Ჰიდრავლიკური ქანების გატეხვის მოწყობილობების კინემატიკური შესწავლა

4.1 კინემატიკური მახასიათებლები და მახასიათებლის კოეფიციენტი α

Ეს განყოფილება ძირითადად აკვლევს ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელის პისტონის მოძრაობის გეომეტრიულ ბუნებასა და მახასიათებლებს, რათა პისტონის მოძრაობა გახდეს უფრო რაციონალური და მიმდინარეობდეს ჩვენ მიერ მითითებული მოძრაობის შაბლონის მიხედვით, რაც უზრუნველყოფს საუკეთესო მოძრაობის შედეგების მიღებას.

Ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელის პისტონის კინემატიკის შესწავლისთვის ორი პირობა უნდა განსაკუთრებით განსაზღვრდეს:

(1) პისტონის სიჩქარე, როდესაც ის ეჯახება ხვრელის ბოლოს, უნდა იყოს გარანტირებული რომ მიაღწევს მითითებულ მაქსიმალურ სიჩქარეს v _m . სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, კინემატიკის შესწავლის დროს, v _m ეს მნიშვნელობა მუდმივია; არ აქვს მნიშვნელობა პისტონი რომელი შაბლონით მოძრაობს, მისი სიჩქარე ხვრელის ბოლოს ეჯახების დროს უნდა იყოს მითითებული მაქსიმალური სიჩქარე v _m . მხოლოდ ამ პირობის შესრულების შემთხვევაში შეიძლება ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელი მიაღწიოს საჭიროებულ შეჯახების ენერგიას W _H .

(2) პისტონის მოძრაობის ციკლი T ასევე მუდმივია, რაც უზრუნველყოფს შეჯახების სიხშირის გარანტირებას f _H ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელის.

Ნახ. 4-1 წარმოადგენს წრფივად დამუშავებულ პისტონის მუშაობის სიჩქარის დიაგრამას. წერტილი M კოორდინატებით ( v _m , 0); წერტილი E კოორდინატებით (0, T ); წერტილი N კოორდინატებით (− v _m , T შეერთების წერტილები M და E ქმნის სამკუთხედს △MOE კოორდინატთა სისტემაში, რომლის სამართლახაზო გვერდები შესაბამისად არის პისტონის მოძრაობის მაქსიმალური სიჩქარე დარტყმის წერტილამდე და პისტონის მოძრაობის ციკლი v –t . ნებისმიერი წერტილის აღება T წრფეზე Პ (v _mo , T ₂^′და PO-სა და PN-ს შეერთება, შემდეგ PN კვეთს Მე -ღერძს t წერტილში Კ დროის ღერძზე მდებარე წერტილი Კ პისტონის მოძრაობის ციკლს T ორ ნაკვეთად ყოფს: T ₁და T ₂ნათლად T ₁ + T ₂ = T , რომელიც ქმნის ორ სამკუთხედს △OPK და △ENK.

Ადვილად ჩანს, რომ ამ ორი სამკუთხედის ფართობები ტოლია, ანურად △OPK = △ENK, რაც გვაძლევს v _mo T ₂⁄ 2 = v _m T ₁/ 2. ცხადია, რომ v –t სქემაში △OPK-ით შემოფარგლული ფართობი არის პისტონის უკან სვლის ტრაექტორია, ხოლო △ENK-ით შემოფარგლული ფართობი — პისტონის ძალით გამოწვეული სვლის ტრაექტორია. ძალით გამოწვეული სვლა ტოლია უკან სვლის — ეს მოცემულია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მრუდი O –Პ –Კ წარმოადგენს პისტონის სიჩქარის ცვლილებას უკან სვლის დროს; მრუდი Კ –N –E წარმოადგენს პისტონის სიჩქარის ცვლილებას ძალით გამოწვეული სვლის დროს.

Კურვა O –Პ –Კ –N –E წარმოადგენს პისტონის სიჩქარის ცვლილებას მოძრაობის ციკლის განმავლობაში T . პისტონი უკან სვლას იწყებს შეჯახების წერტილიდან O სადაც ის შეეხება ხელსაწყოს ბოლოს, აჩქარების 0-დან v წერტილამდე Პ — სადაც ხდება ვალვის გადართვა (როდესაც პისტონის სიჩქარე აღწევს უკან სვლის მაქსიმალურ სიჩქარეს v _mo ) — შემდეგ პისტონი იწყებს შემანელებას, და მისი სიჩქარე თანდათან კლებულობს v = 0, რომელიც შეესაბამება ზედა კვეთას (დაბრუნების სტროკის დასასრულს). შემდეგ პისტონი იწყებს ძალის სტროკის აჩქარებას; როცა სიჩქარე იზრდება до v = v _m , ის ზუსტად ეჯახება საჭრელის ბოლოს და სიჩქარე მყისიერად კლებულობს ნულამდე ( v = 0), ხოლო პისტონი დაბრუნდება მოძრაობის საწყის წერტილში, რითაც ერთი ციკლი სრულდება.

