Greining á því hvernig hydraulískur bergbroti vinna

2.2 Greining á því hvernig hydraulískur bergbroti vinna

Hydraulískur bergbroti hefur margar mismunandi uppbyggingarform. Útgangspunkturinn er virkisefnið og höfundarnir draga út og samanþykja grundvallarhugmyndirnar og mikilvægustu hugmyndirnar um hydraulískan bergbroti og minnka þær niður í þrjú grunnvirkisefni: fullkomlega hydraulískt, samsetta hydraulískt-loftmælis og dísilítnítrógen-eldsneytis.

2.2.1 Fullkomlega hydraulískt virkisefni

Hreinn hydraulískur virknihráði hefur þrjá útfærsluformi: fastur ýtrykkur í fremri rými / breytilegur ýtrykkur í aftari rými (styttingin er 'framtakmarkaður ýtrykkur'), fastur ýtrykkur í aftari rými / breytilegur ýtrykkur í fremri rými (styttingin er 'aftatakmarkaður ýtrykkur') og breytilegur ýtrykkur í báðum rýmum (styttingin er 'breytilegur ýtrykkur').

(1) Framtakmarkaður ýtrykkur

Þetta var virknihráðinn sem fyrst var tekin í notkun í upphafi þróunar hydraulískra bergbrotna; allar síðari tækniframfarir hafa byggst á honum. Hydraulískur bergbrotni með framtakmarkaðan ýtrykk er sýndur á mynd 2-1.

Úr mynd 2-1 má sjá að kerfið samanstendur af sílinderhluta, pistoni, stjórnvél og olíugöngum. Sílinderhlutinn og pistonninn mynda áhrifaskynjunarstefnuna. Pistonninn færist fram og til baka innan í sílinderhlutins með því að vera dreginn af hydraulískri olíu, gefur áhrifavirkni út um sig og beitir miklum áhrifahlöðu á markmiðið, sem hefur áhrifaslagverkjeffekt. Fallið á stjórnvélina er að snúa við áttinni á olíunni sem dregur pistonnum og þannig ná á endurtekinn fram- og tilbakaferð pistonsins.

Hydraulíski bergslaginn sem sýndur er á mynd 2-1 hefur pistonnum á áhrifapunkti; fallstöng stjórnvélarinnar er í staðsetningu þar sem hún hefur just lokið umskiptum frá aflferð til skilaferðar. Í þessum augnablik fer háþrýstisólía inn í fastáhrifaháþrýstisílinderinn (herbergi a ) gegnum fastáhrifaháþrýstisgöngustöng stjórnvélarinnar og dregur pistonnum á skilaferð (til hægri). Olían í breytilegum þrýstisherbergi pistonsins (herbergi b ) er skilað til ílats gegnum hlið 4 og breytilegt-þrýstis / skila-olíuhlið vélbútans. Þegar pistillinn færist aftur þar til fremri skulder hans fer framhlið cylinderhlutans, er háþrýstis olía stýrd inn í skjólstöðvahlíð 5, sem valdar skiptingu vélbútans (til vinstri). Vegna þess að fast-háþrýstis rúm vélbútans tengist nú við millistöðu breytilegt-þrýstis rúm, fer háþrýstis olía inn í aftari pistillshólf pistilsins b gegnum hlið 4. Bæði hliðar pistilsins eru nú undir háþrýstis olíu, en vegna þess að þrýstisvirk yfirborð aftara hólfsins b er stærra en það fyrri hólfsins a hreyfist pistillinn að minnka hraða á tilbúinni ferð, hraðinn hans lægir að núlli og hann byrjar aflferðina (til vinstri). Þegar miðja dökkunin á pistlinum tengir op 2 og 3 hefur pistillinn nýlega náð áhrifaspunktinum og lokið einu lykli; á sama tíma tengist ýtridurhnappopur 5 við afturkomusjóð línsins, svo færihnappurinn skiptir yfir í hægri stöðu og fer aftur í staðsetninguna sem sýnd er á mynd 2-1, þar með er einn fullur lykill ljúkinn og búið er að undirbúa næstu tilbúnu ferð pistilsins. Á þessan hátt uppná pistillinn samfelldan áhrifahreyfingar og gefur samfellt frá sér áhrifavirkni. Loftkammar c í þessum starfshætti eru losuð í loftið.

(2) Jafnþrýstishugmynd bakhluta kamarins

Hugtakið er að benda á að þessi starfshugmynd getur verið raunveruleg aðeins ef þrýstisvæði framhluta pistilsins a er stærra en það í bakhlutanum b , þ.e. þvermál framhluta pistilsins er minna en þvermál bakhlutans ( d ₁ > d ₂).

