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

Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия Малый, Вячеслав Витальевич

Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия
<
Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия
>

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

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

Малый, Вячеслав Витальевич. Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.04 / Малый Вячеслав Витальевич; [Место защиты: Сиб. автомобил.-дорож. акад. (СибАДИ)].- Омск, 2011.- 158 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1527

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ состояния вопроса повышения эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия 14

1.1 Теория рабочего процесса ударного разрушения 14

1.2 Анализ эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия в строительстве 17

1.3 Анализ конструкций электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 19

1.4 Пути развития электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 24

1.5 Способы разгона ударника в машинах ударного действия 25

1.6 Ротационные машины ударного действия 27

1.7 Выбор базовой схемы преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 36

1.8 Выводы и задачи исследования 38

Глава 2 Теоретические исследования преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 40

2.1 Постановка задач теоретических исследований 40

2.2 Обоснование базовой конструктивной схемы преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 41

2.3 Анализ уравнения баланса энергий преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 48

2.4 Методика расчета максимальной скорости и энергии удара бойка преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 52

2.5 Методика расчета проектирования преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 58

2.6 Выводы по главе 67

Глава 3 Экспериментальные исследования преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 68

3.1 Постановка задач экспериментальных исследований 68

3.2 Предмет экспериментального исследования 69

3.3 Методы и средства экспериментальных исследований 71

3.4 Испытания модели преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 73

3.5 Определение энергетических характеристик модели преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 76

3.5.1 Определение скорости бойка модели методом скоростной видеосъемки 76

3.5.2 Измерение скорости бойка модели индукционным датчиком ударной скорости 81

3.5.3 Математическое планирование экспериментов и статистическая обработка результатов 87

3.5.4 Оценка адекватности уравнения энергетического баланса 90

3.5.5 Установление оптимальных режимов движения бойка модели 95

3.6 Выводы по главе 98

Глава 4 Прикладные задачи проектирования преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 100

4.1 Определение параметров расчета преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 101

4.2 Определение оптимального соотношения ударных масс и мощности приводного двигателя электродвигателя механизма ударно-вращательного действия 102

4.3 Определение радиуса вращения инерционных масс относительно оси вращения кривошипно-ползунного узла 106

4.4 Определение рабочей частоты вращения приводного вала преобразовательного механизма 107

4.5 Пример расчета характеристик механизма ударно-вращательного действия 109

4.6 Подобие электромеханического инструмента ударно-вращательного действия с предлагаемым кривошипно-ползунным преобразовательным механизмом 113

4.7 Оценка сходимости теоретических и экспериментальных результатов 122

4.8 Оценка эффективности модели электромеханического инструмента ударно-вращательного действия на установке натурных испытаний 125

4.9 Расчет экономической эффективности предлагаемого электромеханического инструмента ударно-вращательного действия 130

4.10 Выводы по главе 136

Общие выводы 138

Библиографический список 139

Приложение 148

Введение к работе

Актуальность проблемы

Обеспечение трудоемких технологических процессов реставрационных, восстановительных и ремонтных работ, связанных с разрушением строительных конструкций, дорожных покрытий высокопроизводительным машинами и механизмами, определяет уровень развития строительно-промышленного комплекса России. Широко применяемые технологии ударного и ударно-вращательного бурения требуют применения современного производительного инструмента - пневматического, гидравлического, электрического действия, среди которых электроинструмент составляет более 15% от общей номенклатуры инструмента.

В ряде случаев, например, при разрушении материалов высокой крепости, энергии удара электромеханического инструмента недостаточно, что приводит к необходимости применения более мощного инструмента (пневматического, гидравлического).

Ранее проведенные исследования П.М.Алабужевым, Б.Н.Стихановским, В.Л.Пятовым, В.Н.Евграфовым и др. показали экономическую целесообразность разработки и дальнейшего применения электромеханического инструмента в строительстве.

Для расширения области применения электромеханического инструмента необходима разработка, создание и внедрение новых опытно-промышленных образцов на основе фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований.

