Perhitungan Parameter Stroke dan Kinematika Optimal

4.2 Perhitungan Parameter Stroke dan Kinematika Optimal

Dari diagram kecepatan kerja piston yang dilinearisasi, juga jelas bahwa ketika α berubah, stroke piston S juga berubah. Dengan kata lain, dengan nilai v _m dan T tetap, stroke (stroke daya) S merupakan fungsi dari α , yaitu S = f (α ).

Dari diagram kecepatan Gambar 4-1:

S = ½ v _m T ₁

S = ½ v _mo T ₂

T ₁ = T − T ₂

α = T ₁ / T                                                                              (4.7)

Dengan mengatur ulang Pers. (4.7), stroke piston adalah:

S = ½ αv _m T                                                                           (4.8)

Setelah yang dioptimalkan α = α _u telah dipilih, langkah optimal piston pemecah batu hidrolik yang dirancang dapat dihitung dari Pers. (4.8). Oleh karena itu, langkah optimal piston adalah:

S _u = ½ α _u v _m T                                                                         (4.9)

Dalam Pers. (4.9), parameter α _u dibahas dalam bab-bab selanjutnya.

Dari:

½ v _m T ₁= ½ v _mo T ₂= ½ v _mo (T − T ₁)                                                 

Setelah diatur ulang, kecepatan maksimum langkah kembali adalah:

v _mo = αv _m / (1 − α ) (4.10)

Mengekspresikan T ₂dalam bentuk besaran yang diketahui α dan T , waktu langkah kembali adalah:

T ₂= (1 − α )T                                                                      (4.11)

Dari:

T ₂^″ / T ₁ = v _mo / v _m                                                                          

Setelah diatur ulang, waktu pengereman langkah-balik adalah:

T ₂^″ = α ²/ (1 − α ) · T                                                             (4.12)

Semua parameter kinematika lainnya yang relevan kini dapat ditemukan satu per satu.

Waktu percepatan langkah-balik:

T ₂^′= (1 − 2 α ) / (1 − α ) · T                                                    (4.13)

Jarak percepatan langkah-balik:

S _j = α (1 − 2 α ) / [2(1 − α )²)] · v _m T                                            (4.14)

Dari Pers. (4.8):

S _j = (1 − 2 α ) / (1 − α )² · S                                                     (4.15)

S _j / S = (1 − 2 α ) / (1 − α )²                                                    (4.16)

Jarak pengereman pada langkah balik:

S _s = α ³\/ [2(1 − α )²)] · v _m T                                                       (4.17)

Atau:

S _s = α ²/ (1 − α )² · S                                                             (4.18)

Percepatan pada langkah kerja:

a ₁ = v _m \/ ( αT ) (4.19)

Percepatan pada langkah balik:

a ₂ = α \/ (1 − 2 α ) · v _m / T                                                       (4.20)

Waktu pengisian dan pengosongan akumulator selama langkah kerja dapat diturunkan dari teori desain akumulator. Untuk kelengkapan rumus-rumus perhitungan kinematika, waktu-waktu tersebut diberikan di sini.

Waktu pengisian akumulator selama fase percepatan langkah kerja:

T ₁^′ = α ²/ 2 · T                                                                     (4.21)

Waktu pengosongan akumulator selama fase akselerasi langkah daya:

T ₁^″= ( α − α ²/ 2) T                                                               (4.22)