Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Чехутская Наталья Геннадьевна

Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия
<
Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чехутская Наталья Геннадьевна. Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия : Дис. ... канд. техн. наук : 01.02.06 : Орел, 2004 175 c. РГБ ОД, 61:04-5/2765

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ устройств ударного действия с гидравлическим приводом (ударников) 8

1.1. Систематизация устройств ударного действия с гидравлическим приводом 8

1.2. Анализ основных характеристик устройств ударного действия с гидравлическим приводом 15

1.3. Анализ методов математического моделирования работы устройств ударного действия 20

1.4. Задачи исследования 48

Основные результаты и выводы 49

2. Разработка математической модели и исследование динамической системы устройства ударного действия 50

2.1. Структура устройства ударного действия 50

2.2. Математическая модель динамической системы устройства ударного действия. Принимаемые допущения 52

2.3. Исследование динамической системы устройства ударного действия с помощью математической модели 65

Основные результаты и выводы 74

3. Методика и результаты экспериментальных исследований устройства ударного действия 76

3.1. Задачи экспериментальных исследований 16

3.2. Объект исследований 78

3.3. Место и условия проведения экспериментальных исследований устройства ударного действия 80

3.4. Экспериментальная установка и измерительно-регистрирующая аппаратура 81

3.5. Методы оценки и порядок обработки результатов 87

3.6. Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований устройства ударного действия 97

Основные результаты и выводы 99

4. Методика расчета и выбора параметров динамической системы устройства ударного действия 100

4.1. Исследование влияния конструктивных параметров и параметров гидравлического привода на выходные характеристики устройства ударного действия 101

4.1.1. Исследование влияния значений рабочей площади бойка S2 и давления в напорной магистрали Рн на выходные характеристики устройства ударного действия 102

4.1.2. Исследование влияния значений хода бойка L и давления в напорной магистрали Рн на выходные характеристики устройства ударного действия 107

4.1.3. Исследование влияния массы бойка и давления в напорной магистрали Р„ на выходные характеристики устройства ударного действия 111

4.1.4. Исследование влияния значений хода бойка L (м), рабочей площади бойка S2 (м2) и давления в напорной магистрали Ри на выходные характеристики устройства ударного действия 115

4.2. Выбор конструктивных параметров, при которых возможен наибольший общий КПД устройства ударного действия 119

Основные результаты и выводы 124

Заключение 126

Список литературы 130

Приложение 141

Введение к работе

Актуальность темы

Ряд трудоемких (энергоемких) технологических процессов в горном деле, строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности связан с разделением и обработкой прочных естественных или искусственных материалов.

Современная практика и прогнозы развития и совершенствования таких производственных операций показывают, что они выполняются наиболее эффективно при применении импульсных технологий, реализуемых посредством машин ударного действия.

Функционирование машин ударного действия имеет сложный характер и включает совокупности состояний, режимов и динамических процессов.

Существенная неравномерность потребления мощности первичного привода, высокая частота, при которой рабочий цикл состоит из суммы неустановившихся процессов, наличие упругости жидкости затрудняют расчет параметров и исследование исполнительных органов машин ударного действия (ударников), функциональная часть которых представляет собой динамическую систему, подверженную действию различных по знаку и величине сил.

Производительность машин ударного действия во многом определяется научно-обоснованным выбором рабочих и конструктивных параметров исполнительных органов с учетом назначения и выполняемых функций, поэтому задачи исследования и выбора рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия с применения ЭВМ в настоящее время являются актуальными.

Работа выполнялась по научно-технической программе Минобразования РФ "Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение систем образования" как раздел научно-исследовательской работы (2.1.1.(00.0)264.084) "Разработка экспериментального комплекта оборудования для изучения автоколебательных систем" (№ госрегистрации 01.2.00105782) в ПНИЛ "Силовые импульсные системы" (№ госрегистрации 01960002022), а также в соответствии с Договором ОрелГТУ и ОАО "Погрузчик" о техническом, научном и учебном сотрудничестве от 01 апреля 2003г. и по гранту Минобразования РФ "Ударно-скалывающий исполнительный орган горной машины".

