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

Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Васильев Валентин Михайлович

Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками
<
Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

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

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Васильев Валентин Михайлович. Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками : ил РГБ ОД 61:85-5/1433

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Обзор современных средств и методов улучшения виброционно-силовых характеристик пневматических машин ударного действия.

1.2. Обзор современных методов расчета пневматических машин ударного действия 15

1.2.1. Классификация методов расчета пневматических малин ударного действия 15

1.3. Основные параметры 27

1.4. Задачи исследования 30

Глава 2. Методика экспериментального исследования 31

2.1. Выбор метода и объекта исследования 31

2.2. Аппаратура и оборудование 31

2.3. Планирование и проведение эксперимента . 34

2.4. Обработка эксперементальных данных 47

2.5. Точность эксперимента 58

2.6. Выводы 60

Глава 3. Теоретические зависимости основных энергетических и вибрационно-силовых параметров системы воздухораспределения и воздухораспределитедьного устройства пневматических машин ударного действовия

3.1. Введение 63

3.2. Основные энергетические параметры

3.3. Расход воздуха

3.4. Вибрационно-силовые характеристики

3.4.1. Усшие подачи 72

3.4.2. Вибросмещение и виброскорость на основной частоте 73

3.5. Критерий совершенства

3.6. Удеяъныи расход воздуха

3.7. Коэффициент полезного действия ударного механизма

3.8. Основные параметры воздухо-распределитедьного устройства

3.9. Выводы

Глава 4. Расчетные формулы для пневматических переносных перфораторов

4.1. Введение

4.2. Расчетные формулы для серийных пневматических переносных перфораторов ^

4.3. Расчетные формулы для перфораторов с легким ударником

4.3.1. Уточнение формул методом математического планирования эксперимента

4.3.2. Определение коэффициентов пропорциональности теоретических формул методом математического моделирования

4.4. Выводы

Глава 5. Реализация проведенных исследований и разработанного метода расчета в совершенствовании серийных и создании новых перфораторов с легкими ударниками

5.1. Введение 152

5.2. Разработка, внедрение и совершенствование виброзащитных устройств 152

5.3. Параметры перфораторов с легкими ударниками и их конструкция 168

5.4. Совершенствование серийных перфораторов

5.5. Выводы 183

Заключение 184

Список литературы 191

Приложение 1 201

Введение к работе

"Основные направления развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 гг и на период до 1990 г." предусматривают непрерывное повышение произвэдительностк труда с одновременным улучшением эксплуатационных и санитерно-гигиенических характеристик орудий цроизводетва.

Одним из основных орудий производства, осуществляющих механизацию буровзрывных раЗот в горнодобывающей промышленности являются пневматические перфораторы.

Одним из путей повышения производительности буровзрывных ра5от является повышение скорости бурения при одновременном улучшении и оздоровлении условий труда.

В конце пятидесятых годов были разработаны более мощные перфораторы, в том числе и высокочастотные. По производительности они в 1,5-2 раза превышали наиболее совершенный для того времени перфоратор ОМ 5066

Однако, увеличение мощносги и производатеяьности сопровождалось увеличением вибрации, щума и снижением долговечности. Следует отметить, что в этот же период быяи ужесточены санитарные нормы на вибрацию и шум. Дяя успешного внедрения новых перфораторов необходимо было в первую очередь решить вопросы снижения вибрации.

На базе проведенных исследований автором данной работы были првдложены оригинальные конструкции виброгасящих устройств, которые позволили перейти к производству высокоэффективных перфораторов с повышенной частотой ударов. В разработке этих перфораторов автор принимал непосредственное участие.

Проведенное затем соверпенствование гозволило аттестовать их на высшую категорию качества. в связи с тем, что повышение мощности серийных перфораторов ограничено условиями их применения как переносных, дальнейшее их совершенствование связано с разработкой новых вибробезопасных перфораторов, у которых источники вибрации должны быть существенно уменьшены.

Однако отсутствие общепризнанных методов расчетов их параметров и отсутствие обобщенного оценочного критерия совершенствования малины сдерживает процесс создания высокоэффективных перфораторов. При их проектировании все еще преобладают методы эмлирического конструирования, а доводочные работы базируотся на интуиции конструктора. В результате этого удлиняются сроки проектирования и доводки новых перфораторов,

Появление и быстрое распространение в научных и технических исследованиях математиче1коГо моделирования с оптимизацией эксперемента создает новые предпосылки для решения задачи расчета оптимальных параметров пневматических малин ударного действия как серийных так и новых, не имеющих аналогов в мировой практике,

Особенностью существующих конструкций перфораторов является сравнительно большая масса ударника, что вызывает повышенную вибрацию, а усилие нататия превышает 1000 Н. Указанные параметры находятся на пределе действующих санитарных норм.

