Ჰიდრავლიკური საყრდენი მტვერძაფხულის მუშაობის პრინციპი: შეტაკებისა და ბრუნვითი გამოფხვიერების ძირეული მექანიზმი

Უმეტესობა ახსნის იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობს ჰიდრავლიკური საქანების მტვერძაღლი, პირველ რიგში პისტონზე იწყებს. ეს არის არასწორი ადგილი, საიდანაც უნდა დავიწყოთ. პისტონი არის ჰიდრავლიკურ-მექანიკური კავშირის სისტემის გამომავალი ნაკადი — პისტონის როლის გაგება მხოლოდ მაშინ არის სასარგებლო, როცა ჯერ კიდევ გაგებული გაქვთ ის, რა აკონტროლებს მას. შეჯახების სისტემა ძირეულად არის ჰიდრავლიკური ოსცილატორი: შემობრუნების ვალვა სწორ მომენტში აბრუნებს ზეთის მიმართულებას პისტონის წინა და უკანა კომპარტმენტებს შორის, რათა უწყვეტი რეციპროკური მოძრაობა შეიძლება განხორციელდეს. ყველა ქვემოთ მოცემული პარამეტრი — პისტონის სიჩქარე, შეჯახების ენერგია და სიხშირე — მოიყვანება ამ გადართვის სწორ დროში განხორციელების ხარისხზე.

Სრული გამოტხრის მოქმედება აერთიანებს სამ ერთდროულ ფუნქციას: ღერძულ პერკუსიას (პისტონის შეჯახებას), ბრუნვას (გამოტხრის სტრინგის ბრუნვას, რათა თითოეული შეჯახება მოხდეს ახალ საკონტაქტო ქანზე) და საკვების ძალას (წინსვლის ძალა, რომელიც ბიტს აჭერებს სახეზე). ამ სამივე ფუნქციის ბალანსი აუცილებელია, წინააღმდეგ შემთხვევაში სისტემა იქნება არაეფექტური, მიუხედავად იმისა, თუ რამდენად მაღალი ჰიდრავლიკური სიმძლავრე იქნება მიწოდებული.

Პერკუსიის ციკლი: ერთი შეჯახების რვა მდგომარეობა

Პისტონის მოძრაობა ერთი დარტყმის ციკლის განმავლობაში გადის როგორც წესი, რვა განსხვავებულ ჰიდრავლიკურ მდგომარეობაზე, როდესაც რევერსირების ვალვა კოორდინირებს ზეთის გამოტაცას პისტონის მდებარეობასთან. მდგომარეობა 1-ში მაღალი წნევის ზეთი ავსებს წინა კომპარტმენტს და აძრავს პისტონს უკან (დაბრუნების სტროკა). დაბრუნების დროს რევერსირების ვალვა ამოიცნობს პისტონის მდებარეობას შიდა პილოტური არხის მეშვეობით და იწყებს საკუთარ რევერსიას — გადაადგილებს მაღალი წნევის ზეთს წინა კომპარტმენტიდან უკანა კომპარტმენტში. მდგომარეობა 7-ში პისტონი აღწევს მაქსიმალურ სიჩქარეს, როდესაც ეხება შანკის ზედაპირს. რევერსირების ვალვას უნდა მიაღწიოს გადართულ მდგომარეობას ზუსტად ამ მომენტში: თუ ის ძალიან სწრაფად გადართება, მაღალი წნევის ზეთი წინა კომპარტმენტში შეაჩერებს პისტონს შანკთან შეხების წინ; თუ კი ძალიან ნელა, უკანა კომპარტმენტი დარჩება წნევით დატვირთული შეხების შემდეგ, რაც იწვევს მეორად ასე წოდებულ «ორმაგ შეხებას», რომელიც ენერგიას აკლებს და არ უწყობს შემდეგი სარგებლიანი დარტყმის განხორციელებას.

Რევერსირებადი კლაპანის ტაიმინგზე ჩატარებული კვლევა აიდენტიფიცირებს მეორად შეხედვის დაშლას როგორც წარმოების დროს დრიფტერებში სპეციფიკაციებზე დაბალი პერკუსიული ენერგიის მთავარ მიზეზს. მეორადი შეხედვა მოხდება, როდესაც რევერსირებადი კლაპანის სიჩქარე არ არის საკმარისი — ცილინდრისა და კლაპანის საყრდენის შორის მოცემული სიძლიერის შუალედი ε აკონტროლებს კლაპანის გადართვის სიჩქარეს. როდესაც ε = 0,01 მმ, სიძლიერის შუალედის გამავალი ნაკადი არჩევს დაპროექტებულ გადართვის სიჩქარეს; როგორც უფრო ფართე, ასევე უფრო ვიწრო შუალედები უარყოფითად მოქმედებენ პერკუსიულ შედეგზე — ერთ შემთხვევაში ნელი გადართვის გამო (მეორადი შეხედვა), ხოლო მეორეში გადაჭარბების გამო (დაკარგული პისტონის სიჩქარე).

