Hidrolik Kaya Kırıcıların Kinematik İncelenmesi

4.1 Kinematik Özellikler ve Karakteristik Katsayı α

Bu bölüm, hidrolik kaya kırıcı pistonunun hareketinin geometrik doğasını ve özelliklerini ana hatlarıyla inceler; böylece piston hareketi daha mantıklı hale gelir ve belirttiğimiz hareket desenine göre ilerler ve en iyi hareket sonuçları elde edilir.

Hidrolik kaya kırıcı pistonunun kinematiğini incelemek için iki koşul açıkça belirlenmelidir:

(1) Pistonun çekiç kuyruğuna çarptığı andaki hızının, belirtilen maksimum hıza ulaşması sağlanmalıdır v _m . Başka bir deyişle, kinematik incelenirken v _m sabit bir değerdir; piston hangi hareket desenini izlerse izlesin, çekiç kuyruğuna çarptığı andaki hızı belirtilen maksimum hız olmalıdır v _m . Yalnızca bu şekilde hidrolik kaya kırıcı, gerekli darbe enerjisini sağlayabilir W _H .

(2) Piston hareket döngüsü T de sabit bir değerdir; böylece hidrolik kaya kırıcının darbe frekansı sağlanmış olur. f _H hidrolik kaya kırıcının darbe frekansı.

Şekil 4-1, doğrusal olarak piston çalışma hızı diyagramını gösterir. - Evet. M koordinatları vardır ( v _m , 0); nokta E koordinatları (0, T ); N koordinatları vardır (− v _m , T ) Bağlantı noktaları M ve E şekiller üçgen △MOE v –t iki dik açılı tarafı, darbe noktasına ve piston hareket döngüsüne kadar piston hareketinin maksimum hızı olan koordinat sistemi T - Hayır. Herhangi bir noktayı almak P (v _mo , T ₂^′satırda Ben ve PO ile PN'yi birleştirerek, ardından PN, t -eksenini K noktasında keser. K zaman ekseni üzerindeki T noktası, piston hareket çevrimini iki parçaya böler: T ₁ve T ₂açıkça T ₁ + T ₂ = T , bu da iki üçgen △OPK ve △ENK oluşturur.

Bu iki üçgenin alanlarının eşit olduğu kolayca gösterilebilir; yani △OPK = △ENK olur ve bunun sonucunda v _mo T ₂ / 2 = v _m T ₁/ 2. Açıkça, v –t şekilde, △OPK ile sınırlanan alan pistonun geri dönüş stroku, △ENK ile sınırlanan alan ise pistonun güç strokudur. Güç stroku, geri dönüş strokuna eşittir — bu bir veridir. Başka bir deyişle, O –P –K eğrisi pistonun geri dönüş stroku boyunca hız değişimiğini temsil eder; K –N –E eğrisi pistonun güç stroku boyunca hız değişimiğini temsil eder.

Eğri O –P –K –N –E eğrisi pistonun hareket çevrimi boyunca hız değişimiğini temsil eder T . Piston, çekiç kuyruğu ile temas ettiği darbe noktasından O geri dönüş strokuna başlar ve v = 0'dan P noktasına — valf geçişi (piston hızı maksimum geri dönüş stroku hızına ulaştığı anda) — kadar hızlanır; ardından piston yavaşlamaya başlar ve hızı giderek v _mo değerine düşer v = 0, en üst ölü merkezine ulaşır (geri dönüş hızı sonu). Mühür daha sonra güç-takım ivmesini başlatır; Hız hızla arttığında v = v _m , tam olarak çakıl kuyruğuna çarpar ve hız hemen sıfıra düşer ( v = 0), ve piston hareketinin başlangıç noktasına döner ve bir döngüyü tamamlar.

