapport de la Commission sur les prix de l'énergie est un excellent ouvrage. D'après la figure 4-1 et l'équation. (4.5) on peut voir clairement ce qui suit:

1) Quand T ₁= 0, α = 0; ceci est indiqué sur la Fig. 4-1 par point P coïncidant avec le point E je suis désolé. La surface de △ENK, c'est-à-dire le tracé S = 0; un mouvement à course nulle ( α = 0) n'existe pas dans la réalité S = 0 n'a aucune signification physique.

2) Lorsque v _mo = v _m , à partir de l’équation (4.6), α = 0,5. Dans la figure 4-1, cela est illustré par le point P coïncidant avec le point M ; le point K coupe exactement en deux la ligne O –E , c’est-à-dire T ₁ = ½ T . Dans la figure 4-1, le point F coïncide avec le point O , ce qui donne T ₂^′ = 0, c’est-à-dire que la durée d’accélération de la phase de retour est nulle — ceci est également impossible et n’a aucune signification physique.

3) Lorsque le temps d’accélération de la course de retour est égal au temps de freinage de la course de retour, c’est-à-dire T ₂^′ = T ₂^″, le diagramme des vitesses de la course de retour est manifestement un triangle isocèle. Le coefficient cinématique caractéristique pour ce diagramme des vitesses de forme particulière est α = 0,4142. À partir de la figure 4-1, α = 0,4142 peut être déduit sans difficulté. Ce résultat trouve également des applications dans l’étude des casse-roches hydrauliques à explosion azotée.

Il ressort clairement de ce qui précède que la plage de variation de α est comprise entre 0 et 0,5 ; et comme α = 0 et α = 0,5 n’ont aucune signification physique, il faut nécessairement que 0 < α < 0,5. La variable de conception abstraite optimale obtenue à partir de différents objectifs d’optimisation doit également satisfaire la condition 0 < α _{je vous en prie.} < 0,5.