Mga Panag-uri ng Galaw ng Piston

4.3 Mga Panag-uri ng Galaw ng Piston

Mula sa nakaraang pagsusuri ng diagram ng bilis, ang mga sumusunod na konklusyon tungkol sa mga panag-uri ng galaw ng piston ay maaaring ikuha.

(1) Ang diagram ng bilis ng piston ay binubuo ng dalawang tatsulok: isang tatsulok na may tamang sulok para sa diagram ng bilis ng power-stroke, at isang pangkalahatang (hindi tamang sulok) na tatsulok para sa diagram ng bilis ng return-stroke.

(2) Dahil ang power stroke ay katumbas ng return stroke, ang mga area ng dalawang tatsulok ay dapat magkapareho.

(3) Ang bilis sa panahon ng pagpapalit ng direksyon ng paggalaw (return-stroke braking phase) at ng yugto ng pagpapalakas (power-stroke phase) ay sumusunod sa isang tuwid na linya sa diagram ng bilis. Ito ay dahil matapos magpalit ang piston valve sa panahon ng return stroke, nananatili ang valve sa parehong posisyon sa loob ng return-stroke braking phase at power-stroke phase, kaya’t pareho ang lakas na nakaaapekto sa piston.

(4) Isang pangunahing prinsipyo sa disenyo ng hydraulic rock breaker: sa lahat ng maaaring mga disenyo, ang maximum na bilis ng piston v _m (energiya ng impact W _H ) at ang oras ng bawat siklo T (dalas ng impact f _H ) ay dapat na pare-pareho, dahil ito ay itinakda sa gawain sa disenyo at hindi maaaring baguhin.

(5) Mga parameter ng kinematika: distansya ng pagpapabilis sa return stroke S _j , oras ng pagpapabilis sa return stroke T ₂^′, at maximum na bilis ng return stroke v _mo ay lahat ng napakahalaga sa pagkontrol sa hydraulic rock breaker, dahil lahat ng ito ay nasa eksaktong punto kung saan nagpapalit ang valve sa panahon ng return stroke. Para sa mga hydraulic rock breaker na may stroke-feedback, S _j ay ang batayan para sa pagtukoy ng posisyon ng butas para sa feedback at napakahalaga sa disenyo ng hydraulic rock breaker. Tungkol sa T ₂^′at v _mo , wala pang mga produkto ng hydraulic rock breaker na kasalukuyang gumagamit ng dalawang parameter na ito para kontrolin ang breaker, ngunit ang pamamaraan ay posible at kailangang pag-aralan.

(6) Ang paghahambing ng lahat ng mga posible na disenyo mula sa pananaw ng kinematics (halimbawa, punto P at punto F sa iba’t ibang posisyon), v _m at T ay pareho sa lahat ng disenyo. Ang tanging pagkakaiba ay ang ratio ng T ₁to T ₂sa T (P ay nasa ME ), gayundin ang nagresultang iba’t ibang maximum na bilis ng return-stroke v _mo .

Batay sa nabanggit na pagsusuri, kung ang isang disenyo ay tingnan mula sa pananaw ng kinematics, dahil ang v _m at T ay parehong determinado ng mga parameter ng performance, napakaliit na kalayaan na natitira sa designer. Ang isang tinatawag na disenyo ay simpleng usapin ng tamang paglalagay T ₁at T ₂sa loob ng T habang kinikiling v _m at T nakafixed — wala nang iba pa. Sa ganitong paraan, ang disenyo ng hydraulic rock breaker ay naging napakasimple: hatiin lamang ang siklo ng paggalaw ng piston T sa dalawa, at makakakuha ka ng isang posible na disenyo. Ngunit ang pagtukoy sa ratio ng paghahati na ito ay nangangailangan ng malalim na teknikal na kaalaman, kabilang ang problema sa optimisasyon ng disenyo. Kapag na-tatag na ang ratio ng paghahati, ang buong disenyo ay lubos nang natutukoy. Kaya ang ratio ng oras ng power-stroke α ang iisang parameter na maaaring kumatawan sa isang posible na disenyo at may pangkalahatang applicability.

Ang ratio ng oras ng power-stroke α ay tinatawag din na kinematic characteristic coefficient. Dahil ang kinematic characteristic coefficient α ay walang dimensyon at nagpapahayag ng mga katangian ng kinematika, ito ay tinakda bilang isang abstraktong variable sa disenyo; ang bawat tiyak nitong halaga ay kumakatawan sa isang disenyo, at ang mga katangian na ipinapahayag nito ay lubos na applicable sa lahat ng sukat at modelo ng hydraulic rock breaker.

Ang pananaliksik sa itaas ay nagpapakita na ang lahat ng mga kinematic parameter ay mga function ng α ; gayundin, ang mga parameter ng dynamics, mga parameter ng istruktura, atbp., ay maaaring lahat na ipahayag bilang mga function ng α ano pa ang iba pang katangian ng α ito mismo, at ano ang saklaw ng mga halaga nito? Mula sa Fig. 4-1 at Eq. (4.5), ang sumusunod ay malinaw na makikita:

1) Kapag T ₁ = 0, α = 0; ito ay ipinapakita sa Fig. 4-1 ng punto P na pumapaloob sa punto E . Ang area ng △ENK, i.e. stroke S = 0; ang isang galaw na may zero stroke ( α = 0) ay hindi umiiral sa tunay na buhay — S = 0 ay walang pisikal na kahulugan.

2) Kapag v _mo = v _m , mula sa Eq. (4.6), α = 0.5. Sa Fig. 4-1, ito ay ipinapakita ng punto P na pumapaloob sa punto M ; ang punto K ay eksaktong hinahati ang linya ng O –E , i.e. T ₁= ½ T . Sa Fig. 4-1, ang punto F ay sumasalim sa punto O , na nagbibigay ng T ₂^′= 0, ibig sabihin ang oras ng pagpapabilis ng balik na paggalaw ay zero — ito ay imposible rin at walang pisikal na kahulugan.

3) Kapag ang oras ng pagpapabilis ng balik na paggalaw ay katumbas ng oras ng pagpapabagal ng balik na paggalaw, ibig sabihin, T ₂^′ = T ₂^″, ang diagram ng bilis ng balik na paggalaw ay malinaw na isang tatsulok na may magkaparehong sukat ng mga gilid. Ang koepisyente ng kinematikong katangian para sa ganitong espesyal na anyo ng diagram ng bilis ay α = 0.4142. Mula sa Fig. 4-1, α = 0.4142 ay maaaring makuha nang walang kahirapan. Ang resultang ito ay mayroon ding mga aplikasyon sa pag-aaral ng mga hidraulikong pambasag ng bato na gumagamit ng nitrogen na pampasabog.

Mula dito, malinaw na ang saklaw ng α ay mula 0 hanggang 0.5; at dahil ang α = 0 at α = 0.5 ay parehong walang pisikal na kahulugan, dapat na 0 < α < 0.5. Ang optimal na abstraktong variable sa disenyo na nakukuha mula sa iba’t ibang layunin sa optimisasyon ay dapat ding sumunod sa kondisyong 0 < α _u < 0.5.