Цель работы

Разработать математическую модель динамической системы устройства ударного действия, обеспечивающую выбор рациональных энергетических и конструктивных параметров.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи исследования:

  1. Разработать математическую модель динамической системы "золотник-боек" устройства ударного действия с учетом влияния параметров гидравлического привода, провести вычислительные действия;

  2. Исследовать работу динамической системы и установить зависимости выходных характеристик от конструктивных параметров устройства ударного действия и параметров гидравлического привода;

  3. Разработать методику, экспериментальную установку и провести исследования рабочих характеристик полноразмерного образца устройства ударного действия, выполнить статистическую обработку и анализ результатов исследований;

  4. Разработать научно-обоснованную методику расчета и выбора параметров устройства ударного действия и рекомендации на проектирование динамической системы ударника с дифференциальным бойком-распределителем.

Автор защищает:

  1. Математическую модель динамической системы устройства ударного действия и результаты ее исследования.

  2. Результаты теоретического исследования влияния основных конструктивных параметров устройства ударного действия и параметров привода на выходные кинематические и энергетические характеристики ударника.

  3. Результаты экспериментальных исследований полноразмерного образца устройства ударного действия.

  4. Методику расчета и выбора рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия.

Методы исследования

Математическое моделирование работы устройства ударного действия с гидравлическим приводом выполнено на основе законов механики и гидродинамики. Теоретические исследования проводились с использованием численных методов решения систем дифференциальных уравнений, методов имитационного моделирования. Результаты теоретических исследований обработаны с использованием общей формулы интерполяции Лагранжа.

Экспериментальные исследования проводились на полноразмерном образце ударного устройства (мод.2944), на основе разработанной методики. Результаты экспериментальных исследований были обработаны с использованием методов математической статистики. Для оценки полученных экспериментальных данных был использован регрессионный метод.

Научная новизна

  1. Функциональная часть устройства ударного действия рассматривается как двухмассовая динамическая система, расположенная в корпусе (оболочке), подверженная действию переменных по знаку и величине сил, сформированных в силовой импульсной системе, что позволяет рассматривать развитие рабочего цикла без разбиения его на составные фазы;

  2. Разработанная математическая модель динамической системы устройства ударного действия с гидравлическим приводом, учитывает объемную деформацию рабочей среды, изменение проходных сечений в ударнике в зависимости от перемещений бойка и золотника, с учетом изменяющихся гидравлических связей;

3 Проведенными экспериментальными исследованиями на
полноразмерном образце устройства ударного действия в широком
диапазоне изменения параметров гидравлического привода, установлены
для данной схемы зависимости скорости и частоты ударов от параметров
гидравлического привода.

Достоверность результатов обоснована применением методов математического моделирования сложных технических систем и фундаментальных положений механики и гидродинамики; современной вычислительной техники и программного обеспечения (программное обеспечение MathCad 2001 Professional),coBpeMeHHofi аппаратурой при проведении экспериментальных исследований (осциллограф универсальный двухканальный GOS-6103C, цифровой осциллограф GDS-830), соответствием результатов теоретических исследований полученным экспериментальным данным.

Практическая ценность

Разработана методика расчета и выбора параметров устройства ударного действия. Сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкции устройства ударного действия (мод. 2944).

Реализация работы

Результаты диссертационной работы используются ОАО "Погрузчик" при создании навесного гидравлического ударного устройства на колесный погрузчик, а также в Орловском государственном техническом университете при подготовке инженеров по специальности 071100-"Динамика и прочность машин ".

Апробация работы

Основные результаты работы доложены и обсуждены на: научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ОрелГТУ(1998,1999, 2000,2001 г.г.); TV международной научно-технической

конференции "Вибрационные машины и технологии" (КурГТУ, 1999); международных научных симпозиумах "Механизмы и машины ударного, периодического и вибрационного действия"(ОрелГТУ,2000,2003); VI международной научно-технической конференции по динамике-технологических систем (ДонГТУ, 2001); научной конференции "Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин" (АГТУ,2002); научном симпозиуме "Неделя горняка-2003г" (2003, МГТУ).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 114 наименований и приложения. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков.

Анализ основных характеристик устройств ударного действия с гидравлическим приводом

С начала серийного выпуска (середина 1960-х годов) мощность и размеры устройств ударного действия постоянно увеличиваются, возрастает и количество фирм-разработчиков. В настоящее время известно свыше 300 моделей устройств ударного действия с гидравлическим приводом, которые выпускают более 50 фирм-производителей [1, 22-51] .

