Piston Hareket Desenleri

4.3 Piston Hareket Desenleri

Yukarıdaki hız diyagramı analizinden, piston hareket desenleriyle ilgili aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir.

(1) Piston hız diyagramı iki üçgenden oluşur: güç vuruşu hız diyagramı için bir dik üçgen ve geri dönüş vuruşu hız diyagramı için genel (dik olmayan) bir üçgen.

(2) Güç vuruşu, geri dönüş vuruşuna eşit olduğundan, bu iki üçgenin alanları da eşit olmak zorundadır.

(3) Geri dönüş stroku frenleme aşaması ve güç stroku aşaması boyunca hız, hız diyagramında tek bir düz çizgi izler. Bunun nedeni, piston valfinin geri dönüş strokunda açılmasından sonra, geri dönüş stroku frenleme aşaması ve güç stroku aşaması boyunca valfin aynı konumda kalması ve pistona etki eden kuvvetin sabit kalmasıdır.

(4) Hidrolik kaya kırıcı tasarımının temel bir ilkesi: tüm uygulanabilir tasarımlarda pistonun maksimum hızı v _m (darbe enerjisi W _H ) ve çevrim süresi T (darbe frekansı f _H ) sabit olmalıdır; çünkü bunlar tasarım görevi tarafından belirlenmiş ve değiştirilemez parametrelerdir.

(5) Kinematik parametreler: geri dönüş stroku ivmelenme mesafesi Sahip _j , geri dönüş stroku ivmelenme süresi T ₂^′ve maksimum geri dönüş stroku hızı v _mo hepsi hidrolik kaya kırıcısının kontrolü için son derece yararlıdır; çünkü hepsi geri dönüş strokundaki valf geçiş noktasında yer alır. Konum geri bildirimli hidrolik kaya kırıcılarda, Sahip _j geri bildirim deliği konumunun belirlenmesi için temel oluşturur ve hidrolik kaya kırıcı tasarımı için çok yararlıdır. Şöyle ki T ₂^′ve v _mo , şu anda hiçbir hidrolik kaya kırıcı ürünü bu iki parametreyi kırıcının kontrolü için kullanmamaktadır; ancak bu yöntem uygulanabilir olup araştırılmaya değerdir.

(6) Tüm uygun tasarımları kinematik açıdan karşılaştırmak (yani P noktası ile F noktası farklı konumlarda olmak üzere), v _m ve T tüm tasarımlarda aynıdır. Tek fark, T ₁için T ₂i̇Ç T (P 'in Ben ) üzerinde yer alması ve bunun sonucunda ortaya çıkan farklı maksimum geri hareket hızlarıdır. v _mo .

Yukarıdaki analize dayanarak, bir tasarım kinematik açıdan değerlendirildiğinde, çünkü v _m ve T her ikisi de performans parametreleri tarafından belirlendiğinden, tasarımcının elinde kalan özgürlük oldukça sınırlıdır. Böylece sözde bir 'tasarım', sadece doğru dağıtım yapmaktan ibarettir. T ₁ve T ₂i̇çinde T aynı zamanda v _m ve T sabit tutulur — bundan fazlası hiçbir şey. Bu şekilde, hidrolik kaya kırıcı tasarımı çok basit hale gelir: sadece piston hareket döngüsünü T ikiye bölün ve uygulanabilir bir tasarım elde edersiniz. Ancak bu bölme oranının belirlenmesi, optimizasyon tasarım problemi de dahil olmak üzere önemli teknik derinlik gerektirir. Bölme oranı bir kez belirlendikten sonra, tüm tasarım tam olarak belirlenmiş olur. Dolayısıyla güç vuruşu zaman oranı α uygulanabilir bir tasarımı temsil edebilen ve evrensel uygulanabilirliğe sahip olan tek parametredir.

Güç vuruşu zaman oranı α genellikle kinematik karakteristik katsayı olarak da adlandırılır. Çünkü kinematik karakteristik katsayı α boyutsuzdur ve kinematik özellikleri ifade eder; bu nedenle soyut bir tasarım değişkeni olarak tanımlanır; her bir özel değeri bir tasarımı temsil eder ve ifade ettiği özellikler, tüm boyut ve modellerdeki hidrolik kaya kırıcılara tamamen uygulanabilir.

Yukarıdaki araştırma, tüm kinematik parametrelerin fonksiyonları olduğunu göstermektedir α ; benzer şekilde, dinamik parametreler, yapısal parametreler vb. hepsi de fonksiyonlar olarak ifade edilebilir. α kendisi α kendisiyle ilgili diğer özellikler nelerdir ve değer aralığı nedir? Şekil 4-1 ve Denklem (4.5)’ten aşağıdaki hususlar açıkça görülebilir:

1) Şu durumda: T ₁= 0, α = 0; bu durum Şekil 4-1’de P noktasının E noktasıyla çakışmasıyla gösterilmiştir. △ENK üçgeninin alanı yani strok Sahip = 0; sıfır stroklu bir hareket ( α = 0) gerçek hayatta mevcut değildir — Sahip = 0 fiziksel bir anlam taşımaz.

2) Ne zaman v _mo = v _m , Denklem (4.6)’dan α = 0,5’tir. Şekil 4-1’de bu, P noktasının M noktası ile gösterilmiştir; K noktası O –E doğrusunu tam olarak ikiye böler, yani T ₁= ½ T şekil 4-1’de F noktası, O noktası ile çakışır ve T ₂^′ = 0 verir; yani geri dönüş darbesi ivme süresi sıfırdır — bu da imkânsızdır ve fiziksel bir anlamı yoktur.

3) Geri dönüş hareketi ivmelenme süresi, geri dönüş hareketi yavaşlama süresine eşit olduğunda, yani T ₂^′ = T ₂^″, geri dönüş hareketi hız diyagramı açıkça bir ikizkenar üçgen olur. Bu özel biçimli hız diyagramı için kinematik karakteristik katsayı α = 0,4142’dir. Şekil 4-1’den α = 0,4142 değeri zahmetsizce çıkarılabilir. Bu sonuç, azot patlayıcı hidrolik kaya kırıcıların incelenmesinde de uygulama bulur.

Bundan şu sonuca varılır ki α 'nın aralığı 0 ile 0,5 arasındadır; ve çünkü α = 0 ve α = 0,5 değerlerinin her ikisi de fiziksel bir anlam taşımaz, bu nedenle mutlaka 0 < α < 0,5 olmalıdır. Farklı optimizasyon amaçlarından elde edilen optimal soyut tasarım değişkeni de yine 0 < α _u < 0,5 koşulunu sağlamalıdır.