Одно из наиболее перспективных направлений улучшения виб-рационно-силовых характеристик пневматических машин ударного действия связано с уменьшением массы и диаметра ударника, что явжется следствием работ Б.З.Суднишникова /84...92/, Е.В.Александрова / 3 / и О.Д.АлимОва /5, 6/.

Проведенное автором исследование имело целью дать необходимые материалы для улучшения вибрационно-силовых характеристик существующих и разработки новых шсокоэффекривных перфораторов, не имещих аналогов в мировой практике,

Цель работы. Основной целью работы является определение перспективных направлений повышения технического уровня пневматических переносных перфораторов, а шленно: совершенствование серийных и создание новых высокоэффективных конструкций, а также разработка средств и способов улучшения их зибрационно-сило-вых характеристик.

Идея работы заключается в разработке инженерных методов расчета перфораторов и оптимизации их конструкции на базе идей и методов математической статистики и моделирования,

Научные положения. защищаемые в работе.

Теоретические формулы энергетических и вибрационно-силовых параметров ударного механизма и воздухораспределительного устрейсова, критерия совершенства, удельного расхода воздуха и КПД пневматических машин ударного действия.

- Расчетные формулы основных параметров системы воздухо-распределения и воздухораспределительного устройства ударного механизма пневматических переносных перТораторов,

- Математические модели основных параметров, их анализ и оптимальные конструктивные параметры системы воздухорасцределе-ния и воздухораспределитального устройства перфораторов с легкими ударниками,

- Рациональность конструкции виброгасящих устройств и новых перфораторов с легкили ударниками,

Научная новизна таботы.

I. Выведены новые теоретические формулы основных вибрационно-силовых параметров удерного механизма и воздухораспределительного устройства, критерия совершенства, удельного расхода воздуха и КПД пневматических машин ударного действия.

2. Разработаны раечетные шормулы для определения основных параметров серийных и новых перфораторов с легкими ударниками, включая вибрационно-силовые характеристики как neg)ораторов,так и виброгасящих устройств.

3. Получены устойчивые математические модели перфораторов с легкими ударниками.

4. Разработаны качественно новые конструкции виброгасящих устройств, новая конструкция перфораторов с легкими ударниками и мотыльковым воздухорасцределительным устройством.

Практическая ценность работы состоит в том, что предложенный метод расчета позволяет ускорить процесс разработки, доводки и совершенствования пневматических переносных перфораторов.

Основные положения работы могут быть исгользованы для уточнения расчетных формул пневматических машин ударного действия различного назначения.

Даны рекомендации для уточнения конструкхивных параметров системы ю здухораспре деления и воздухораспределительного устройства предприятиял выпускающил подобные перфоратор!.

Разработаны высокоэффективные перфораторы с улучшенными визрационно-силовыми характеристиками. Предложены оригинальные конструкции виброгасящих устройств. Разработаны качеств енно новые конструкции ударных узлов для перфораторов с легким ударником. Перечисленные конструкции защищены авторскими свидетельствами.

Реализация работы. 1. Разработаны и освоены в серийном цроизводетве высокоэффективные перфораторы с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками, разработаны и внедрены оригинальные конструкциивиброгасящих устройств, разработаны качественно новые конструкции ударных механизмов для перфораторов с легкими ударниками.

2, На базе данной работы произведено дальнейшее совершенствование серийных перфораторов, что способствовало присвоению всем им (8 типоразмеров) в 1983 г. Государственного Знака Качества.

Годовой экономический эффект составляет в среднем 300 рублей на один перфоратор, что за период внедрения составило в целом 7,5 мил.руб.

3. Предложенный метод расчета использован при разработке новых перфораторов с легкими ударниками с мотыльковым воздухо распределительным устройством. Опытные образцы прошли в 1983 году приемочные испытания. Дальнейшие работы по их освоению вютючены в план новой техники завода "Пневматика". Ожидаемый экономический эффект от внедрения перфораторов с легкими, ударник ли в народном хозяйстве составит в среднем 307 рублей на одно изделие в год.