Внимание, уделяемое созданию устройств ударного действия с гидравлическим приводом, объясняется их преимуществами по сравнению с пневматическими машинами - экономичность, более высокий КПД, компактность, обеспеченная более высоким давлением рабочего тела, меньший уровень шума и вибрации вследствие отсутствия выхлопа отработанного воздуха в атмосферу.

Большой объем работ по формированию теоретических основ создания устройств ударного действия выполнен в институтах и организациях в конце XX века в быв.СССР. Среди них можно выделить: Институт гидродинамики СО РАН, ВНИИСДМ, его Красноярский филиал, Карагандинский политехнический институт, ИГД МЧМ, Институт автоматики АН Киргизии, ДонУГИ, ЦНИИподземмаш, КузНИУИ [1],

Однако, лидерство по производству устройств ударного действия с гидравлическим приводом принадлежит зарубежным фирмам, среди которых наибольшего успеха достигли "Копе", "Rammer" (Финляндия), "Krupp" (Германия), "Kent", "Furukawa", "NPK" (Япония) и др.. В России ударники серийно выпускают Тверской и Ковровский экскаваторные заводы, АО "Московский станкостроительный завод". Основными характеристиками устройств ударного действия являются энергия единичного удара, частота ударов, выходная (ударная) мощность устройства ударного действия, а также КПД.

Распределение устройств ударного действия по энергии удара (рисунок 1.6) показывает, что большинство из рассмотренных ударников с гидравлическим приводом, около 70% (157 моделей) имеют энергию удара до 3000 Дж. Это связано с тем, что наибольшее количество ударников предназначено для эксплуатации в строительстве на легких и средних экскаваторах, параметры которых обеспечивают эффективную реализацию энергии до 3000 Дж.

В создании устройств ударного действия с гидравлическим приводом на первом этапе (1960-1970 годы) прослеживается тенденция к постоянному увеличению энергии удара и мощности. Большинство выпускаемых моделей предназначалось для гидравлических экскаваторов определенного класса и мощности, поэтому увеличение энергии удара сопровождалось понижением частоты ударов.

В процессе эксплуатации первых моделей были выявлены рациональные по производительности и эффективности сочетания между энергией, частотой ударов и параметрами базовых машин. Так фирма "Rammer" пришла к выводу, что для эффективного использования ударника масса базового экскаватора должна быть в 10...12 раз больше массы ударника [29]. Масса ударника определяется его выходными параметрам и величиной силы перемещающей боек в период рабочего хода (разгона).

Дальнейшее увеличение мощности осуществлялось за счет увеличения частоты ударов, а не энергии удара [1,7, 34, 35]. Увеличение энергии удара связано с увеличением силы перемещающей боек, что требует решения ряда проблем, в частности, создания манипуляторов большей несущей способности, чем у стрел, используемых базовых машин (экскаваторов).

Таким образом, при современном состоянии работ по созданию и применению машин ударного действия зарубежными и отечественными организациями разработано большое количество устройств ударного действия, имеющих широкую область применения. Для расширения области применения устройств ударного действия наиболее актуальными являются работы по разработке вопросов выбора рациональных конструктивных параметров, обеспечивающих эффективный рабочий процесс.

Математическая модель динамической системы устройства ударного действия. Принимаемые допущения

Функциональная часть устройства ударного действия рассматривается как двухмассовая динамическая система "золотник-боек". Разработанная математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, описывающих внутренние переходные процессы в устройстве ударного действия, а также движение бойка и золотника. Переходные процессы обусловлены изменением давления и расхода рабочей среды внутри ударника. От давления и расхода рабочей жидкости в рабочих камерах ударника зависят ускорение (при разгоне) и замедление (при торможении) движущегося звена (бойка или золотника). Изменение давления в свою очередь, физически связано с объемной деформацией жидкости.

Для математического описания динамической системы устройства ударного действия была составлена эквивалентная динамическая модель импульсного (ударного) устройства с определением основных (учитываемых) факторов силового воздействия. Вытеснителями в камерах являются боек и золотник. Пространство между дросселями и вытеснителями, ограниченные стенками трубопроводов и рабочих камер, представляют собой выделенные для расчета внутренние полости. При перемещении бойка или золотника на величину у (для бойка) и х (для золотника) объем выделенных полостей соответственно изменяется. Потоки рабочей жидкости, поступающие в полости из напорной линии и вытесняемые из полостей в сливную линию, описываются объемными расходами Qn, Qc. В результате наполнений или опорожнений выделенных полостей переменного объема происходит сжатие или расширение рабочей среды и соответственно изменение давлений Р в полостях. [77-79].

