Mga Basikong Teknikong Parameter

2.1 Pangunahing Teknikal na Parameter

2.1.1 Mga Parameter ng Hydraulic Rock Breaker

(1) Mga Parameter ng Pagganap

W at frequency ng impact f ay mga parameter ng pagganap na naglalarawan sa isang hydraulic rock breaker. W ay nagtatakda ng kakayahan sa paggana ng breaker; f ay nagtatakda ng bilis ng kanyang paggana.

Ang output power ng isang hydraulic rock breaker ay maaaring ipahayag bilang:

N = W × f                                           (2.1)

Dahil ang dalawang parameter na naglalarawan ng pagganap — impact energy at impact frequency — ay magkaugnay, kapag dinisenyo ang isang hydraulic rock breaker ang ratio ng W to f dapat maingat na balansehin. Sa ilalim ng kondisyon ng pinakamababang nakainstal na kapasidad, dapat makamit ang pinakamataas na kahusayan sa paggana. Para sa isang hydraulic rock breaker, kailangan ang malaking impact energy W at dapat ang impact frequency f ay angkop na bawasan upang tugunan ang pangangailangan para sa mataas na impact force at mabuting epekto sa pagpuputol. Para sa isang hydraulic rock drill, bagaman ito ay isang hydraulic impact mechanism din, kailangan nito ng maliit na impact energy W at ng pinakamataas na impact frequency f na posible, upang tugunan ang pangangailangan para sa mataas na bilis ng pagpapadulas.

(2) Mga Parameter sa Paggana

Pinakamataas na bilis ng impact ng piston v _m , daloy ng paggana Q , presyon ng paggana p , at optimal na push force F _T ay ang mga parameterong panggana ng isang hydraulic rock breaker.

● Pinakamataas na bilis ng impact ng piston v _m : ito ang sandaliang bilis ng pagkontak kapag ang piston ay sumalpok sa dulo ng chisel. Ang kaukulang kinetic energy ng piston ay tinutukoy bilang impact energy ng hydraulic hammer W . Kapag ang kinetic energy ng piston ay lubos na nailipat sa target, ang impact energy ng hydraulic hammer ay:

W = ½ mV ²_m                                            (2.2)

kung saan: m — timbang ng piston.

Mula sa Eq. (2.2), mas mataas ang impact energy kapag mas mataas ang bilis ng impact ng piston.

Gayunman, ang pagtaas ng v _m ay limitado ng dalawang kadahilanan:

1) Mga limitasyon sa katangian ng materyales ng piston at chisel. Bilis ng pag-impact sa dulo v _m ay may kinalaman sa contact stress σ ; mas mataas σ , mas malaki ang epekto nito sa buhay-serbisyo ng piston at chisel. Sa ilalim ng pinapayagang contact stress σ , ang karaniwang pagpili ay v _m = 9 hanggang 12 m/s. Habang umuunlad ang agham ng mga materyales, ang halaga ng v _m ay maaaring dagdagan pa.

2) Hangganan ng dalas ng impact mechanism. Dahil ang istruktura at stroke ng piston ay limitado, at may nakafixed na stroke ng piston, ang pagpabilis patungo sa kinakailangang v _m ay tumatagal ng napakaliit na panahon. Malinaw na, mas malaki ang v _m , mas maikli ang kinakailangang panahon para mapabilis.

Ang mababang dalas ay nangangahulugan na mahaba ang cycle time at stroke time ng piston, habang mataas v _m nagdudulot nang kinakailangan ng mas maikli na stroke at cycle time — i.e. mataas na frequency ng impact — na hindi kayang tugunan ang mga pangangailangan sa disenyo para sa mababang frequency.

● Daloy ng paggana Q : ang daloy na ipinapadala sa hydraulic rock breaker ng hydraulic pump habang ito ay gumagana; ito ay isang independent variable. Ang lahat ng behavior at performance parameters ng hydraulic rock breaker ay malapit na nauugnay sa working flow at mga function ito ng working flow; nagbabago sila kapag nagbabago ang working flow.

● Pressure ng paggana p : ang pressure na kailangan ng hydraulic system kapag ang hydraulic rock breaker ay gumagana — ang system pressure na kailangan upang makamit ang mga performance parameter nito. Ang working pressure p ay isang dependent variable; nagbabago ito kapag nagbabago ang input flow Q at mga structural parameter. Habang gumagana, kapag nananatiling pareho ang lahat ng iba pang parameter, hindi maaaring aktibong baguhin ang pressure p at ang working pressure p at ang input flow Q sumunod sa pangunahing prinsipyo ng teknolohiyang hidrauliko: ang presyon ng sistema ay nakasalalay sa panlabas na karga. Batay sa prinsipyong ito, ang disenyo ng hidraulikong rock breaker ay nangangahulugan ng paggamit ng mga parameter ng istruktura at daloy ng trabaho upang matiyak na ang presyon ng trabaho ng sistema p ay makamit.

● Pwersa ng pagpupush F _T kapag gumagana ang hydraulic rock breaker, ang pagmabilis ng piston sa power stroke ay nagdudulot ng recoil sa katawan ng makina, na nagiging sanhi ng pagkawala ng kontak ng chisel sa target at nagpipigil sa normal na paggana ng impact. Upang malampasan ang recoil na ito, kailangang ilapat ang isang puwersa kasalong axis ng katawan ng breaker — tinatawag itong push force. Ang push force ay dapat sapat na malaki upang panatilihin ang matibay na kontak ng chisel sa bagay na tinatamaan. Dapat optimal ang push force. Sa ibang salita, mayroon isang problema sa optimal na push force, na malapit na nauugnay sa sukat na klase ng carrier machine. Kung ang carrier ay sobrang maliit, ang push force na kayang ipadala nito ay hindi sapat; kung naman ito sobrang malaki, bagaman natutugunan ang kinakailangang push force, tumataas ang gastos sa investment para sa carrier, na hindi rin nais. Sa disenyo ng hydraulic rock breaker, ang pagkamit ng mataas na impact energy gamit ang maliit na push force ay palaging isang layuning optimisasyon. Ito ang nagbibigay-daan para i-match ang isang hydraulic rock breaker na may mataas na impact energy sa isang mas maliit na carrier, na bumubuo ng epektibong kombinasyon sa paggawa at binabawasan ang mga gastos sa operasyon.