Mynd 2-2 sýnir skýringarmynd á hydraulískum bergbrotavél með fastan þrýstidreifingu í afturhluta rýmisins og breytilega þrýstidreifingu í framanhluta rýmisins.

Í samanburði við mynd 2-1 er eina mismunurinn að opnun 1 á síldarhlutanum er tengd breytilegu þrýstirými stýrihlutans í stað fasts þrýstirýmis (háþrýstisrýmis); opnun 4 er beint tengd fasta þrýstirýminu stýrihlutans; allar aðrar olíugöngur eru þær sömu. Mynd 2-2 sýnir augnablik þegar aflstökun pistonsins hefur nýlega endað og stýrihlutinn hefur þegar skipt — kerfið er á því augnabliki sem afturstökunin byrjar.

Vinnumáttur þessara reglna er að hydraulíska bergbrotavélin losar ekki olíu á meðan afturstökunin fer fram, en losar olíu á meðan aflstökunin fer fram; og þrýstiflötur framanhluta rýmisins a er stærra en það í bakhlutanum b því að útflæðistíminn í aflstökunni er stuttur og rásin mikil, eru hydraulískar þrýstingstapi þessa reglunnar meiri en þau sem koma fram við framanherbergis jafnþrýstiregluna. Núna nota flestir hydraulískir bergbrotavélar ekki þessa reglu.

(3) Framan- og aftanherbergis breytileg-þrýstiregla

Framan- og aftanherbergis breytileg-þrýstireglan er sýnd á mynd 2-3. Úr þessari skýringarmynd er auðvelt að sjá að þessi tegund hydraulískra áhrifsvélta hefur flókna uppbyggingu með mörgum rásamynsturum, sem hækkar framleiðslukostnaðinn. Þess vegna er hún ekki notuð í hydraulískum bergbrotavélum í dag; hún er samt enn notuð á sumum merkjum hydraulískra bergborða.

Mynd 2-3 sýnir staðsetningu á endanum á aflstökunni í pistoni og byrjun á skiptistökunni. Þegar skiptistökin hefst, rennur háþrýstidrefa úr miðherbergi vörusins inn í framanherbergi pistonsins a í gegnum vinstri herbergið og sívalningsopnina 1 og ýtir pistoni til hægri. Drefan í aftanherberginu b er losuð í olíutankinn gegnum sílindurhlið 5 og hægra rými klósumsins. Á endurferðinni, þegar vinstri skuldra pistonsins fer framhjá hlið 2 á sílindurhlutanum, ýtir háþrýstisólía gegnum hlið 7 á klósumspólninn til að skipta yfir í hægri; klósumspólninn skiptir augnablikssamlega um uppsetningu og losunarávörunnar á sílindurhlutanum — sílindurhlið 5 fer í háþrýst og sílindurhlið 1 fer í losun í tankinn — svo pistonn byrjar að minnka hraðann, hraðinn fellur fljótt niður í núll og hann skiptir yfir í aflferðarhrökkun. Þegar aflferð pistonsins nær áhrifspunktinum tengist miðjuholur pistonsins sílindurhlið 2 og 3, hlið 4 og 5 tengjast, vinstri hlið klósumspólns tengist gegnum hlið 7 við hlið 2 og 3 til að losa olíu, og hægri hlið klósumspólns hlið 6 tengist gegnum hlið 4 og 5, hægra hlið klósumsins og miðrýmið, við háþrýst, sem valdar því að spólninn skipti yfir í vinstri, breytir uppsetningu og losunarávörunnar á sílindurhlutanum og klárar eina vinnumálferð pistonsins. Pistonn og spólninn í hydraulísku áhrifatækinu skila sér aftur í stöðuna sem sýnd er á mynd 2-3 — upphaf endurferðarinnar. Á þessan hátt, með samfelldri fram- og tilbakaferð pistonsins, gefur hydraulískur bergbrotnandi samfellt áhriforku út á ytri hluta og framkvæmir áhrifavinna á öruggan hátt.

Allar þrjár hreinu hydraulísku virkjunaraðferðirnar sem lýst er hér að ofan eru nú í notkun í hydraulískum bergborpumpum, hydraulískum bergbrotunartæki og öðrum hydraulískum áhrifatæki, en hydraulískum bergbrotunartæki er enn algengara að nota samsettu hydraulísk-pneumatísku virkjunaraðferð.