При математическом описании динамической системы устройства ударного действия были приняты следующие допущения: 1 Перетечки между полостями ударника и внешние утечки из его полостей отсутствуют; 2 Все узлы и детали ударника считаются абсолютно жесткими, а взаимодействие бойка и инструмента не рассматривается. 3 Запасенная золотником кинетическая энергия в крайних положениях мгновенно поглощается внешней средой без перемещений и отдачи. 4 Реальная рабочая жидкость с распределенными параметрами заменяется моделью с сосредоточенными параметрами. 5 Упругость рабочей жидкости учитывается в рабочих полостях устройства ударного действия, а масса в трубопроводах приводится к бойку и золотнику. Такое допущение считается приемлемым, так как время изменения скорости рабочей жидкости в трубопроводе при разгоне или торможении намного больше времени прохождения малого возмущения(звука) от начала трубопровода до конца и обратно [79,80] 6 Плотность рабочей жидкости во всем объеме выделенной полости, распределяется равномерно.

Процессы течения жидкости в ударнике выражаются расходно-перепадными характеристиками [79,81,85]. Объемный расход рабочей среды в каналах и щелях ударника зависит от проходного сечения, перепада давления и режима течения жидкости. Каналы в ударнике представляют собой сложное сочетание местных сопротивлений, поэтому достоверные сведения об объемных и массовых расходах рабочей среды через ударник могут быть получены только экспериментально. Вследствие этого, согласно исследованиям представленных в работах [5,78,79,80,81,86], были приняты математические модели расходно-перепадных характеристик, в качестве математических моделей процессов течения рабочей среды через проходные сечения ударника были использованы уравнения расходов через турбулентные дроссели.

Место и условия проведения экспериментальных исследований устройства ударного действия

Место проведения - УПК ОрелГТУ и проблемная НИЛ "Силовые импульсные системы" кафедры "Прикладная механика". Лабораторные исследования выполнены на разработанной экспериментальной установке (рисунок 3.2), позволяющей изменять в диапазоне входные параметры и производить инструментальное измерение выходных характеристик. Рисунок 3.2 - Общий вид экспериментальной установки и регистрирующей аппаратуры. В качестве рабочей жидкости в гидросистеме устройства ударного действия применялось масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799-88. Аккумулятор ударника заряжался техническим азотом ГОСТ 9293-74. Состояние окружающей среды соответствовало нормальным условиям Т= 16 ±2С, влажность 75+10%, атмосферное давление 746+10 мм. рт. ст. 3.4. Экспериментальная установка и измерительно-регистрирующая аппаратура

При запуске устройства ударного действия 2 жидкость от насосной установки HI подается в поршневую полость гидродомкрата 3, перемещающего платформу 5 по направляющим 6 в направлении демпфера 1. При этом корпус ударного устройства двигается относительно инструмента, упертого в демпфер 1, в результате чего, инструмент сдвигает боек относительно корпуса до момента соединения взводящей полости с напорной гидролинией. Далее ударное устройство включалось и работало в автоматическом режиме.

Подача рабочей жидкости в устройство ударного действия осуществлялась от нерегулируемого насоса 210.16 Н2, через дросселирующий распределитель с ручным управлением Р2. Для предохранения системы подачи насоса Н2 от перегрузок в секции распределителя Р2 имелся напорный клапан КП2.

Измерительный комплекс включал индукционный датчик скорости Д1, датчики давления КРТ - Д2 и ДЗ,блок питания П133, осциллограф HI 17/1, осциллограф универсальный двухканальный GOS-6103C, цифровой осциллограф GDS-830 7, ЭВМ 8 (рисунок 3.3 и 3.4).

Регистрирующая аппаратура. 1 -шлейфовый осциллограф HI 17, 2 - осциллограф GOS-6103C , 3 блок питания П133, 4-видеокамера Panasonic NV-RZ10. Учитывая характер и условия работы исследуемого устройства ударного действия, а также его конструктивные особенности, для измерения скорости был принят индукционный датчик. Преимущество этого датчика состоит в том, что исследуемый параметр непосредственно переводится в электрический сигнал (напряжение), который имеет достаточную интенсивность и может подаваться без предварительного усиления на регистрирующий прибор.

