CC BY
22
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1965
Том 129
В. И. БАБУРОВ, В. Ф. ГОРБУНОВ
К МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РУБИЛЬНО-КЛЕПАЛЬНЫХ МОЛОТКОВ
(Представлено кафедрой горных машин и рудничного транспорта)
Исследования рабочих процесов и конструкций пневматических бурильных [2, 4], отбойных [5, 6] и рубильно-клепальных молотков [3] позволили составить ряд основных зависимостей для выбора и расчета их параметров.
В данной статье приводится номограмма, отображающая зависимости между основными параметрами рубильно-клепальных молотков, принцип ее построения и правила работы с ней.
Пользование номограммой поможет конструкторам быстро выбирать основные параметры рубильно-клепальных молотков »в зависимости от их конструктивных размеров. Это важно особенно для конструкторов тех заводов, которые изготавливают молотки. Часто, изготавливая молотки собственных конструкций для рубки и клепки, производственники не знают даже примерных их параметров.
Расчет параметров предлагается строить на основании известных зависимостей [1, 2, 6]
А =к1рГБкон, кГм (1)
уд ¡мин, (2)
//локон
л. С., (3)
60*75
где аг1 — коэффициент потерь энергии, учитывающий степень наполнения цилиндра сжатым воздухом и механические потери при оптимальных режимах работы молотов. Для рубильно-клепальных молотков к\ = 0,5—0,55;
р —давление воздуха в сети, ати;
Т7 —площадь поперечного сечения полости ствола молотка, см2;
5К0Н—конструктивный ход ударника, представляющий собой разность между длиной полости (за вычетом длины хвостовика инструмента) и длиной ударника, м;
к2 —коэффициент, учитывающий снижение частоты ударов за счет механических потерь и степень наполнения полостей сжатым воздухом. Для рубильно-клепальных молотков /с2 = 0,75;
7 — отношение времени обратного и прямого ходов ударника, 7 = 1,6;
т ---масса ударника, кг*сек2/м\
ё
А—энергия удара, кГм; п — частота ударов в минуту; N —ударная мощность, л. с.
На рис. 1 представлена номограмма, составленная на основе формул (1—3). Номограмма имеет 4 четверти. В первой четверти изображена графическая зависимость энергии удара от длины конструктивного
Рис. I. Номограмма для расчета основных параметров пневматических рубильно-клепальных молотков.
хода ударника при различных значениях полезной площади поперечного сечения цилиндра молотков. Эта зависимость построена на основании формулы (1). Коэффициент потерь принят /о = 0,52.
Для подобных молотков с одинаковым диаметром ствола (ударника) значения К\\ р и Р будут постоянными. Следовательно, энергия удара в зависимости от длины конструктивного хода бойка будет изменлть-
ся по линейному закону. Это положение подтверждается и экспериментами.
Частота ударов в минуту определяется по зависимостям II и III четвертей номограммы (рис. 1), построенных, исходя из формулы (2). При этом выделялась промежуточная величина
„^/^Г. (4)
1+Т К Skoh
Для различных значений площади поперечного сечения полости ствола молотка строим зависимости между конструктивным ходом ударника и промежуточной величиной а (четверть II, рис. 1) и затем находим частоту ударов в минуту в зависимости от а при различных значениях веса (массы) ударника т (четверть III, рис. 1).
В четвертой четверти построены зависимости частоты и энергии ударов по формуле (3).
Номограмма построена для давления воздуха в сети равного 5 ати.
Для расчета параметров пневматических рубильно-клепальных молотков необходимо знать длину конструктивного хода, вес ударника и площадь поперечного сечения цилиндра. В этом случае расчет начинается с оси ~\-У (рис. 1), где откладывают длину хода. Пересечение горизонтальной линии с лучом, несущим площадь сечения бойка в первой четверти, дает точку Ау проекция которой на ось -{-X отсечет на оси величину энергии удара молотка.
Во второй четверти по известной длине хода и площади ударника на оси — X определяют промежуточную величину а, входящую в формулу числа ударов молотка (2). Продолжая вертикальную линию от точки Б в третью четверть до пересечения с лучом, несущим вес ударника (поршня), получают точку В, и проектируя ее на ось —У, отыскивают частоту ударов молотка.