4, По результатам работы даны рекомендации другим предприятиям по совершенствованию выпускаемых ими перфораторов, в том числе Кыштымскому механическому заводу имени М.И.Калинина и заводу ГОШАШ "5УЭ" ГДР (Перфоратор BHS25-2S ).

Экономический эффект по модернизации перфоратора BHS 25-2S составил 350,0 руб. в год на один перфоратор,

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Смородину С.С. за всестрроннюю помощь и консультацию при проведении данной работы, д.т.н.Соколинс-кому В,Б. за практическую помощь и непосредственное участие в разработке и доводке новых перфораторов с легкими ударниками, д,м,н. З.М.Бутковской за исследования физиолого-гигиенических качеств перфораторов.

Автор прнзнатеяен также е.т.н., доцачту уорголину у.И. ,з ценные рекомендации по существу данной работы,  

Классификация методов расчета пневматических малин ударного действия

Расчет основных параметровфазирующейся на использовании законов равнопеременного движения,изложенный в работах П.С.Кучерова /54/, Ю.М.Малахова /58/, I.В.Арнольда /9/, В.АЛель-дюшева /45/, Б.В.Суднишникова /84...92/.

В работах перечисленных авторов динамические процессы пневматических машин ударного действия рассматриваются как чисто механические, благодаря чему энергетические параметры этих машин удается выразить в конечной форме в виде простых алгебраических зависимостей. Такие приемы расчета могут быть достаточно эффективными, если в расчетные уравнения вводятся коэффициенты, полученные из опытных осцилограми давления сжатого воздуха в рабочем цилиндре малины подобной конструкции. Однако., запись индикаторных диаграмм пневматических машин была освоена в практике исследований только в послевоенный период.

Метод последовательного расчета периодов и участков ра бочего цикла, базирующийся на уравнениях равноускоренного или равнозамедленного движения и термодинамики. Численные методы ис следования и расчета динамики пневматических машин ударного действия впервые предложены А.П.Германом /27/. Позднее В.И.Ки селев /46/, Н.А.Филимонов /97/ и Г.И.Сидоренков /80/ предложили методы расчета, которые дополняют и развивают методику А.П.Гер мана. в) Метод, основанный на составлении дифференциальных урав нений состояния газа, его истечения, движения ударника и баланса энергии для нескольких периодов рабочего цикла пріведен в работах И.С.Кассациера /43,44/ и Ю.Н.Попова /72...74/. В этих исследованиях, основывающихся на тождественных аналитических описаниях процесса, но различными приемами метода последовательных приближений, получены уравнения движения ударника пневматической машины для периода рабочего хода в конечной форме и зависимости для расчета энергии удара и расхода воздуха. Подобная задача поставлена и в работе В.М.Мосткова /61/, который предложил решать систему нелинейных дифференциальных уравнений рабочего процесса пневматической ударной машины, линеаризируя ее для каждого периода рабочего цикла. Р.Кэйе /56/ и Г.И.Сидоренков /80/ предлагают рассчитывать рабочий процесс пневматической ударной машины;тоже разбивая его на ряд периодов, но давление сжатого воздуха в пределах каждого п ерю да принимают неизменным. Методику расчета двухпоршневых пневматических машин ударного действия предложил Б.I.ОСЕТИНСКИЙ /66,67/, в которой впервые последовательно использованы для расчета динамики ударной машины регулярные численные методы, основывающиеся на исчислении конечных разностей. Метод расчета пневматических перфораторов,основанным на базе общей теории пневматических поршневых устройств с использованием экспериментальных коэффициентов расхода,в 1965 г,предложил В.Д.Зиневич /37,38/. В отличие от ранее известных методов расчета, в которых не учитывается целый ряд связей, как-то: связь коэффициентов расхода с площадями и формой воздушных каналов, перепады давлений между камерами, сетью и атмосферой, температуры воздуха и время наполнения и вытекания, теплообмен воздуха в камерах с окружающей средой и др., в методике В.Д.Зиневича учитываются все указанные связи, а инженерное решение построено на основе замены точных, но трудоемких в расчетах математических выражений,приближенными. Характер приближенных формул основан на замене степенных функций их разложением в ряд с использованием первых членов разложения. В IS65 г. Б.Б.Бежанов /15/ предложил метод расчета пневматических перфораторов, который дополняет методику В.Д.Зиневича. В данной методике учитываются и коэффициенты восстановления скорости при ударе, определяемые экспериментальным путем. г) Метод определения основных параметров пневматических машин, в основе которого используется теория подобия и размерностей. Этот метод представлен в работах Б.В.Суднишникова /86/, Н.Н.Есина /34/, П.М.Алабужева /2/, Ю.Н.Попова /72/, и А.Г.Дя-дюры /32/. Наиболее полно этот метод изложен в работах Ю.Н.Попова /72, 74/.

