A dugattyú mozgásmintái

4.3 A dugattyú mozgásmintái

A fenti sebességdiagram-elemzés alapján a következő következtetések vonhatók le a dugattyú mozgásmintáiról.

(1) A dugattyú sebességdiagramja két háromszögből áll: egy derékszögű háromszög a munkaütem sebességdiagramjából, és egy általános (nem derékszögű) háromszög a visszatérő ütem sebességdiagramjából.

(2) Mivel a munkaütem hossza megegyezik a visszatérő ütem hosszával, a két háromszög területének egyenlőnek kell lennie.

(3) A visszatérő ütés fékezési fázisa és az erőütés fázisa során a sebesség egyetlen egyenes vonalat követ a sebességdiagramon. Ennek az az oka, hogy miután a dugattyú szelep átkapcsol a visszatérő ütésre, a visszatérő ütés fékezési fázisa és az erőütés fázisa alatt a szelep ugyanabban a helyzetben marad, és a dugattyúra ható erő azonos.

(4) A hidraulikus kőtörők tervezésének egy kulcsfontosságú elve: minden lehetséges tervezés esetén a dugattyú maximális sebessége v. _férfi (ütközési energia W _H ) és a ciklusidő T (ütközési frekvencia f _H ) állandó értékek kell legyenek, mivel ezeket a tervezési feladat határozza meg, és nem módosíthatók.

(5) Kinematikai paraméterek: visszatérő ütés gyorsítási távolsága S _j , visszatérő ütés gyorsítási ideje T ₂^′és maximális visszatérő ütés sebessége v. _mo mindegyike rendkívül hasznos a hidraulikus kőtörő szabályozásához, mert mindegyik éppen a visszatérő ütés szelepkapcsolási pontjánál található. A lökethossz-visszajelzéses hidraulikus kőtörők esetében, S _j a visszacsatolási nyílás helyének meghatározásának alapja, és nagyon hasznos a hidraulikus kőtörők tervezéséhez. Ami a T ₂^′és v. _mo -t illeti, jelenleg egyetlen hidraulikus kőtörő termék sem használja ezt a két paramétert a kőtörő szabályozására, de a módszer alkalmazható, és érdemes kutatni.

(6) Az összes lehetséges tervezés összehasonlítása kinematikai szempontból (azaz a P pont és a F pont különböző pozícióiban), v. _férfi és T minden tervezésben azonosak. Az egyetlen különbség a T ₁a T ₂a T (P helye a Én -n, valamint az ebből eredő különböző maximális visszatérő ütési sebességek. v. _mo .

A fentiek alapján, ha egy tervezést kinematikai szempontból vizsgálunk, mivel a v. _férfi és T mindkettő a teljesítményparaméterek által meghatározott, a tervező számára nagyon kevés szabadsága marad. Egy úgynevezett tervezés egyszerűen a megfelelő elosztás kérdése. T ₁és T ₂belső T míg fenntartják v. _férfi és T rögzített — semmi több. Így a hidraulikus kőtörő tervezése rendkívül egyszerűvé válik: egyszerűen fel kell osztani a dugattyú mozgásciklusát T két részre, és máris megkapjuk egy megvalósítható tervezési változatot. Azonban ennek a felosztási aránynak a meghatározása jelentős technikai mélységet igényel, beleértve az optimalizációs tervezési problémát is. Amint a felosztási arányt meghatározták, az egész tervezés teljesen meghatározottá válik. Ezért a teljesítménycs stroke-időaránya α az egyetlen paraméter, amely egy megvalósítható tervezést képviselhet, és univerzális alkalmazhatósággal bír.

A teljesítménycs stroke-időaránya α gyakran kinematikai jellemző együtthatónak is nevezik. Mivel a kinematikai jellemző együttható dimenziómentes, és a kinematikai jellemzőket fejezi ki, absztrakt tervezési változóként van definiálva; minden egyes konkrét értéke egy-egy tervezési változatot jelent, és a kifejezett jellemzők teljes mértékben alkalmazhatók minden méretű és típusú hidraulikus kőtörőre. α a fenti kutatás azt mutatja, hogy minden kinematikai paraméter a

Függvénye α a dinamikai paraméterek, a szerkezeti paraméterek stb. α - Nem. Tehát mi a többi tulajdonság α a saját értékrendje és az értékkört? A 4-1 és az Eq. ábrából. (4.5) egyértelműen látható:

1) Mikor T ₁= 0, α = 0; ez a 4-1 ábrán látható pontonként P a ponthoz egyezik E - Nem. A △ENK, azaz a menetterület S = 0; nullaütéses mozgás ( α = 0) nem létezik a valóságban S = 0 nem jelent fizikai jelentést.

2) Amikor v. _mo = v. _férfi , az (4.6) egyenletből következően α = 0,5. Ezt a 4-1. ábrán a P a ponthoz egyezik Férfi pont jelzi; a K pont pontosan felezi a O –E vonalat, azaz T ₁= ½ T . A 4-1. ábrán a F pont egybeesik a O ponttal, tehát T ₂^′ = 0, azaz a visszatérő ütés gyorsulási ideje zérus – ez szintén lehetetlen, és fizikai értelemben semmit sem jelent.

3) Amikor a visszatérő ütés gyorsítási ideje megegyezik a visszatérő ütés lassítási idejével, azaz T ₂^′ = T ₂^″, a visszatérő ütés sebességdiagramja nyilvánvalóan egy egyenlő szárú háromszög. Ennek a speciális alakú sebességdiagramnak a kinematikai jellemző együtthatója α = 0,4142. A 4-1. ábrából α = 0,4142 érték könnyedén levezethető. Ez az eredmény alkalmazható a nitrogénrobbanásos hidraulikus kőtörők tanulmányozásakor is.

Ebből nyilvánvaló, hogy a α értéktartománya 0 és 0,5 között van; továbbá mivel α = 0 és α = 0,5 mindkét érték fizikailag értelmetlen, ezért szükségképpen 0 < α < 0,5. A különböző optimalizációs célok szerint meghatározott optimális absztrakt tervezési változónak szintén teljesítenie kell a 0 < α _u < 0,5 feltételt.