Учитывая комплексность решения проблемы повышения эффективности электромеханического инструмента, теоретический и практический интерес представляют: разработка конструкции и определение характеристик преобразовательного механизма новой конструкции с улучшенными энергетическими характеристиками электромеханического инструмента ударно-вращательного действия; разработка методики его проектирования.

Направленность данных исследований и их практических предложений касаются создания и исследования преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия, принцип которого основан на преобразовании вращательной кинетической энергии электродвигателя в энергию более мощных периодических ударных импульсов, передаваемых инструменту за счет разгона ударных масс.

Работы по данному направлению являются актуальными, поскольку позволяют решать задачи повышения эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия при выполнении технологических процессов реставрационных, восстановительных и ремонтных работ, связанных с разрушением строительных конструкций и пород высокой крепости.

Объект исследования: закономерности, устанавливающие взаимосвязь основных геометрических размеров преобразовательного механизма электро-

механического инструмента ударно-вращательного действия и его энергетических характеристик.

Предмет исследования: преобразовательный механизм электромеханического инструмента ударно-вращательного действия (ПМУВД).

Цель исследования: разработка новой конструкции преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия строительных отраслей с улучшенными энергетическими характеристиками с целью повышения эффективности разрушения строительных конструкций и пород высокой крепости.

Задачи исследования:

разработка конструкции механизма ударно-вращательного действия электромеханического инструмента;

установление основных массогабаритных и энергетических зависимостей рабочего процесса механизма ударно-вращательного действия электромеханического инструмента;

установление рациональных значений параметров механизма ударно-вращательного действия электромеханического инструмента и разработка методики расчета;

создание экспериментальной модели механизма электромеханического инструмента и испытание его в лабораторных условиях;

оценка эффективности механизма электромеханического инструмента на установке натурных испытаний.

Методы исследования: аналитический обзор и обобщение известного опыта; теоретические разработки с использованием методов механики; математическое моделирование процессов работы ПМУВД.

Научная новизна:

в разработке и применении в исследованиях математической модели процесса преобразования и передачи кинетической энергии бойку ПМУВД инструмента;

в установлении основных геометрических соотношений ПМУВД электромеханического инструмента;

в установлении взаимосвязи кинематических, силовых, энергетических и других параметров исследуемого ПМУВД электромеханического инструмента, а также закономерностей рабочих процессов;

в разработке методики инженерного расчета параметров ПМУВД электромеханического инструмента строительных отраслей;

Новизна разработанных конструкции и программного продукта подтверждена полученными патентами.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

- разработана и обоснована новая конструкция МУВД, позволяющая соз
дать электромеханический инструмент с улучшенными энергетическими и экс
плуатационными характеристиками;

- разработана методика инженерного расчета параметров МУВД, позволяющая создавать электромеханический инструмент на любые сочетания энергии и частоты ударов при заданной потребляемой мощности.

Апробация исследований. Основные положения диссертационного исследования и ее отдельные результаты обсуждались и получили одобрение на IV Всероссийской научной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения Главного конструктора ПО «Полет» А.С. Клинышкова , г. Омск, 2009 г.; на Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении», г. Брянск БГИТА, 2009г. и 2010г.; на V Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке», г. Омск 2009 г.; на 63-й научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ», г. Омск, 2010 г; Некоторые результаты исследований опубликованы в печатных трудах «Труды молодых ученых, аспирантов и студентов». Межвузовский сборник. - Омск: СибАДИ, 2010 г.; в журналах: Вестник академии военных наук №3(28) 2009 г., №3(32) 2010 г.; Омский научный вестник № 1 (87) 2010 г., Строительные и дорожные машины № 7 2010 г., Технология машиностроения № 12 2010г.

Публикации Основные положения диссертации опубликованы в двенадцати печатных работах в том числе пять публикаций в изданиях, утвержденных ВАК.

Объём и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 147 страницах основного машинописного текста, содержит 62 рисунка и 12 таблиц, приложения на 9 страницах.