Ძაბვის ტალღის გადაცემა: ენერგია საქანეების ზედაპირზე

Როდესაც პისტონი ეჯახება შანკს სიჩქარით v, ეს შეჯახება ქმნი შეკუმშვის ძაბვის ტალღას, რომელიც გადაადგილდება ყურეს მიმართულებით ბურღის ძაფზე. ამ ტალღის ამპლიტუდა განსაზღვრავს ქვის გატეხვის ძალას ბურღის წარმოსახული ზედაპირზე. ძაბვის ტალღა ექსპონენციალურად იკლებს ძაფის გასწვრივ გეომეტრიული გაფართოების, ძაფის შეერთებებზე მოხდენილი არეკლების და მასალის დამპინგის გამო. ველური გაზომვები აჩვენებს, რომ ძაბვის ტალღის ნიმუში პერიოდულია და ძაფის სიგრძეზე ნულის მიახლოებით იკლებს — ეს ნიშნავს, რომ სიღრმეში გამოყენებადი შეჯახების ენერგია არის პისტონის მიერ შანკზე გენერირებული ენერგიის ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნაკლები ნ......

Იმპედიანციის შეესაბამება პისტონს, ბოძს, ჯოხსა და ბიტს ენერგიის გადაცემისთვის. როდესაც ტალღის წინააღმდეგობა (მკვეთრი მონაკვეთის ფართობის პროდუქტი და აკუსტიკური სიჩქარე) შეესაბამება ამ კომპონენტებს, სტრესული ტალღა ეფექტურად გადადის თითოეულ ინტერფეისზე ანარეკლების გარეშე. როდესაც პისტონის ჯოხის დიამეტრი მნიშვნელოვნად არ შეესაბამება ბურღვის ჯოხს, ტალღის ნაწილი ბრუნდება უკან. ეს ბრუნვადი ნაწილი არის დაკარგული ენერგია. ამიტომაც არის, რომ პისტონის გეომეტრია ოპტიმიზირებულია სპეციფიკური ჯოხის დიამეტრის კლასისთვის, ვიდრე ზოგადი დიზაინი.

Როტაციის მექანიზმი: დროის დაცვა

Როტაციული მოძრავი მოწყობილობა უწყვეტად აბრუნებს გამჭრელ სტრინგს პერკუსიის დროს, ხოლო როტაციის სიჩქარე ასე არის დაყენებული, რომ საჭრელი თითოეული შეტაკების შემდეგ დაახლოებით 5–10 გრადუსით წინ იწევს. ეს კუთხური წინსვლა თითოეული შემდეგი დარტყმის წინ ახალ საქანეს აყენებს კარბიდული ღილაკის ქვეშ. ძალიან მცირე წინსვლა: კარბიდული ღილაკი ხელახლა ეჯახება უკვე დაზიანებულ საკვანძო ადგილს, რაც აწარმოებს ფინე ფხვნილსა და სითბოს, არა კი ახალი გატეხილების გავრცელებას. ძალიან დიდი წინსვლა: კარბიდული ღილაკი ეჯახება უკვე გატეხილი ზონებს შორის მდებარე უკეთ გატეხილ ქანეს — ეს ნაკლებად ეფექტურია, ვიდრე ნახევრად გატეხილ ზედაპირზე დაცემა.

Ბრუნვის მოძრავი მოწყობილობა მუშაობს დამოუკიდებლად დარტყმის წრედისგან და მართვას ახდენს ცალკე ჰიდრავლიკური წრედი. ბრუნვის მომენტი იზრდება, როდესაც ბიტი შეხვდება მკვრივ შრეებს ან როდესაც ჭრილები აგროვდება და აფარებენ გამოტანის პროცესს. მომენტის მკვეთრი გაზრდა, რომელიც იწვევს ბრუნვის შეჩერებას (დარტყმის გაგრძელების პირობებში), ბიტს აბლოკირებს ადგილზე, ხოლო პისტონი განაგრძავს დარტყმების მიტანას არაბრუნვად სტრიქონზე. ამ პირობებში საჭრელი სტრიქონი იტანს ტორსიულ და შემახვევ ძაბვას, რომელიც წამებში შეიძლება აღემატდეს მის ფატიგის ზღვარს. თანამედროვე ჯამბოების ანტიბლოკირების ფუნქცია ამ მდგომარეობას ამოიცნობს და ამცირებს დარტყმის წნევას ან მოკლე ხანით აბრუნებს ბრუნვას სტრიქონის დაზიანების წინააღმდეგ.

