Pistona kustības raksturlielumi

4.3 Pistona kustības raksturlielumi

No iepriekšējās ātruma diagrammas analīzes var izdarīt šādus secinājumus par pistona kustības raksturlielumiem.

(1) Pistona ātruma diagramma sastāv no diviem trijstūriem: taisnleņķa trijstūris ir darba gaitas ātruma diagrammai, un vispārīgs (ne taisnleņķa) trijstūris — atgriezeniskās gaitas ātruma diagrammai.

(2) Tā kā darba gaita ir vienāda ar atgriezenisko gaitu, abu trijstūru laukumiem jābūt vienādiem.

(3) Ātruma vērtība atgriezeniskās gaitas bremzēšanas fāzē un darba gaitas fāzē veido vienu taisnu līniju ātruma diagrammā. Tas ir tāpēc, ka pēc tam, kad pistona vārsts ieslēdzas atgriezeniskajā gaitā, atgriezeniskās gaitas bremzēšanas fāzē un darba gaitas fāzē vārsts paliek tajā pašā stāvoklī un uz pistona darbojošās spēks ir vienāds.

(4) Hidrauliskā akmeņu kraušanas iekārtas konstruēšanas galvenais princips: visos iespējamajos risinājumos pistona maksimālais ātrums v _m (iestūrēšanas enerģija Platums _Augstums ) un cikla ilgums T (iestūrēšanas frekvence f _Augstums ) ir jābūt nemainīgiem lielumiem, jo tie ir noteikti konstruēšanas uzdevumā un tos nevar mainīt.

(5) Kinemātiskie parametri: atgriezeniskās gaitas paātrināšanas attālums S _j , atgriezeniskās gaitas paātrināšanas laiks T ₂^′un maksimālais atgriezeniskās gaitas ātrums v _mo ir ļoti noderīgi hidrauliskās akmeņu kraušanas iekārtas vadībai, jo visi šie parametri atbilst vārsta pārslēgšanās punktam atgriezeniskajā gaitā. Priekš gaitas atsauksmes hidrauliskajām akmeņu kraušanas iekārtām, S _j ir pamats, lai noteiktu atgriezeniskās saites cauruma atrašanās vietu, un tas ir ļoti noderīgs hidrauliskā akmeņu lūžņa konstruēšanai. Kā attiecas uz T ₂^′un v _mo , pašlaik neviena hidrauliskā akmeņu lūžņa produkta darbību nekontrolē, izmantojot šos divus parametrus, tomēr metode ir realizējama un vērta pētījumiem.

(6) Salīdzinot visus realizējamus dizainus kinemātikas viedokļa ziņā (t.i., punkts P un punkts F dažādās pozīcijās), v _m un T ir vienādi visos dizainos. Vienīgā atšķirība ir T ₁uz T ₂iENĀK T (P atrodas uz Es ), kā arī rezultējošās dažādās maksimālās atgriezeniskās gaitas ātrumu vērtības v _mo .

Pamatojoties uz iepriekš minēto analīzi, ja dizains tiek aplūkots kinemātikas viedokļa ziņā, ņemot vērā to, ka v _m un T abi nosaka ekspluatācijas parametri, projektētājam paliek ļoti maz brīvības. Tā sauktais dizains vienkārši ir jautājums par pareizu sadali T ₁un T ₂iekšā T saglabājot v _m un T nemainīgu — neko vairāk. Šādā veidā hidrauliskā akmeņu lūzuma mehānisma konstrukcija kļūst ļoti vienkārša: pietiek vienkārši sadalīt svira kustības ciklu T divās daļās, un jūs iegūstat realizējamu konstrukciju. Tomēr šī sadalījuma attiecības noteikšana ietver ievērojamu tehnisko dziļumu, tostarp optimizācijas konstruēšanas uzdevumu. Kad šī sadalījuma attiecība ir noteikta, visa konstrukcija ir pilnībā noteikta. Tāpēc spēka darbības laika attiecība α ir vienīgais parametrs, kas var attēlot realizējamu konstrukciju un kuram ir universāla pielietojamība.

Spēka darbības laika attiecība α bieži tiek saukta arī par kinemātiskās raksturlieluma koeficientu. Tā kā kinemātiskās raksturlieluma koeficients α ir bezmērvienīgs un izsaka kinemātiskās raksturlielumas, tas tiek definēts kā abstrakts konstruēšanas mainīgais; katrs tā konkrētais lielums attēlo konstrukciju, un tā izteiktās īpašības ir pilnībā piemērojamas visu izmēru un modeļu hidrauliskajiem akmeņu lūzuma mehānismiem.

Iepriekš minētā pētījuma rezultāti rāda, ka visi kinemātiskie parametri ir funkcijas α ; tāpat dinamikas parametri, strukturālie parametri utt. visi var tikt izteikti kā funkcijas no α kādas citas īpašības ir arī α pašai, un kāds ir tās vērtību diapazons? No 4.1. attēla un (4.5) vienādojuma skaidri redzams:

1) Kad T ₁= 0, α = 0; to attēlo 4.1. attēlā punkts P , kas sakrīt ar punktu E . △ENK laukums, t.i., gaita S = 0; nulles gaitas kustība ( α = 0) reālajā dzīvē neeksistē — S = 0 nav fiziskas nozīmes.

2) Kad v _mo = v _m , no vienādojuma (4.6), α = 0,5. Attēlā 4-1 tas ir parādīts ar punktu P , kas sakrīt ar punktu M ; punkts K precīzi sadala O –E līniju uz pusēm, t.i. T ₁= ½ T . Attēlā 4-1 punkts F sakrīt ar punktu O , tādējādi T ₂^′ = 0, t.i. atgriezeniskās kustības paātrināšanas laiks ir nulle — tas arī ir neiespējams un nav fizikāli nozīmīgs.

3) Kad atgriešanās gaitas paātrināšanas laiks ir vienāds ar atgriešanās gaitas bremzēšanas laiku, t.i., T ₂^′ = T ₂^″, atgriešanās gaitas ātruma diagramma acīmredzami ir vienādsānu trijstūris. Šīs īpašās formas ātruma diagrammas kinemātiskais raksturlielumu koeficients ir α = 0,4142. No attēla 4-1 var viegli iegūt, ka α = 0,4142. Šis rezultāts ir lietojams arī slāpekļa sprādzienbāzes hidraulisko akmeņu sagraužamo mehānismu pētījumos.

No šī ir skaidrs, ka α vērtību diapazons ir no 0 līdz 0,5; un, tā kā α = 0 un α = 0,5 abiem nav fizikālas nozīmes, tad noteikti jābūt 0 < α < 0,5. Dažādu optimizācijas mērķu pamatā iegūtais optimālais abstraktais projektēšanas mainīgais arī jāatbilst nosacījumam 0 < α _u < 0,5.