Анализ конструкций электромеханического инструмента ударно-вращательного действия

Электромеханический инструмент ударно-вращательного действия получили широкое распространение при выполнении строительно-монтажных работ. Эти машины вследствие малой энергии удара не были конкурентоспособными пневматическим и гидравлическим поэтому создание мощной и надежной электрической машины ударно-вращательного действия является сложной актуальной проблемой. По мнению О.Д.Алимова, П.М.Алабужева и др. основное внимание следует уделить разработки новых ударных узлов.

Ранее проведенные исследования показали, что капитальные затраты на приобретение электромеханических молотков, например кулачковых, в 2-2,5 раза меньше, чем электромагнитных, и в 5-5,5 раз меньше, чем пневматических с учетом стоимости компрессорного оборудования, а срок окупаемости электромеханического молотка наименьший по сравнению с указанными. Кроме того, электромеханические устройства занимают предпочтительное положение, т.к. электроэнергия общедоступна, а потери электроэнергии при передаче на значительные расстояния невелики [6].

Рассмотрим способы формирования ударно-вращательного импульса в наиболее распространенных электрических машинах ударного и ударно-вращательного действия.

Современные электрические ударные дрели, перфораторы, отбойные молотки состоят из следующих основных узлов: привода, редуктора, преобразовательного механизма, ударного механизма, узла крепления рабочего инструмента и рукоятки управления [38,63,87,]. Основными узлами являются:

1. Привод. В качестве привода в современных электрических перфораторах применяется коллекторный двигатель, так как имеет высокую удельную мощность по сравнению с асинхронными электрическими двигателями.

2. Ударный механизм. Является наиболее ответственным узлом электрических перфораторов, от его конструкции зависят такие параметры, как производительность, надежность, масса, габариты. В отечественных и зарубежных конструкциях перфораторов широко применяются ударные механизмы компрессионно-вакуумного типа.

3. Преобразовательный механизм. Служит для преобразования вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня, чаще всего используется кривошипно-шатунный механизм, либо механизм кулачкового типа.

Для формирования одновременно поступательного и вращательного движения рабочего органа используют либо два двигателя на каждый вид движения, либо один двигатель со сложной кинематической передачи усиления на оба вида движения [87].

В перфораторах Bosch передача кинетической энергии осуществляется вращающимся вибратором 4 (рис. 1.2), расположенным между направляющими поверхностями 5 наклонно к валу [32].

Применение пневматического ударного механизма с легкой колбой позволяет значительно уменьшить вибрацию, повысить энергию единичного удара. Однако очень малые ударные поверхности вызывают дополнительное трение между ударником и вращающейся втулкой или направляющей вращения, что приводит к преждевременному изнашиванию ударника.

Такая конструкция характеризуется незначительными потерями энергии, при этом вращающийся вибратор преобразует вращательное движение в поступательное. На сегодняшний день разработаны перфораторы с независимым вращением бура и ударным механизмом специального пневмоэлектрического принципа. Движение поршня в них регулируется воздухораспределительным устройством, обеспечивающим последовательную подачу порций воздуха в переднюю и заднюю полости цилиндра. Технические характеристики некоторых перфораторов представлены в табл. 1.2 [39].

Другим распространенным строительным инструментом является электромеханический молоток кулачкового типа (рис. 1.3).

Анализ применения конструкций позволяет сделать вывод, что наиболее распространенными являются электромеханические молотки с кулачковым механизмом, имеющие ограниченную энергию единичного удара, зависящую главным образом от мощности приводного электродвигателя.

С целью повышения энергетических характеристик электромеханического инструмента были разработаны кинематические схемы с рекуперацией кинетической энергии, (рис. 1.4) [44].

По мнению автора изобретения, представленная схема машины ударно-вращательного действия лишена части недостатков рассмотренных выше конструкций, в частности, позволяет повысить эффективность данного инструмента за счет перераспределения потока мощности на его вращение, однако вопрос повышения энергии единичного удара не решен.

Таким образом, увеличение энергии удара машин ударного и ударно-вращательного действия возможно разработкой принципиально новых кинематических схем.

