К созданию бурильных машин с низким расходом воздуха Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 622.233.53

© А.Н. Глазов, Е.Е. Карепина, 2013

К СОЗДАНИЮ БУРИЛЬНЫХ МАШИН С НИЗКИМ РАСХОДОМ ВОЗДУХА

Рассмотрены особенности цикла работы пневмоударного механизма перфоратора ПК75М с низким удельным расходом воздуха. Ключевые слова: ударный узел, КПД, расход воздуха.

Большой расход сжатого воздуха, высокий уровень шума и низкий КПД пневматических бурильных машин приводит к значительным затратам на энергоресурсы и уменьшению производительности труда, к ограничениям в создании и применении мощных машин, и тем более, при централизованном снабжении воздухом.

Актуальной задачей является создание бурильных машин с низким расходом воздуха.

Основными причинами низкого КПД ударного механизма являются прямые утечки сжатого воздуха из магистрали в атмосферу в период открытия поршнем выхлопного окна, а также неэкономичный цикл процессов в рабочих камерах.

В различных моделях бурильных машин утечки составляют от 22 % до 32 % от времени цикла работы, а наиболее длительные - из передней от штанги рабочей камеры. При этом доля утечек воздуха от общего расхода значительно больше, так как в период выхлопа скорость потока воздуха больше.

Свойства ударного механизма определяются выбранной структурой распределительного устройства. В большинстве типов машин применяется один распределительный орган, функции которого выполняет клапан, золотник или поршень, что не позволяет осуществить энергосберегающий цикл работы машины.

Как показали результаты исследования нового ударного узла колонкового перфоратора ПК75М с диаметром поршня 120 мм, наибольшие возможности для резкого снижения удельного расхода воздуха открываются при применении схемы управления с двумя распределительными органами, связанными с рабочими камерами командными каналами.

Характерные точки на осциллограмме работы механизма означают: а - момент удара поршня по штанге; б - конец интенсивного впуска воздуха в переднюю камеру; в - открытие командного канала; г - момент посадки клапана на седло; д - открытие выхлопного окна; е - прекращение впуска воздуха в переднюю камеру; и - отрыв клапана от седла; л - начало открытия командного канала задней камеры; м - открытие выхлопного окна; н - соприкосновение клапана с седлом; о - начало перекидки клапана.

Распределение воздуха в ударных узлах перфораторов ПК75М и ПК75 происходит неодинаково. В перфораторе ПК75 мгновенный расход воздуха в рабочую камеру постоянно нарастает вплоть до момента переброски мотылькового клапана. Впуск воздух в цилиндр происходит непрерывно. Время утечек воздуха из магистрали в периоды открытия поршнем выхлопного окна составляет до 23 % времени цикла.

Р

МПа

Ь с

Осциллограмма работы ударного узла: 1 и 2 - перекидка клапанов передней и задней камер; Р3,РП,Р1 - давление воздуха в задней, передней и предклапанной камерах

В новом ударном узле реализована отсечка рабочих камер от магистрали до начала выхлопа. В течение 18—20 % времени цикла воздух не подается в цилиндр. Новая схема распределения, удачное сочетание параметров исполнительного и управляющего устройств позволяют осуществить довольно совершенные рабочие процессы в цилиндре. Созданный механизм превосходит по эффективному КПД известные промышленные аналоги, в том числе ударный узел перфоратора ПК 75 более чем в 2,3 раза, расход воздуха составляет около 3,8 м3/мин, то есть как у ручных перфораторов, общий уровень шума ниже на 8-10 дБ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глазов А.Н. Энергосберегающие конструкции пневмоударных бурильных машин// Горный журнал. - 2007. — №1. - с. 76-78.

УДК 624.045.072 © С.Р. Ижендеева, 2013

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИХ ОСОБЫХ СВОЙСТВ ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕШЕНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ДРУГИМИ МЕТОДАМИ

Рассмотрено использование предложенного метода синтеза оптимальных стержневых систем для оценки близости решений, полученных иными методами, к оптимальным.

Ключевые слова: оптимальное проектирование, критерии оптимальности, оценка оптимальности.

В работах [1]-[2] был предложен метод синтеза стержневых систем минимального веса на основе их особых свойств, рассмотрен алгоритм реализации метода, приведены примеры применения метода для проектирования оптимальных стержневых систем. Предложенный метод может быть использован также для