CC BY
16
УДК.622.23.05
© М.В. Цыганкова, 2013
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОИМПУЛЬСНОГО СИЛОВОГО МЕХАНИЗМА
Представлен безбойковый силовой импульсный гидравлический механизм, который может быть использована для буровых станков в качестве источника (генератора) силовых импульсов,. Детально рассмотрены параметры всех систем механизма. Приведена его принципиальная схема.
Ключевые слова: Гидроимпульсный силовой механизм, импульс, рукав высокого давления, параметры системы.
Одним из направлений технического прогресса является широкое применение ударных механизмов для интенсификации производственных процессов в различных отраслях промышленности. В горной промышленности гидроударные машины применяются в установках для дробления негабаритных горных пород, в качестве отбойных рабочих органов проходческих машин, в бурильных машинах погружного и выносного типа и т. д.
В настоящее время актуальной задачей становится создание и исследование гидроударных машин с целью повышения эффективности их работы.
В работе [1] приведен безбойковый гидроимпульсный силовой механизм, формирующий импульс силы. Данное устройство может применять в качестве ударного узла буровых машин вра-щательно — ударного действия. На рис.1. представлена принципиальная схема указанного механизма.
Для детального изучения приведенный механизм разделим на пять систем:
1. плунжерная пара;
2. рукав высокого давления;
3. корпус с резонансной массой;
4. став штанг;
5. инструмент порода.
Рис.1. Принципиальная схема гидроимпульсного силового механизма: 1 -
корпус гидроцилиндра с активной массой; 2 - плунжер; 3 - рукав высокого давления (РВД); 4 - поршень; 5 - бурильный инструмент (штанга); 6 - разрушаемая порода
АЛ///
Рис.2. Первая система - плунжерная пара
Каждая система характеризуется рядом параметров и имеет входное и выходное значения.
Первая система (рис.2.) плунжерная пара, обладает следующими постоянными параметрами: ¥1г сила трения — воз-
никающая между поршнем и корпусом; д коэффициент сжимаемость жидкости в плунжере (данным параметром обладают так же 2 и 3 системы); площадь и х ход поршня. Также система обладает варьируемым параметром скоростью движения плунжера - что является входной величиной. Выходным параметром является давление Р(м>, $ жидкости передающееся в следующую систему.
Рис.3. Вторая система - рукав Вт0Рая система (рис.3.) пред-высокого давления (РВД) ставлена рукавом высокого дав-
ления (РВД), значимым параметром которого является объемная упругость. РВД имеет упруго-инерционные свойства стенок оболочки и внутреннее трение в сложном композите материалов стенки, что служит возникновению нелинейности параметра (объемная упругость). Также РВД облает постоянными параметрами: I длина и й диаметр (для расчетов учитывается только внутренний диаметр рукава). Выходным параметром является Р(к) измененное давление жидкости передающееся в следующую систему.
Р/к)
Рис.4. Третья система - основная
Третья система (рис. 4.) является основной, т.к. в ней и происходит формирование силового импульса. Она обладает следующими постоянными параметрами: т активная масса; площадь поршня; Рподж сила поджатия. Входной величиной будет пульсирующее давления Р(к), выходным сформированный силовой импульс и.
Далее четвертая (рис.5.) система представлена став штанг, длинна которых может изменяться. Силовой импульс перемещается по ставу штанг со скоростью звука.
В пятой системе
Рис. 5. Четвертая система - став штанг
ши
р' /;,: иШг!
и(Шг)
Инструмент
Г"
инструмент —
Рис.6. Пятая система порода
(рис.2.) силовой импульс и(Ь) через инструмент воздействует на породу — заданная твердость f. Происходит разрушение и как в любой системе волн возникает импульс и(£ \nstr) обратной волны идущей через инструмент на штанги. Происходит ли воздействие этой волны на третью систему, один из изучаемых вопросов в данное время.
Представленный безбойковый силовой гидроимпульсный механизм имеет ряд достоинств, одним из которых является отсутствие механического воздействии во время передачи силового импульса. Механизм может быть применен при создании новых бурильных машин с гидроприводом для интенсификации процесса разрушения горных пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Цыганкова М.В., Саруев Л.А. Исследование математической модели гидроимпульсного силового механизмам. Сб. трудов «XVII Меж-
дународный научный симпозиум имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр»»
2. Цыганкова М. В. Применение рукава высокого давления как генератора импульсов // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции: в 34 т., Тамбов, 30 Сентября 2013. — Тамбов: Бизнес-Наука-Общество, 2013 — Т. 22 — С. 153-154
3. Пашков Е.Н., Зиякаев Г.Р., Кузнецов И.В. Дифференциальные уравнения процессов гидроимпульсного силового механизма бурильных машин / Пашков Е.Н., Зиякаев Г.Р., Кузнецов И.В. // Приволжский научный вестник. - 2013. - № 4 (20). - С. 32-36.
4. Патент на ПМ 133152 РФ. МПК7 Е02Б 7/10. Гидроимпульсная сваебойная машина / Е. Н. Пашков, Г. Р. Зиякаев, П. Г. Юровский, А. В. Пономарев. Опубл. 10.10.2013 г.
5. Зиякаев Г. Р., Саруев Л. А., Мартюшев Н. В. Математическое моделирование гидроимпульсного механизма бурильных машин // В мире научных открытий. - 2010. - № 6.3 (13) - С. 61-65.
6. Пашков Е. Н., Саруев Л. А., Зиякаев Г. Р. Математическое моделирование гидроимпульсного механизма бурильных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 5 - С. 26-31.
УДК 631.3 © С.В. Шумилов, 2013
УПРАВЛЯЕМЫЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА БУРОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ И ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ
Рассмотрен ступенчатый впрыск топлива, увеличивающий мощность дизельных агрегатов и улучшающий их тяговые характеристики. Ключевые слова: управляемый впрыск топлива, дизель, дизель-генератор
На современном этапе совершенствования дизелей одним из прогрессивных направлений является применение наддува, позволяющего резко увеличить мощность силовых установок и в определенной мере их экономичность. С точки зрения обеспече-