Обоснование базовой конструктивной схемы преобразовательного механизма электромеханического инструмента ударно-вращательного действия

Существующие конструкции преобразовательных механизмов электромеханического инструмента ударно-вращательного действия в силу конструктивных особенностей имеют ограничения по увеличению энергии удара. Проведенный анализ кинематических схем известных преобразовательных механизмов, показывает, что предпочтительной является кривошипно-ползунный механизм, позволяющий разогнать ударные массы на большом угловом пути, при этом кинетическая энергия вращения преобразуется в периодические ударные импульсы поступательного действия бойка [69].

Основу исследуемого механизма составляет дифференциал, предназначенный для преобразования части вращательной кинетической энергии электродвигателя в энергию периодических ударных импульсов передаваемых инструменту посредствам специальной конструкции кривошипно-ползунного механизма.

Структурная схема работы механизма представлена на рис. 2.1. Рассмотрим принцип действия ПМУВД электромеханического инструмента.

Под действием центробежных сил от угловой скорости корпуса дифференциала инерционные массы резко увеличивают свою скорость за счет использования обгонной муфты.

Сила удара увеличивается за счет увеличения скорости удара бойка при постоянной частоте вращения приводного вала [71].

Анализ работы и построение модели привода осуществлялись с помощью компьютерной программы Solid. Модель ПМУВД представлена на рис. 2.2, а.

Механизм состоит из зубчатых колес 3,4,5,6,7,8, храповой муфты 10, корпуса дифференциала 9 и инструмента — волновода 16. Дифференциал, размещенный в корпусе 9, и кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования вращательного движения входного вала в поступательное движение бойка.

Накопителем кинетической энергии в механизме являются инерционные массы 11 и противовесы 12, установленные на осях шестерен дифференциала, а также храповая муфта 10.

Боек, помещенный в стакан с пружиной, (рис. 2.3.) предназначен для воздействия на инструмент - волновод 16. Пружина имеет регулировочный винт, что позволяет изменять ее жесткость при проведении дальнейших натурных испытаний экспериментальной модели механизма.

Рассмотрим особенности конструкции отдельных элементов проектируемого ПМУВД и его назначение.

Храповая обгонная муфта 10, установленная между приводным валом и корпусом дифференциала, позволяет увеличивать угловую скорость корпуса дифференциала в момент мгновенного увеличения скорости бойка 19, при этом угловая скорость приводного вала остается постоянной.

В приводе применена усовершенствованная храповая обгонная муфта (рис. 2.4) [70].

Муфта содержит концентрично расположенные полумуфты 1 и 2. Полумуфта 1 выполнена с храповыми зубьями 3 на внутренней поверхности. Полумуфта 2 имеет гнезда, в шарнирных отверстиях 4 которых расположены стопорные элементы (собачки) 5. Стопорные элементы 5 прижаты к полумуфте 1 сплошным или разрезным кольцом 6, расположенным в общем канале 7, проходящем в полумуфте 2 и в стопорных элементах. Изменение жесткости упругого кольца 6 позволяет изменять момент срабатывания муфты от ведомого вала.

Кривошипы и шатуны служат для преобразования вращения зубчатых колес дифференциала в поступательное движение бойка. Состоит из двух шатунов 13 (рис.2.2) и траверсы 17. Траверса с бойком соединены посредством резьбового соединения (регулировочный винт бойка имеет наружную резьбу и вкручивается в траверсу).

Надежную работу сложного узла обеспечивают подшипники скольжения (Ш6 ГОСТ 3635-90), установленные в верхние головки шатунов (рис.2.5).

Корпус дифференциала 1 (рис. 2.6) цельнометаллический, служит для размещения дифференциала, кривошипов, шатунов и бойка ПМУВД.

Опорами корпуса дифференциала служат бронзовые втулки 2 и подшипник качения, устанавливаемый на посадочное место 3.

Пружины бойка 18 возвращают инструмент-волновод в исходное состояние. Положение инструмента-волновода 16 (рис 2.2, а) относительно бойка может изменяться с помощью прокладок, устанавливаемых под пружины 18 инструмента-волновода.

ПМУВД работает следующим образом.