Უნდა აღინიშნოს, რომ როცა ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელის პისტონის მაქსიმალური სიჩქარე და ციკლი ორივე ფიქსირებულია, მაქსიმალური დაბრუნების სტროკის სიჩქარე v _mo უნდა მოხვდეს M –E დამხარჯების ხაზზე, ანურად წერტილში Პ . შეიძლება წარმოვიდგინოთ, რომ ხაზზე Პ არსებობს უსასრულო რაოდენობის წერტილები M –E , რაც ნიშნავს უსასრულო რაოდენობის მაქსიმალურ დაბრუნების სტროკის სიჩქარეს v _mo , ანურად უსასრულო რაოდენობის პისტონის ციკლური მოძრაობის მრუდებს — პისტონს აქვს უსასრულო რაოდენობის მოძრაობის შესაძლებლობები. რასაკვე უნდა ავირჩიოთ ოპტიმალური მოძრაობის შესაძლებლობა. ეს არის ოპტიმიზაციის დიზაინის ამოცანა, რომელიც შემდგომი თავების საგანი იქნება.

Პისტონის მოძრაობის შედარებით ღრმა ანალიზი შეიძლება გაკეთდეს ნახ. 4-1-ის შესწავლით. ამის გასაკეთებლად, სამკუთხედების △MOE და △PFE მსგავსებიდან მივიღებთ:

v _m / v _mo = T \/ ( T ₁ + T ₂^″) (4.1)

Სამკუთხედების △PFK და △ENK მსგავსებიდან:

v _m / v _mo = T ₁ / T ₂^″                                                                   (4.2)

Ამიტომ:

T \/ ( T ₁ + T ₂^″) = T ₁ / T ₂^″                                                           (4.3)

Გადალაგების შემდეგ:

T ₁ / T = v _mo \/ ( v _m + v _mo ) (4.4)

Განტოლებიდან (4.1) ცხადად ჩანს: T მოცემული ფიქსირებული პისტონის მოძრაობის ციკლის და მაქსიმალური სიჩქარის შემთხვევაში v _m , ასე წოდებული სხვადასხვა მოძრაობის შედეგად მიღებული სიჩქარის ცვლილების მრუდები განსხვავდება ერთმანეთისგან; მათი გამორჩევის მახასიათებელი ნიშანი გამოიხატება საწინააღმდეგო მოძრაობის მაქსიმალური სიჩქარის v _mo და ძალოვანი სტროკის ხანგრძლივობის T ₁სხვადასხვა მნიშვნელობებში. ამიტომ, ეს ორი პარამეტრი ახასიათებს კონკრეტული ჰიდრავლიკური ქანების მოძრაობის მახასიათებლებს.

Თუმცა, ჩვენი მიზანი არ შეიძლება შემოიფარგლოს ერთი კონკრეტული ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელით; ჩვენ უნდა გავაგრძელოთ და ვიპოვოთ უფრო აბსტრაქტული მახასიათებლის ინდექსი, რომელიც მოქმედებს ყველა ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელზე. ეს აბსტრაქტული მახასიათებლის ინდექსი მოქმედებს ყველა ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელზე (ჰიდრავლიკური შეჯახების მექანიზმებზე) და გამოხატავს მათ მოძრაობის მახასიათებლებს და ექსპლუატაციურ მახასიათებლებს.

Ტოლობაში (4.1), ვთქვათ:

α = T ₁ / T                                                                                    

Მაშინ ძალის სვლის დროა:

T ₁ = αT                                                                                (4.5)

Ჩასმა ტოლობაში (4.4):

α = v _mo \/ ( v _m + v _mo ) (4.6)

Შეერთების ნახაზი 4-1 და ტოლობები (4.5) და (4.6) გამოყენებით ადვილად ჩანს, რომ α ეს არის შეფარდება და ცვლადი — განზომილების გარეშე. ჰიდრავლიკური ქანების დამხსნელისთვის, რომელსაც განსაკუთრებული სამუშაო მოთხოვნები აქვს, T მუდმივია და განისაზღვრება სიხშირით f _H . ასე რომ α აუცილებლად იცვლება შემდეგის ცვლილებასთან ერთად T ₁, რომელიც T ₁იცვლება წერტილის მდებარეობის მიხედვით Პ რა quanto უფრო ახლოს არის წერტილი Პ წერტილთან M , მით უფრო დიდია T ₁და მით უფრო დიდია α რა quanto უფრო ახლოს არის წერტილი Პ წერტილთან E , მით უფრო პატარაა T ₁და მით უფრო პატარაა α . იგივე დასკვნა შეიძლება გაკეთდეს განტოლებიდან (4.3). ამ განტოლებაში v _mo ცვალბადია, ხოლო v _m მუდმივია და განისაზღვრება შეტაკების ენერგიით. ამიტომ α იცვლება v _mo , რომელიც v _mo იცვლება წერტილის მდებარეობის მიხედვით Პ რა quanto უფრო ახლოს არის წერტილი Პ წერტილთან M , მით უფრო დიდია v _mo და მით უფრო დიდია α არის, და პირიქით.

Ამიტომ მივდივართ შემდეგ გაგებამდე: მოცემული ფიქსირებული v _m და T , v _mo სიდიდე კონკრეტულად შეიძლება წარმოადგენდეს პისტონის მოძრაობის მახასიათებლებს, ხოლო α ცვალბადი აბსტრაქტულად წარმოადგენს ყველა ჰიდრავლიკური ქანების გამტეხი პისტონის მოძრაობის მახასიათებლებს. ამ მიზეზით ჩვენ განვსაზღვრავთ α როგორც ჰიდრავლიკური ქანების გამტეხის კინემატიკური მახასიათებლის კოეფიციენტს. ჰიდრავლიკური ქანების გამტეხის გარკვეული ოპტიმიზაციის მოთხოვნების შემთხვევაში, α უნდა ჰქონდეს შესაბამისი ოპტიმალური მნიშვნელობა α _u .