В четвертой четверти пересечение перпендикуляров к осям —У и +Х от найденных значений п и А даст точку Г, обозначающую величину ударной мощности молотка.
Для определения размеров проектируемых молотков необходимо задаваться некоторыми желательными характеристиками. Например, можно задаться определенной величиной энергии удара и площадью поперечного сечения ударника и по номограмме найти другие параметры будущего молотка. По заданным параметрам энергии и частоты ударов возможно определить несколько конструктивных вариантов ударного узла и из них выбрать лучший.
Расчет основных размеров пневматических бурильных молотков по номограммам с логарифмическими шкалами [1] также возможно применить для расчета клепальных молотков, но предварительно необходимо скорректировать коэффициенты.
В табл. 1 помещены технические характеристики рубильных и клепальных молотков и их параметры, найденные по номограммам. Отклонения в значениях параметров колеблются от 0% до 20%. Как видно из табл. 1, разность между значениями параметров, найденных по номограмме и экспериментальным путем, несколько меньше отклонений расчетных данных от заводских характеристик. Следует обратить внимание на тот факт, что имеются еще данные заводских лабораторных испытаний, в результате которых для клепальных молотков, например, были получены следующие значения параметров.
1) КЕ-32 А= 4,24 кГм, п= 920 уд/мин;
2) КЕ-28 А = 3,3 кГм, п = 1075 уд/мин;
3) КЕ-16 А = 1,3 кГм, п = 1950 уд/мин.
ft.
Таблица 1
Значения параметров
энергия удара, кГм частота ударов в минуту
Тип молотка данные завода экспериментальные данные расчетные по номограмме среднее отклонение в % *) данные завода экспериментальные данные расчетные по номограмме среднее отклонение В °/о % *)
МР-4 0,9 0,90 0,75 —16 —16 3500 3220 3300 —8 +2 .
МР-5 1,2 1,35 1,30 + 8 —4 2200 2280 2100 —4 ~8
МР-6 1,6 1,60 1,90 4-18 + 18 1600 1600 1550 —3 —3
КЕ-16 1,25 1,20 1,20 —4 0 1900 1850 1980 +7 +4
КЕ-19 2,1 1,80 1,80 — 14 0 1500 1400 1500 0 +7
КЕ-22 2,7 2,80 2,60 —4 -1 1100 1120 12С0 4-9 +7
КЕ-28 3,0 3,10 3,2 + 6 + 3 950 850 3050 + 10 + 19
КЕ-32 3,8 4,0 4,1 ±? + 2 800 810 930 + 16 +15
*) В числителе — отклонение значений параметров, найденных по номограмме, от заводских данных, в знаменателе—отклонение тех же параметров от экспериментальных данных.
Из приведенных примеров видно, что средние отклонения параметров, найденных по предлагаемой номограм,ме> не превышают в основном 10%, а результаты расчета лежат в пределах значений, получаемых различными экспериментальными методами.
ЛИТЕРАТУРА
1. О. Д. А л и м о в, А. А. А л и м о в а, В. Ф. Г о р б у н о в. К методике расчета основных параметров пневматических бурильных молотков. Межвузовский сборник трудов. Механизмы и машины ударного, вращательного и вращательно-ударного действия, Новосибирск, 1963.
2. О. Д. Алимов, И. Г. Басов, В. Ф. Горбунов, Д. Н. Маликов. Бурильные машины. Госгортехиздат, 1960.
3. В. И. Б а б у р о в, В. Ф. Горбунов. Исследование внутренних процессов и параметров рубильных и клепальных молотков. Известия ТПИ, т. 123, Изд. Томского университета, 1963.
4. В. Ф. Горбунов. Экспериментальные исследования рабочего процесса пневматических бурильных молотков. Канд. диссертация, Томск, 1958.
5. Б. В. С у д н и ш н и к о в. Некоторые зависимости, вытекающие из особенностей индикаторных диаграмм пневматических молотков. Сб. «Машины ударного действия», Новосибирск, 1953.
6. Б. В. Суднишников и Л. И. Семенов. Расчет пневматического отбойного молотка. Сб. «Машины ударного действия», Новосибирск, 1953.