Индукционный датчик скорости представляет собой обмотку 1, выполненную из медной проволоки диаметром 0.14 мм на бронзовой трубке 2. Внутри бронзовой трубки перемещается стальной сердечник 3 с укрепленным на конце постоянным магнитом 4 .

Тарировка датчиков производилась на специальном стенде (рисунок 3.6), приводимом от электродвигателя 1, на валу которого установлен диск 2 с расположенными на различных радиусах отверстиями, для крепления пальца 3. Шатун 4 опирается на палец 6 ползуна 7, перемещающегося в направляющих 5. К ползуну крепится через переходник стержень 9, а корпус датчика 8 остается неподвижным.

Тарировочные осциллограммы индукционного датчика скорости (цифровой осциллограф GDS-830 ) При вращении ведущего диска угловая скорость диска преобразовалась посредством кривошипно-шатунного механизма в линейную ползуна, Максимальная скорость перемещения имеет место в момент наибольшего отклонения шатуна от осевой линии. На экране осциллографа кривая изменения линейной скорости представляет собой синусоиду, максимальная амплитуда которой соответствует наибольшей величине линейной скорости. По числу оборотов п, определенному по отметчику времени, и радиусу кривошипа г, по известным формулам подсчитывалась линейная скорость ползуна и. При изменении радиуса г изменялась максимальное значение линейной скорости. тт w=—; u=wr; где w- угловая скорость диска.

Тарировочный график (для цифрового осциллографа GDS-830 -1, для шлейфового осциллографа НІ 17 -2). Измерение давление жидкости в напорной и сливной магистралях производилось преобразователями давления КРТ-1-25, предназначенными для преобразования давления в стандартный выходной сигнал постоянного тока. Диапазон измерения 0- 25МПа.

В ходе исследований проводились визуальные наблюдения за работой ударника. С помощью фотоаппарата (Зенит-В) осуществлялось фотографирование наиболее характерных моментов работы ударника. Фотоаппарат (Зенит-В) также использовались при съемке с экрана осциллографа GOS- 6103С осциллограмм и фотографирование стендов и оборудования. Ход экспериментального исследования снимался и записывался с помощью видеокамеры Panasonic NV-RZ10.

Исследование влияния значений рабочей площади бойка S2 и давления в напорной магистрали Рн на выходные характеристики устройства ударного действия

Исследования проводились для установления взаимного влияния и связи скорости удара, частоты удара, энергии удара, ударной мощности от конструктивного параметра: площади бойка S2 со стороны камеры рабочего хода и параметра гидравлического привода: давления жидкости в напорной магистрали Рн.

Изменение рабочей площади бойка S2 неоднозначно влияет на выходные характеристики устройства ударного действия. С одной стороны, при ее увеличении увеличивается сила, разгоняющая боек в период рабочего хода. С другой стороны, при разгоне бойка из-за увеличения площади S2 требуется больший расход, но QH=const, поэтому падение давления в рабочей полости эту же силу уменьшает. В связи с вышесказанным, очевидно, что в зависимости от сочетания параметров имеется оптимальное значение площади бойка S2.

Согласно исследованиям (рисунок 4.1) чем больше давление в напорной магистрали, тем больше разгоняющая сила и выше кривая изменения скорости удара. Возрастание скорости не пропорционально росту давления жидкости в напорной магистрали из-за увеличения сил трения.

При изменении площади S2 от 2,4x10" до 3,6x10" м скорость удара возрастает. При 82=3,6x10 м движущая сила имеет максимальное значение и скорость удара имеет оптимальное значение (Р„=6 МПа и=5.5 м/с; Рн=10 МПа и=7.1 м/с; Рн=15 МПа и=8.8 м/с; Рн=20 МПа и=10.2 м/с).

С повышением давления в напорной магистрали энергия удара увеличивается, т.к. все меньше полезной энергии затрачивается на преодоление сил трения. При значении площади бойка S2=3.6xI0" м , когда разгоняющая сила имеет максимальное значение, можно получить наибольшее значение кинетической энергии ( Рн=6 МПа А=0.95 кДж; Рн-10 МПа А=1.62 кДж; Р„= 15 МПа А=2.4 кДж; Рм=20 МПа А=3.3 кДж).

