Kolvrörelsemönster

4.3 Kolvrörelsemönster

Från den ovanstående analysen av hastighetsdiagrammet kan följande slutsatser om kolvrörelsemönster dras.

(1) Kolvhastighetsdiagrammet består av två trianglar: en rätvinklig triangel för krafttågets hastighetsdiagram och en allmän (icke-rätvinklig) triangel för återförsälsens hastighetsdiagram.

(2) Eftersom krafttåget är lika långt som återförsälset måste areorna av de två trianglarna vara lika stora.

(3) Hastigheten under bromsfasen för återgående slag och kraftslagsfasen följer en enda rät linje i hastighetsdiagrammet. Detta beror på att ventilen för kolven, efter att ha växlat under återgående slag, förblir i samma läge under både bromsfasen för återgående slag och kraftslagsfasen, och kraften på kolven är densamma.

(4) En nyckelprincip för konstruktion av hydrauliska bergbrytare: i alla möjliga konstruktioner måste kolvens maximala hastighet v _m (stödenergi W _H ) och cykeltid T (stödfrekvens f _H ) vara konstanta, eftersom de specificeras i konstruktionsuppgiften och inte kan ändras.

(5) Kinematiska parametrar: accelerationssträcka för återgående slag S _j , accelerations tid för återgående slag T ₂^′och maximal hastighet för återgående slag v _mo är alla mycket användbara för styrning av den hydrauliska bergbrytaren, eftersom de alla ligger precis vid ventilväxlingspunkten för återgående slag. För hydrauliska bergbrytare med slagåterkoppling, S _j är grunden för att fastställa positionen för återkopplingshålet och är mycket användbart för utformningen av hydrauliska bergbrytare. När det gäller T ₂^′och v _mo , använder inga befintliga hydrauliska bergbrytarprodukter för närvarande dessa två parametrar för att styra bergbrytaren, men metoden är genomförbar och värd att undersöka.

(6) Jämförelse av alla genomförbara konstruktioner ur ett kinematiskt perspektiv (dvs. punkt P och punkt F vid olika positioner), v _m och T är desamma i alla konstruktioner. Den enda skillnaden är förhållandet mellan T ₁till T ₂i T (P befinner sig på Jag ), samt de resulterande olika maximala återgångshastigheterna v _mo .

Utifrån den ovanstående analysen, om en konstruktion betraktas ur ett kinematiskt perspektiv, eftersom v _m och T båda bestäms av prestandaparametrar, återstår det mycket litet frihet för konstruktören. En så kallad konstruktion handlar helt enkelt om att korrekt fördela T ₁och T ₂inom T samtidigt som man behåller v _m och T fast — inget mer. På detta sätt blir konstruktionen av hydrauliska bergbrytare mycket enkel: dela bara upp kolvrörelsens cykel T i två delar, och man får en genomförbar konstruktion. Bestämningen av denna delningskvot innebär dock betydande teknisk djupdykning, inklusive optimeringsdesignproblemet. När delningskvoten väl är bestämd är hela konstruktionen fullständigt fastlagd. Därför är kraftslags-tidsförhållandet α den enda parameter som kan representera en genomförbar konstruktion och har universell tillämpbarhet.

Kraftslags-tidsförhållandet α kallas också ofta för den kinematiska karaktäristiska koefficienten. Eftersom den kinematiska karaktäristiska koefficienten α är dimensionslös och uttrycker kinematiska egenskaper definieras den som en abstrakt konstruktionsvariabel; varje specifikt värde på den representerar en konstruktion, och de egenskaper den uttrycker är fullt tillämpbara på hydrauliska bergbrytare av alla storlekar och modeller.

Den ovanstående forskningen visar att alla kinematiska parametrar är funktioner av α på samma sätt kan dynamiska parametrar, strukturella parametrar etc. alla uttryckas som funktioner av α - Jag är inte rädd. Så vad andra egenskaper gör α det är inte bara den som har en egen värdegrupp, utan också den som har en egen värdegrupp. Från figur 4-1 och ekv. (4.5) kan tydligt ses följande:

1) När T ₁= 0, α = 0; detta visas i figur 4-1 per punkt P motsvarande punkt E - Jag är inte rädd. Om det inte finns någon annan väg, ska den vara den som anges i punkt 6.2. S = 0; en nollströmsrörelse ( α = 0) inte finns i verkligheten S = 0 har ingen fysisk betydelse.

2) När v _mo = v _m , från ekvation (4.6), α = 0,5. I figur 4-1 visas detta av punkten P motsvarande punkt M ; punkten K delar exakt mitt på O –E linjen, dvs. T ₁= ½ T . I figur 4-1 sammanfaller punkten F med punkten O , vilket ger T ₂^′ = 0, dvs. återstötsaccelerationstiden är noll — detta är också omöjligt och saknar fysikalisk mening.

3) När återstötsaccelerationstiden är lika med återstötsbromsningstiden, dvs. T ₂^′ = T ₂^″, är återstötshastighetsdiagrammet uppenbarligen en likbent triangel. Det kinematiska karaktäristiska koefficienten för detta särskilda hastighetsdiagram är α = 0,4142. Från fig. 4-1 kan α = 0,4142 utan svårighet härledas. Denna slutsats har även tillämpningar vid studier av kväveexplosiva hydrauliska bergbrytare.

Av detta framgår tydligt att intervallet för α är 0 till 0,5; och eftersom α = 0 och α = 0,5 båda saknar fysikalisk mening måste det gälla att 0 < α < 0,5. Den optimala abstrakta designvariabeln som erhålls från olika optimeringsmål måste också uppfylla 0 < α _u < 0,5.