(3) Mga Parameter ng Estructura

Ang tatlong diameter ng piston d ₁, d ₂, at d ₃, masa ng paggana m , at haba ng paggana S ay ang mga parameter ng estruktura ng isang hydraulic rock breaker. Ang mga parameter ng estruktura ang nagtatakda sa kanyang mga parameter ng pagganap. Ang pagdidisenyo ng isang hydraulic rock breaker ay kahalintulad ng pagtukoy sa mga parameter ng estruktura d ₁, d ₂, d ₃, m , at S na mag-aagwat upang matiyak na ang kinakailangang mga parameter ng pagganap ay makamit. Kapag naayos na ang mga parameter ng estruktura, ang lahat ng mga parameter ng pagganap at mga parameter ng paggana ay nagbabago depende sa daloy ng input at mga punsiyon ng daloy ng input.

2.1.2 Presyon ng Nagpapagana ng Langis at Presyon na Naitala

(Ang presyon na naitala ay tinutukoy bilang p _H sa buong seksyon na ito)

Kapag gumagana ang hydraulic rock breaker, ang presyon ng langis na hydrauliko ang nagpapagalaw sa piston, at ang anyo ng galaw ng piston ay nakasalalay sa anyo ng pagbabago ng puwersang ito ng langis — ito ang kinematika at dinamika ng piston.

Konsiderando ang masa ng piston m , ang pagpapabilis a , at ang puwersa ng inertia ng piston F _K , ang ikalawang batas ni Newton ay nagbibigay ng:

F _K = ina                                              (2.3)

Ang puwersang nangunguna F katumbas ng F _K sa sukat ngunit kabaligtaran sa direksyon. Ang puwersang nangunguna F na kumikilos sa piston ay nabubuo ng presyon ng langis p sa loob ng silindro, at maaaring ipahayag bilang:

p = F _K / A = ina / A = ( m / A ) · d v / d t             (2.4)

kung saan: m — masa ng piston, palagiang halaga;

 A — lugar ng ibabaw ng piston na sumasailalim sa presyon, palagiang halaga;

 v — bilis ng piston; ang agad na daloy q na nagpapagalaw sa paggalaw ng piston ay sumasapat sa:

AV = q                                               (2.5)

Since v at q sa Eq. (2.5) ay mga punsiyon ng oras; ang pag-differentiate v at q ayon sa oras ay nagbibigay ng:

A d v / d t = d q / d t                                  (2.6)

Ang pagpapalit ng Eq. (2.6) sa loob ng Eq. (2.4) ay nagbibigay ng:

p = ( m / A ²) · d q / d t                              (2.7)

Sa Eq. (2.7), m / A ²ay isang konstante; d q / d t ay kumakatawan sa bilis ng pagbabago ng daloy ng sistema.

Mula sa mga Eq. (2.3) – (2.7), itinatag ang presyon ng sistema batay sa nagbabagong daloy ng input papasok sa silindro ng langis. Sa ibang salita, ang pagbabago sa daloy ng langis na hidrauliko ay nagdudulot ng pagtaas ng akselerasyon ng piston at ng puwersa dahil sa inersya, na kung saan naman ang nagbubuo ng presyon sa loob ng silindro ng langis p .

System Oil Pressure p ay proporsyonal sa masa ng piston m at sa bilis ng pagbabago ng daloy d q /dt , at berso proporsyonal sa kuwadrado ng area ng piston na sumasalamin sa presyon A . Upang mabawasan ang presyon ng langis ng sistema p , ang pagpapalaki ng area ng piston na sumasalamin sa presyon A ang pinakaepektibong paraan, ngunit nagdudulot din ito ng mas malaking sukat ng katawan ng makina, kaya parehong mga kadahilanan ay dapat isaalang-alang sa disenyo.

System Oil Pressure p ay isang pagpapaandar ng daloy at isang dependenteng variable; hindi ito maaaring baguhin nang aktibo habang gumagana, kundi nagbabago lamang kapag nagbabago ang input na daloy. Dahil ang langis na pumapasok sa silid ng langis ay isang pagpapaandar ng oras kapag gumagana ang hydraulic rock breaker, ang presyon ng langis p ay nagbabago rin ayon sa oras at walang tiyak na halaga. Ang presyon ng langis na ibinibigay sa isang sheet ng datos ng produkto, na tinawag ng mga may-akda bilang rated oil pressure, ay kinakatawan ng p _H . Sa presyon na ito, ang mga parameter ng pagganap ng hydraulic rock breaker ay umaabot sa kanilang rated na mga halaga. p _H ay isang virtual na parameter — hindi ito talagang umiiral — ngunit napakahalaga sa disenyo at paggamit ng isang hydraulic rock breaker. Sa disenyo, p _H ang ginagamit bilang batayan para sa pagkalkula ng mga parameter ng pagganap, mga parameter ng paggana, at mga parameter ng istruktura, at para sa pagpili ng mga komponente ng hydraulic system. Sa field, naging mahalagang sanggunian ito para sa operator upang hatulan kung ang sistema ay gumagana nang normal o hindi. Ang parameter na p _H ay tatalakayin nang mas malalim sa mga sumusunod na kabanata.