Методика расчета энергетических параметров пневматических малин ударного действия, предложенная Ю.Н.Поповым, отличается большим разнообразием примененных аналитических методов. При этом, вывод основных дифференциальных соотношений им не приводится, они заимствуются из разных литературных источников без должного обсуждения основных предпосылок, которые положены в основу их вывода. Это не приводит к значительным погрешностям в конечных результатах только потому, что используются экспериментальные данные, полученные при исследовании пневматических машин практичесіш тождественных конструкций (Попов Ю.Н. рассматривает эти малины как подобные). Однако, положение Ю.Н.Попова о том, что рассчитываемая малина подобна некоторой, позволяет установить характер изменения переменных величин, подтверждается практикой и используется нами при разработке новой методики.

Естественно, что этот прием ограничивает использование полученного аналитического решения только группой подобных явлений (машин). Шесте с тем этот метод позволяет получить рабочую методику, пригодную для инженерной практики, в то время как будет показано ниже, создать обобщенную практическую методику для всех классов пневматических машин ударного действия до настоящего времени не представляется возможным.

Основные параметры воздухо-распределитедьного устройства

Последовательность перечисления методов согласуется и в хронологическом отношении, именно в така очередности и протекала их разработка.

В настоящее время при исследовании этих машин наибольшее распространение получили графоаналитические и экспериментальные метода определения параметров, как наиболее простые и дащие сравнительно точные данные.

Необходимо отметить, что метод определения параметров на стендах сопровождает почти все перечисленные методики и является дополнительным средством расчета и исследования перфораторов на экспериментальных стендах путем непосредственного измерения. Так, например, энергия удара может быть намерена различного рода ра-ботомерами на специальных стендах, с помощью датчика конечных скоростей (осциллографического наконечника) /49/, с помощью зремяпролетного датчика /47/ и с помощью замера усилий на тарированном инструменте. В настоящее время методы определения основных параметров пневматических машин ударного действия (энергия удара, частота ударов, крутящий момент, расход воздуха и др.) оговорены государственными стандартами на эти машины. Методы замера упомянутых параметров стандартизированы в междуна-родном масштабе /61/.

Из краткого обзора основных методов расчета и исследования пневматических машин ударного действия следует:

Несмотря на то, что число работ посвященных методам расчета и исследования пневматических машин ударного действия сравнительно велико, в настояцее время не существует приєйемнх для инженерной практики достоверных методик расчета для проектирования этих машин и для установления их оптимальных параметров. Отсутствует и обобщенный оценочный критерий совершенства пневматических импульсных машин. Эти методики выполнены на разном научном уровне и их отличает большая пестрота научных предпосылок, принятых при схематизации физических процессов.

Математическое описание рабочих процессов и динамика этих машин получаются довольно сложнымидаже при грубой схематизации процессов. Точное описание может біль достигнуто с привлечением законов как термодинамики так и аэродинамики, а также с достоверным определением необходимых коэффициентов, получаемых из экспериментов. Хотя современная измерительная и вычислительная техники позволяют существенно повысить эффективность экспериментальных исследований, однако эти исследования проводились без привлечения теории математического планирования эксперимента. Кроме того, использование прямых экспериментальных методов для оценки влияния отдельных физических явлений на рабочий процесс машины не всегда возможно из-за трудности воссоздания этих явлений и выделения эффекта этого явления на течение рабочего процесса.

Поэтому желание упростить математические выражения заставляет авторов делать допущения, которые физически никак не подтверждаются, а порой являются методически неверными,