İtiraf edilmesi gereken, hidrolik kaya kırıcı pistonunun maksimum hızı ve döngüsü sabit olduğunda, maksimum dönüş-takım hızı v _mo ...büyük bir yere düşmeli. M –E yardımcı hat, yani noktada P - Hayır. Birinin hayal edebileceği gibi sonsuz sayıda nokta var. P - Çizgi M –E , bu da sonsuz sayıda maksimum dönüş hızı anlamına gelir v _mo , yani sonsuz sayıda piston döngüsü hareket eğri piston seçmek için sonsuz sayıda hareket kalıbına sahiptir. Tabii ki en uygun hareket kalıbını seçmeliyiz. Bu, daha sonraki bölümlerde incelenecek olan optimizasyon tasarım sorunudur.

Piston hareket deseninin daha derin bir incelemesi, Şekil 4-1’in analiziyle yapılabilir. Bunu yapmak için △MOE ∞ △PFE’den şu sonuca varılır:

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

△PFK ∞ △ENK’den:

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

Dolayısıyla:

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

Yeniden düzenlenmeden sonra:

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

Denklem (4.1)’den açıkça görülebilir ki: sabit piston hareket döngüsü T ve maksimum hız v _m verildiğinde, sözde farklı hareket desenlerinin farklı hız değişim eğrileri vardır; ayırt edici özellik, maksimum geri dönüş hareketi hızı v _mo ve güç stroku süresi T ₁farklı değerleriyle ifade edilir. Dolayısıyla bu iki parametre, belirli bir hidrolik kaya kırıcısının hareket karakteristiklerini tanımlama özelliğine sahiptir.

Ancak amacımız, tek bir belirli hidrolik kaya kırıcıyla sınırlı kalamaz; daha ileriye gidip, tüm hidrolik kaya kırıcılara uygulanabilen daha soyut bir karakteristik indeks bulmamız gerekir. Bu soyut karakteristik indeks, tüm hidrolik kaya kırıcılara (hidrolik darbe mekanizmalarına) uygulanır ve hareket özelliklerini ile işletme performansını ifade eder.

Denklem (4.1)'de şunu kabul edelim:

α = T ₁ / T                                                                                    

Buna göre güç vuruş süresi:

T ₁ = αT                                                                                (4.5)

Denklem (4.4)'te yerine koyulursa:

α = v _mo \/ ( v _m + v _mo ) (4.6)

Şekil 4-1 ile Denklemler (4.5) ve (4.6)'yı birlikte değerlendirdiğimizde kolayca görülebilir ki α bir oran ve değişken — boyutsuzdur. Belirli performans gereksinimlerine sahip bir hidrolik kaya kırıcı için T sabit bir değerdir ve frekans tarafından belirlenir f _H . Öyleyse α bu değişim ile birlikte mutlaka değişir. T ₁, ise T ₁nokta pozisyonunda değişiklikler P - Hayır. En yakın nokta P -... işaret etmek. M , ne kadar büyükse T ₁ve daha büyük α - Evet. Tersine, daha yakın nokta P -... işaret etmek. E , daha küçük T ₁ve daha küçük α - Evet. Aynı sonuca Eq'den de varabiliriz. (4.3) Eşitlikte v _mo değişkendir, oysa v _m darbe enerjisine bağlı olarak belirlenen sabit bir değerdir. Dolayısıyla α , v _mo , ise v _mo noktanın konumuna göre değişir P - Hayır. En yakın nokta P -... işaret etmek. M , ne kadar büyükse v _mo ve daha büyük α dır ve bunun tersi de geçerlidir.

Dolayısıyla şu anlayışa varılır: sabit v _m ve T verildiğinde, v _mo pistonun hareket özelliklerini özel olarak temsil edebilir; buna karşılık, α tüm hidrolik kaya kırıcı pistonlarının hareket özelliklerini soyut bir şekilde temsil eder. Bu nedenle, α yi hidrolik kaya kırıcının kinematik karakteristik katsayısı olarak tanımlarız. Belirli bir hidrolik kaya kırıcı için optimizasyon gereksinimleri doğrultusunda, α uygun bir optimal değere sahip olmalıdır α _u .