УДК 62-93
К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ УДАРА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МОЛОТА ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ
А.Ж. Тайшубекова, Б. Навийхан, А.М. Кадырова, Н.С. Алшериева, Ф.Д.Еликбаева
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан, [email protected]
www.enu.kz
Одной из характеристик гидромолота является частота ударов молота в единицу времени. Для определения ее необходимо найти продолжительность времени одного цикла работы гидравлического молота. Время одного цикла работы гидравлического молота равно сумме продолжительностей времени опускания и подъема груза и времени выдержки после удара груза о шабот. Время опускания груза в крайнее нижнее положение равно сумме продолжительностей первого и второго периодов t1t2.
Определим время подъема груза. Для подъема груза в верхнее положение в нижнюю полость поршня цилиндра подается рабочая жидкость под давлением из гидросистемы трактора. Определим мощность для насоса гидросистемы, устанавливаемого на сельскохозяйственном тракторе по формуле
м cp н
v g m P A
0
0 , (1)
где А – коэффициент запаса, учитывающий влияние отрыва пласта земли.
А=1,5…2,5. Принимаем А=2;
m0 – масса наиболее тяжелого орудия. В качестве такого орудия принимаем плуг ПН-4-35, масса которого m0=1250 кг;
g – ускорение свободного падения. Принимаем g≈10 м/с2; vcр – средняя скорость подъема орудия;
им
0 – объемный и механический КПД гидравлической системы ( 8
, 0
; 9 ,
0 0 м
).
Средняя скорость подъема орудия рекомендуется выбирать из расчета подъема орудия в течение 0,8 с. В транспортном положении высота подъема рабочих органов плуга над поверхностью почвы ориентировочно равна 0,3 м. Тогда общая высота подъема плуга из рабочего в транспортное положение равна 0,55…0,58 м. Принимаем высоту подъема орудия равной 0,6 м. Отсюда средняя скорость подъема орудия
75 1
, 8 0 , 0
6 ,
0
м с
vср .
Тогда мощность насоса
Вт
Рн 26041,7
8 , 0 9 , 0
75 , 0 10 1250
2
.
Подача насоса определяется по формуле [1]
Pmax
Q Рн . (2) где Pmax – максимальное давление в системе. Для гидравлической системы тракторов принимаем Pmax=13 МПа.
с м Q 0,02 10 0,002 /
10 13
7 ,
26041 3 3
6
.
Объем нижней полости, заполняемой при подъеме груза гидравлического молота равна
d l V
4
2
, (3) где d – диаметр поршня;
l – длина цилиндра.
Время подъема груза с нижнего в верхнее положение определим по формуле l
Q d Q
tП V 4
2
. (4) Время задержки груза в нижнем положении ориентировочно принимаем в пределах
с ТП 1...3 .
Тогда полное время одного рабочего цикла гидравлического молота
ТЦ t1t2 tП TП. (5) Число ударов гидравлического молота в час определим по формуле
ТЦ
z 3600
. (6) Работу A, совершаемую гидромолотом в течение одного часа определим, как произведение энергии одного удара E(t2)на число ударов z, т.е.
AE(t2)z. (7) Подставив значения E(t2) и z из формул (27) и (34) в равенство (35), получим:
Tц
l x g k x
x gm k gm m
k
А m 3600
2 2 arccos
2 sin 0 0
2 2
0
. (8)
Полученные формулы будут справедливы и для исследования рабочего процесса гидромолота без пружины. В этом случае необходимо рассматривать только второй период и во всех полученных ранее формулах для этого периода принять x0 0 и k 0 .
Литература
1. Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, 1980.
– 335 с.
2. Сагинов А.С., Кичигин А.Ф., Лазуткин А.Г., Янцен И.А. Гидропневмоударные системы исполнительных органов и горных и строительно-дорожных машин. – М.:
Машиностроение, 1980. – 200 с.
3. Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М., Наука, 1969. 199 с.