Момент от электродвигателя (через шкив 1) передается с помощью колес 3, 4, 5 и 6 на инструмент-волновод 16 (рис.2.2,б).

Колесо 6 передает возросший в несколько раз момент на инструмент-волновод 16 через скользящую шпонку (или шлицевое соединение) таким образом, чтобы ударный импульс от бойка 19 к инструменту-волноводу 16 не воздействовал на колесо 6.

Через колеса 3, 4, 7 и 8 передается вращение на трубчатый вал дифференциала 9 (конструктивно зубчатое колесо 8 жестко соединено с дифференциалом), корпус которого приобретает угловую скорость СО .

Конические шестерни дифференциала приобретают угловую скорость, вращая инерционные массы в противоположном направлении с одинаковой скоростью.

Шатуны 13 полностью симметричны относительно оси вращения ОХ, поэтому так же, как и кривошипы с массами 11 и 12, динамически уравновешены, хотя угловые скорости кривошипов С0у направлены в разные стороны. Под действием центробежных сил от угловой скорости Юх массы 11 и 12 резко увеличивают свои скорости - это им позволяет обгонная муфта 10. Инерционные массы 11 динамически уравновешиваются противовесами 12, т.е. могут быть одинаковыми или разными по величине, но в последнем случае их вес обратно пропорционален расстояниям до оси вращения. При этом колеса 3,4,5,6,7 вращаются с постоянной скоростью, приобретенной от приводного электродвигателя, придавая инструменту-волноводу вращательное движение. Конические шестерни дифференциала приобретают максимальную угловую скорость. При этом боек приобретает максимальную скорость поступательного движения и далее взаимодействует с инструментом-волноводом.

Таким образом, вращение звеньев преобразуется в поступательное движение бойка, т.е. вращение корпуса дифференциала 9 через шатуны 13 преобразуется в поступательное движение бойка 19. Редуктор, состоящий из зубчатых колес 3-4 и 5-6, в совокупности с другими узлами привода позволяют получить на инструменте привода эффективный вращательно-ударный режим.

Накопление кинетической энергии происходит за счет увеличения угловой скорости инерционных масс и противовесов, а также других деталей привода - зубчатых колес и кривошипов.

Посредством кривошипов ПМУВД накопленная кинетическая энергия передается бойку и далее инструменту-волноводу.

Теоретический анализ работы ПМУВД дает основания полагать, что, реализованная по данной кинематической схеме конструкция, позволяет накапливать кинетическую энергию вращающихся частей и в дальнейшем передавать ее бойку. Следовательно, данная конструкция имеет большой потенциал для совершенствования и исследования.

Оценка адекватности уравнения энергетического баланса

Одной из целей экспериментальной части является оценка адекватности математической модели (2.4) с целью дальнейшего использования ее при решении задач проектирования ПМУВД.

Методика проверки адекватности математической модели предусматривает определение ударной скорости бойка при различных значениях влияющих факторов с помощью уравнения 2.4 и путем измерения индукционным датчиком.

С целью решения поставленной задачи была определена максимальная скорость бойка численными методами с помощью уравнения баланса энергии, учитывая, что взаимодействие бойка с волноводом происходило при угле поворота 45 (рис. 3.13) (конструктивные особенности исследуемой модели ПМУВД).

Значение факторов, выбранных для изучения в рамках факторного эксперимента, варьировалось в пределах: масса грузов и противовесов m — от 0,1 до 0,7 кг; масса бойка mi - от 0,1 до 0,3 кг; радиус вращения грузов и инерционных масс R - от 30 до 70 мм.

Для исследуемого привода ударного вращательного действия было инициировано выполнение алгоритма расчета максимальной скорости бойка на основе уравнения энергетического баланса с помощью разработанной программы.

В рабочее окно программы задавались соответствующие значения факторов (рис. 3.14).

Расчет ударной скорости бойка производили по формуле 2.5: V=4,50,7=3,2 м/с. Аналогично выполняли расчеты для других значений исследуемых факторов.

Измерение ударной скорости бойка ПМУВД осуществлялось по осциллограмме ударного импульса (рис. 3.15).