Большое количество различных исходных систем дифферен циальных уравнений рабочего процесса приводит к большому разно образию приближенных методов их аналитического и численного ре шения. Эти приближенные математические методы, как правило, не имеют оценки точности решения, что не позволяет оценить досто верность той или иной идеализированной схемы рабочего процесса, так как невозможно выявить ошибки идеализации процесса и ошибки математического метода. 3. Большинство методик расчета пневматических машин удар ного действия имени: конечной целью определение энергетических характеристик этих машин по заданной конструктивной схеме. Вывод о пригодности метода расчета делается на основании сравнения расчетных величин с результатами эксперимента или паспортных данных изделия. Такой метод расчета имеет для проектировщика относительно малую ценность, так как не позволяет выявить область оптимальных значений конструктивных параметров, 4. Большинство предложенных методов расчета пневматических машин ударного действия отличает большая громоздкость вычислительных работ. Это делает затруднительным использование этих методик при конструировании новых машин, так как в этом случае выбор оптимальной конструктивной схемы машины связан с необходимостью расчета нескольких вариантов этих схем. 5. Известные методы расчета, за небольшим исключением, не учитывают влияния внешних условий работы машины. Пренебрежение этим влиянием затрудняет создание совершенных машин, предназначенных для определенных условий работы. 6. В большинстве опубликованных методов расчета отсутствуют численные значения характеристик и коэффициентов, которые, однако, используются в аналитическом описании рабочих процессов. В тех же методиках, где эти коэффициенты экспериментально определялись авторами, как правило, отсутствует метод определения погрешности значений этих величин.

Определение коэффициентов пропорциональности теоретических формул методом математического моделирования

Однако многочисленные проверки показали, что в перфораторах с виброзащитными каретками снижние скорости бурения не наблюдается. Установлено, что скорость бурения в этом случае повышается до 14 %, Это противоречие очевидно можно объяснить тем, что птм приложении к перфоратору усилия подачи через пружины, облегчается режим работы поворотного механизмами перфоратор работает устойчиво при повышенном осевом усилии.

При испытаниях зафиксировано, что при бурении с виброзащитной каретки, когда усилие от пневмоподдержки к перфоратору передается через пружины, для обеспечения оптимального режима работы требуется несколько повышенное усилие подачи. Это вытекает и из зависимости, полученной решением выражений (3.16), (3.38) и (3.42)

Введение между корпусом и рукояткой упругого элемента малой жесткости при малых усилиях нажатия вызывает появление колебаний низкой частоты продолжительностью Тм= 77Т— Высокочас тотные составляющие колебаний низкой частоты, складываясь с колебаниями основной частоты, могут повысить общий уровень вибрации. Отношение составляющих низкой и высокой частоты пропорционально Выразим импульс силы через энергию и преобразуем зависимость где..Qтіл - минимальное усилие нажатия для устойчивой работы переда ратора. В соответствии с выражением (5.20) необходимая сала нажатия на перфоратор возрастает с увеличением количества движения (массы) поршня-ударника. Зависимость (5.20) показывает, что с точки зрения снижения усшия нажатия необходимо отдать предпочтение низкочастотным перфораторам, имеющим большую продолжительность цикла. Помимо низкой и основной частоты перфораторы генерируют спектр повышенной частоты. Как отмечено выше, высокочастотная часть спектра виброскорости успешно защищается эластичными элементами. Исходя из приведенного анализа основным средством снижения усшия нажатия и вибрации, явшется резкое снікение массы и диаметра ударника. Расчеты показывают, что вибробезопасный перфоратор должен иметь массу поршня-ударника не более 0,2 кг. Однако из условий передачи энергии удара масса ударника для легкого перфоратора составляет не менее 0,5 кг /4/. Следовательно, и в этих перфораторах для снижения вибрации до уровня санитарных норм по всем частотным полосам требуются виброгасящие устройства. В 1964 г. разработанные автором виброгасящие устройства были освоены в серийном производстве. В настоящее время эти виброгасящие устройства являются не-отемлемой частью всех перфораторов. Высокоэффективные перфораторы, снабженные виброгасящими кареткамиунеоднократно отмечались медалями ВДНХ. Экономический эффект в народном хозяйстве от внедрения виб-рогасящих устройств составил в среднем 400 руб. на одно изделие Анализ моделей и расчетные формулы позволили уточнить основные конструктивные параметры перфораторов с легким ударником. Эти параметры приведены в табл.5.1. , конструкция перфораторов приведена на рис.5.6. Перфоратор состоит из 2-х основных узлов - ударного и вращательного, причем оба узла работают независимо друг от друга. Выбршная схема полностью исключает один из источнішов вибраціш -осевую реакцию поворотного механизма, имеющую место у перфораторов с зависимым поворотом бура. Приведенная схема позволяет стабилизировать ударную мощность вне зависимости от внешних нагрузок на механизм вращения бура. Предложенная конструктивная схема позволяет сократить номенклатуру перфораторов. В настоящее время в СССР выпускается два типоразмера переносных перфораторов тяжелой весовой категории: Ш54В и ІШ63В - производит завод "Пневматика". Существующая номенклатура обусловлена, в основном, крутящим моментом, так как последний в перфоparорах с зависимым поворотом бура находится в прямой зависимости от диаметра ударника. Схема перфоратора с независимым механизмом вращения бура позволяет взамен двух вышеупомянутых типоразмеров выпускать один типоразмер с оптимальными параметрами. Помимо названных двух типоразмеров s завод "Пневматика" выпускает и переносной перфоратор легкой серии - ПП36В. Данный перфоратор должен быть заменен более совершенным перо оратором с легким ударником.