При анализе графических зависимостей было установлено, что с ростом давления в напорной магистрали ударная мощность возрастает, и увеличение ударной мощности превышает увеличение давления в напорной магистрали, т.к. возрастает количество полезной энергии и уменьшаются потери на перемещение подвижных частей ударника.

При значении площади бойка S2 = 3.6x10" м наблюдается максимум функций зависимости ударной мощности от значения площади бойка со стороны рабочей полости (при Рн=6 МПа N=5,9 кВт; Рн=10 МПа N=12.8 кВт; Рн=15 МПа N=23 кВт Рн=20 МПа N=36.3 кВт).

Исследования проводились для установления зависимости скорости удара, частоты удара, энергии удара, ударной мощности от хода бойка L и давления в напорной магистрали. Результаты модельных экспериментов представлены для хода бойка равного 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3 м при входном давлении Р„ - 6,10,15 и 20 МПа и подаче насоса QH=3.5xl0 Зм3/с.

Согласно результатам исследований, представленным на рисунке 4.5, с увеличением давления в напорной магистрали Рн скорость удара бойка возрастает. Непропорциональный рост скорости удара относительно увеличению давления жидкости характеризуется ростом сил трения. При увеличении хода L бойка скорость удара повышается из-за увеличения времени разгона бойка. С другой стороны при увеличении хода бойка требуется дополнительный расход рабочей жидкости, а подача насоса QH=const, поэтому возрастающие потери давления в полости рабочего хода замедляют этот рост скорости. Максимальное значение скорости удара достигается при величине хода L равное 0.3 м (Р(,=6 МПа и=6.3 м/с; Рн=10 МПа и=8.1 м/с; Рн=15 МПа и=10.1 м/с; Рн=20 МПа и=11.5 м/с).

В результате исследования зависимости частоты ударов от изменения давления в напорной магистрали и хода бойка, приведенного на рисунке4.6, с повышением Рн от 6 до 20 МПа частота ударов растет из-за увеличения движущей силы, а увеличение хода бойка сказывается на длительности цикла, что уменьшает частоту ударов бойка.

Анализ зависимостей (рисунок 4.8) показал, что при повышении давления в напорной магистрали значения ударной мощности повышаются, т.к. увеличивается полезная энергия и уменьшаются затраты энергии на преодоление сил трения. С увеличением хода бойка выходная мощность уменьшается, т.к. увеличение длительности рабочего цикла ударника и уменьшение частоты ударов значительно больше, чем увеличение кинетической энергии бойка. Наилучшие характеристики можно получить при рабочем ходе бойка равном 0.1 м ( Р(1=6 МПа N=6.4 кВт; Рн=10 МПа N=13.5 кВт; Рн=15 МПа N-24,9 кВт Рн=20 МПа N=38.2 кВт).

Исследования проводились для установления зависимости скорости удара, частоты удара, энергии удара, ударной мощности от значения массы бойка и давления в напорной магистрали.

Исследования зависимости ударной мощности от давления в напорной магистрали показали, что увеличение движущей силы и рост полезной энергии сказывается на возрастании ударной мощности.

От объема рабочей полости зависит скорость удара бойка. Величина площади бойка S2 и ход бойка L неоднозначно влияют на скорость удара. Исследуя зависимости скорости удара бойка и (м/с) от хода бойка L (м) и рабочей площади бойка S2 (м ) (рисунок 4.14) было установлено, что с увеличением хода L бойка скорость бойка возрастает, хотя при S2=5X10 3M2 рост скорости совсем незначителен, а при изменении площади бойка S2 максимальное значение скорости удара (и=10.9 м/с) можно получить при значении площади бойка S2 =3x10 м и ходе бойка L=0.3 м. Это связанно с тем, что при изменении объема рабочей полости с одной стороны увеличивается требуемый расход, а так как подача насоса Q„=const, то падение давления в полости рабочего хода уменьшает движущую силу в фазе рабочего хода, с другой стороны увеличение площади S2 увеличивает движущую силу, а увеличение хода бойка сказывается на времени действия разгоняющей силы

Похожие диссертации на Выбор рациональных параметров динамической системы устройства ударного действия