Საკვები ძალა: კონტაქტის განტოლება

Საკვები ძალა ახდენს ღერძულ წინადადებას, რომელიც ბურღვის ბიტს მიიყვანს ქანის ზედაპირზე დარტყმებს შორის. მის გარეშე ბიტი მცირედ აწევს დაბრუნების ძაბვის ტალღის გამო და კარგავს კონტაქტს შემდეგი დარტყმის მოსვლამდე — ამიტომ თითოეული შეჯახება ნაკლებად ეფექტურად ხდება, რადგან ბიტი უნდა აჩქარდეს ქანის ზედაპირზე დაბრუნების გზაზე, სანამ ქანს გატეხავს. ძალიან მაღალი საკვები ძალის შემთხვევაში ბიტი იმდენად მჭიდროდ იყოს დაჭერილი ზედაპირზე, რომ პისტონი ვერ შეასრულებს სრულ სტროკის სიგრძეს; შედეგად, დარტყმის ენერგია შემოკვეთილია და ეფექტური დარტყმის ენერგია კლებულობს.

Ოპტიმალური საკვები ძალა უზრუნველყოფს მყარ და უწყვეტ კონტაქტს საჭრელისა და საკარგო ქვის შორის, რაც არ შეზღუდავს პისტონის სვლას. პრაქტიკაში, საკვების წნევა უნდა გაიზარდოს ხვრელის სიღრმის გაზრდასთან ერთად, რადგან საჭრელის სტრინგის წონა უფრო მეტ საწინააღმდეგო ძალას აძლევს, რომელიც კომპენსირებს ცილინდრის წამოწევას. ლკაბ-ის მალმბერგეტის მაღაროში ჩატარებულმა ველურმა მონიტორინგმა აჩვენა, რომ სწორად ექსპლუატაციაში მყოფ წარმოების საჭრელებში საკვების წნევა ხვრელის სიგრძესთან ერთად წრფივად იზრდება — რაც დაადასტურებს, რომ მუდმივი საკვების წნევის პარამეტრები სიღრმეში არ უზრუნველყოფს შესაბამის კონტაქტის ძალას.

Დამპინგი: ენერგიის აღდგენა იმ ქვის მიერ, რომელიც არ გამოიყენა

Როდესაც ძაბვის ტალღა აღწევს ხვრელის ბიტის ზედაპირს, ნაკლები ენერგია იშლის ქანის მასას. დანარჩენი ნაკლები ენერგია არეკლება უკან და მოძრაობს გამაგრების სტრინგზე როგორც გაჭიმვის ტალღა. თუ ამ ტალღას არ აფერხებს რაიმე, ის მიაღწევს შანკს და ხელახლა გადაეცემა დრიფტერის სხელში — რაც იწვევს სახურავის, ბუმის მიმაგრებების და სტრუქტურული შეერთებების დაძაბულობას. დამშიშველების სისტემა აფერხებს ამ არეკლილ ენერგიას. ერთმაგი დამშიშველების დიზაინები (მოძრავი ადაპტერი, როგორც ეს არის Epiroc COP-ში) შთანთქავენ არეკლილ ტალღას შანკისა და პისტონის ინტერფეისზე. ორმაგი დამშიშველების დიზაინები (Furukawa HD სერია) იყენებენ ორ თარგმანულ კომპარტიმენტს: პირველი შთანთქავს ძირითად არეკლილ ტალღას; მეორე კი დამუშავებს ნარჩენ აღდგენის ენერგიას, რომელსაც პირველი კომპარტიმენტი გადასცემს.

Მაღალი გამოყენების ქვემიწა სვლის დროს, რომელიც 8 პერკუსიულ საათს მოიცავს, დამშიდებელი სისტემის მიერ შეწოვილი საერთო რეფლექტირებული ტალღის ენერგია მნიშვნელოვანია. დამშიდებელი წრედის სილიკონის გარსის აბრაზიული მოხმარება ამცირებს შეწოვის ეფექტურობას — კორპუსი იწყებს ენერგიის მიღებას, რომელსაც დამშიდებელი სისტემა უნდა შეეჩერებინა. HOVOO მასპინძლობს ძირითადი დრიფტერის პლატფორმების დამშიდებელი წრედის სილიკონის გარსების კომპლექტებს სტანდარტული პერკუსიული კომპლექტებთან ერთად. სრული რეფერენცები საიტზე hovooseal.com.