Разработка, внедрение и совершенствование виброзащитных устройств

Основным направлением дальнейшего развития пневматических машин ударного действия в том числе и перфораторов является улучшение их візи рационно-сшговых характеристик. Эта проблема не может быть решена без достоверной инженерной методики расчета этих машин.

Анализ литературных источников показал, что в настоящее время имеется 18 различішх методов расчета пневматических машин ударного действия. Однако использовать их в инженерной практике для определения оптимальных конструктивных параметров схемы воздухо-раслределения, например для перфораторов с легким ударникам, не представляется возможным, поскольку авторы методик решали в основном вопросы определения основных энергетических параметров отдельных типов машин, причем принятые шли допущения при выводе функциональных зависимостей приводят к весьма приблизительным результатам, которые приходится уточнять трудоемкой доводкой. Да и наличие такого большого количества методов расчета говорит об отсутствии единой общепринятой инженерной методики определения оптимальных параметров. Кроме того, в большинстве работ определение параметров рассматривается без связи с воздухораспределительным устройством или последнее смьно упрощается. Большинство авторов пользуется теоретическими коэффициентами расходов не учитывая динамику воздухораспределительного устройства, которое играет решающую роль в разработке оптимальной общей схемы зоздухораспре-деления пневматических машин ударного действия.

Основной сложностью при разработке пневматических машин, в том числе и перфораторов с легкими ударниками, является определение оптимальных конструктивных параметров схемы воздухораспределения и воздухораспределительного устройства по стандартизированным энергетическим параметрам, изторіе заданы ГОСТ ами. Кроме этого, и после успешных доводочных работ, разработчик весьма приблизительно мояет оценить новый перфоратор, так как в настоящее время отсутствует единый обобщенный критерий совершенства пневматической малины ударного действия.

В связи с этим в работе были поставлены следующие задачи: - разработка инженерных методов расчета основных Энергетических и вибращюнно-силовых параметров пневматических перфораторов как серийных так и новых, не имеющих аналогов в мировой практике; - изыскание и разработка эффективных конструкций зиброгася-щих устройств; - создание и внедрение высокоэффективны:/: перфораторов с улучшенными виб рационно-сидозыми характеристиками. - разработка и оптимизация конструкции ударного механизма для качественно новых перфораторов с легкими ударниками. Для решения поставленных задач был выбран экспериментальный метод исследования с помощью индикаторных диаграмм, разработанный Б.В.Суднпшникозым, гозволягаїций определять рабочие параметры перфоратора и параметры цикла. Проведен анализ 21 конструкции серийных перфораторов отечественного и зарубежного производства. Параметры этих перфораторов определялись на стендах по единой методике периодических испытаний, принятой на заводе "Пневматика". Проведен патентный поиск и анализ всех известных виброгася-щих устройств. Экспериментальные исследования виброгасящих устройств проводились на вибростенде и в натурных условиях. Перфораторы с виброгасящими каретками прошли многократные промышленные испытания. При постановке экспериментов переменными величинами были приняты диаметр, масса и ход ударника, а также давление подведенного к перфоратору воздуха. При анализе вибрационной характеристики учитывалась и масса корпуса перфоратора. Кроме того, были проведены эксперименты для определения основных конструктивных параметров воздухораспределительного устройства. В этих исследованиях переменными факторами были площэди проходных сечений для впуска воздуха в рабочие камеры цилиндра ударного узла перфоратора. При выполнении намеченной программы опытов применялись од-нофакторше эксперименты, а также методы математического планирования эксперимента. В качестве исходных моделей были приняты линеаризованные с помощью логарифмирования приближенные теоретические формулы как известные,так и выведенные автором для пневматических машин ударного действия. Обработка стендовых данных серийных перфораторов произведена методом наименьших квадратов.

Похожие диссертации на Разработка высокоэффективных перфораторов с улучшенными вибрационно-силовыми характеристиками