2.2.2 Samsett hydraulísk-pneumatísk virkjunaraðferð

Út frá greiningu á hreinu hydraulísku virkjunaraðferðinni má sjá að allur áhrifavirkni hreins hydraulísks áhrifatæknis er veittur með hydraulík. Þegar notkun hreinra hydraulískra bergbrotunartækja hafði aukist og rannsóknir framþróuðust komst fólk að því að hydraulískar tapvirknir voru frekar stórar, sem takmörkuðu frekari bætingu á árangri. Olía sem rennur um ganga innan í síldufallsins verður að rubba á veggi reiðanna og hydraulísk tapvirkni sem orsakast af beygjum, breytingum á þvermál og breytingum á renndir eiga mikil áhrif; því meiri rennslið er, því meiri eru tapvirknirnar og þetta er sérstaklega alvarlegt á aflstigum.

Í augnablikinu er samsettin vélræn-luftubundin virkjunaraðferð aðallega notuð fyrir vélræna bergbrotavélar sem krefjast mikillar áhrifansögu og lágur tíðni, og fyrir vélræna píludrífur.

Til að bæta árangri var eftir ríkulegum rannsóknum fundin einföld og áhrifamikil aðferð: nota loft og olíu saman til að veita áhrifansöguna fyrir vélræna bergbrotavélina. Þetta minnkar flæðið sem krefst aflstigsins – minnkar vélrænar tap og bætir virkjunarárangri – og því kallast slík bergbrotavél vélræn-luftubundin vélræn bergbrotavél.

Meginreglan um uppbyggingu vélrænnar-luftubundinnar vélrænnar bergbrotavélar er mjög einföld: bara að fylla loftgeymsluna c í þremur hreinum hydraulískum reglum sem nefndar eru að ofan með köfnunarefni við ákveðið ýkja. Þar sem köfnunarefni er nú til staðar, þegar pistillinn fer í afturhreyfingu, er köfnunarefnið samþrútt og orkan geymd; þegar aflhreyfingin á sér stað er þessi orka sleppt samt með olíunni til að drive-a pistilinn, þannig að hreyfiorka er náð við áhrifspunktinn og breytt í áhrifsorku. Auðsýnt er að hlutverk köfnunarefnisins minnkar nauðsynlega magn olíunnar sem notuð er við aflhreyfinguna, sem minnkar olíuskeytunina og þannig lækkar hydraulískar tap og bætir árangri.

Sammiðað við hreinan hydraulískan bergbrotavél, er áhrifamikil yfirborðsflatarmál pistilsins á bakhlið b í hydraulísk-pneumatískum samsetnum hydraulískum bergbrotara er minnkað. Þessi minnkun á virkri þrýstiflatu þýðir minni olíuskeyti í aflhreyfingunni og lægri hydraulískar tap — þetta er lykilástæðan fyrir hröðu þróun hydraulísk-pneumatískra samsetna bergbrotara á undanförnum árum. Hydraulísk-pneumatískir samsetnir bergbrotarar nota næstum allir fastþrýstistefnu í framanverandi rými; þetta er líka lykileinkenni hydraulísk-pneumatískra samsetna gerða.

2.2.3 Vinnuskrá nitrogen-explosívs bergbrotara

Vinnuskrá nitrogen-explosívs hydraulísks bergbrotara er ekki grundvallarlega önnur en vinnuskrá hydraulísk-pneumatísks samsetns hydraulísks bergbrotara; einungis eru byggingarmálin á pistoni önnur. Lykilmunurinn er að þvermál framanveranda og aftanveranda pistonsins eru jafn stór, þ.e. d ₂ = d ₁, og allt áhrifavirkni er veitt með nitrogen.

Jafn þvermál pistons á framsíðu og aftursíðu er helsta einkennið á gasbrotunarbúnaði sem notar rökkvinn í gegnum hýdróleika. Á meðan pistonninn fer framhægri (kraftstökun), er ekki notað olía í afturhluta rýmisins og allt áhrifasafn getur verið veitt af rökkvinni. Auðvitað er rökkvinnin, sem er geymd, fyllt upp með hýdróleikum á meðan pistonninn fer afturhægri (endurheimtustökun) og umvandlað í hreyfiorku kraftstökunarinnar. Því miður er hýdróleikorkan samt umvandlað í lokin — en með því að nota gasmiðlann til þrýstingssamþrýmmingar og orkugeymslu er geymda rökkvinnin gefin út á meðan pistonninn fer framhægri og umvandlað í mekaníska orku pistonsins.

Hugsa skal á að einungis er hægt að beita fastspennuákvörðunaraðferðinni í framanverandi rými við hitaþrýstihorn í nítrógen-sprengjuhydraulískum bergbrotavélum; hvorki fastspennuákvörðunaraðferðin í aftanverandi rými né breytispennuákvörðunaraðferðin í báðum rýmum er hægt að beita við nítrógen-hydraulíska bergbrotavélar. Ástæðan er ljós þegar maður skilur eiginleika pistonsins sem d ₂ = d ₁.