Расхождение значений, рассчитанных по математической модели, со значениями, полученными экспериментальными методами, составляет не более 10 %, что подтверждает правильность выбора методов и средств экспериментальных исследований и адекватность полученной математической модели.

Подобие электромеханического инструмента ударно-вращательного действия с предлагаемым кривошипно-ползунным преобразовательным механизмом

Имея рассчитанный и изготовленный образец ПМУВД и принимая его за модель, на основании теории подобия можно найти (вычислением) значения параметров для серии подобных машин - аналогов. Эффективными методами решения задачи выбора параметров новой машины могут быть методы теории подобия [4,6].

Теоретические основы подобия и моделирования получили широкое распространение. Свой вклад внесли акад. В.Л.Кирпичев, Л.И.Седов, П.М.Алабужев

Для создания производительной, экономичной и надежной в работе машины ударного действия (молотка), имеющей преобразовательный механизм в виде дифференциала необходимо сопоставить значения некоторых параметров модели ПУВД, при этом следует учитывать что у реальных молотков повышена роль воздушной связи между поршнем и бойком, показателем работы которой является отношение энергии удара к произведению веса бойка на длину его хода [4]. На рис. 4.7 представлен общий вид предлагаемого электромеханического молотка с преобразователем кинетической энергии.

На рис. 4.8, I приведена схема конструкции электропневматического молотка. От электродвигателя через кривошипно-шатунный механизм R — L поршень , движущийся в цилиндре, производит сжатие и разрежение воздуха в пространстве В (воздушная подушка), благодаря чему боек Б то поднимается вверх, то отжимается вниз, нанося удар по инструменту И. Через отверстие из атмосферы поступает воздух для компенсации утечек за цикл из воздушной подушки, а также для регулирования силы, удара.

Натурные испытания ПМУВД показали, наряду с большой концентрацией энергии имеется и большое рассеяние энергии при передаче и преобразованиях через ряд звеньев.

На рис. 4.8, II представлены графики, характеризующие рабочий процесс машины за период цикла Т: со— угловая скорость вала кривошипа 1/сек; s„ — перемещение поршня, м; SB— перемещение бойка, м; V$— скорость бойка, м/сек; р — давление воздуха, Н/м2; Е=Аб = ±- энергия бойка, DDK.

На рис. 4.8, III дан баланс энергии электропневматического молотка в одном из лучших режимов, полученных при проведении натурных испытаний.

На рис. 4.8, IV показано изменение за цикл скорости бойка в зависимости от пути бойка.

Предельный цикл в безразмерных координатах —-и — изображен на рис. 4.8, IV б. Каждая точка фазовой плоскости соответствует определенному состоянию колеблющейся системы. Характеристики воздушной связи представлены на рис. 4.8, V. Функциональная схема системы изображена на рис. 4.8, VI.

Рассматривая подобие ПМУВД с пневмопатроном, получено значение соответствующих критериев подобия для конкретных конструкций молотков. На основании полученного уравнения энергетического баланса ПМУВД, составлены безразмерные комплексы (критерии) и установлена связь между ними.

Результаты проведенных теоретических исследований представлены на рис. 4.9, на котором Х —, где L — длина шатуна, R — радиус вращения кривошипов. Значение X определено при R = 0,01, 0,04, 0,07 М. Значения у безразмерных комплексов варьировалось: П= 0,01- -0,07 и —— = 15,8 -77,4

Построенные графики в безразмерных координатах позволяют определить границы области оптимальных параметров, в пределах которых можно в первом приближении, подобрать параметры ударного узла и объяснить некоторые частные зависимости. Экспериментальные исследования показали, что для величин X характерен разброс точек и уклонение от теоретически вычисленных кривых, что следует объяснить пренебрежением в расчетах ряда факторов (отскока бойка, сил трения и т.д.).

Очень маленькие значения величины П соответствуют очень большой скорости взвода кривошипов, что подтверждает адекватность ранее проведенных исследований модели ПМУВД.

Похожие диссертации на Повышение эффективности электромеханического инструмента ударного и ударно-вращательного действия