CC BY
34
международный научный журнал «инновационная наука» №2/2016 issn 2410-6070
3. Харченко П.М.Обобщение экспериментальных данных по исследованию бензиновых нефтяных фракций / П.М.Харченко, В.П.Тимофеев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. - 2014. -№ 99. - С. 460 - 483.
4. Харченко П.М. Расчет вентиляции и отопления производственного здания [Текст] / П.М. Харченко, В.П.Тимофеев // Труды КубГАУ. - 2013. - № 42. - С. 152-155.
5. Харченко П.М.Экспериментальное исследование плотности и давления насыщенных паров нефтепродуктов [Текст] / П.М.Харченко // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Азербайджанский ордена Трудового Красного Знамени институт нефти и химии им. М.Азизбекова. - Баку. - 1988.
© Харченко П.М., Тимофеев В.П., 2016
УДК 621.21
Н.И. Чернявский
К.т.н., доцент, ПВГУС,
г. Тольятти, Российская федерация
О СОВМЕСТНОМ ВЛИЯНИИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕВЗРЫВНОГО СЕЙСМОИСТОЧНИКА С ГРАВИТАЦИОННЫМ УСКОРЕНИЕМ ПОДГРУЗА СИЛ ТРЕНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УСКОРЕНИЯ ПОДГРУЗА
Аннотация
В статье приведены результаты расчета совместного влияния на характеристики гравитационного невзрывного сейсмоисточника сил внутреннего трения с силами дополнительного ускорения подгруза.
Ключевые слова
Невзрывная сейсморазведка, сейсмоисточник, падающий груз, импульсный режим.
В гравитационных сейсмоисточниках [1,2] энергия для возбуждения сейсмической волны передается в грунт за счет преобразования потенциальной энергии Wп подгруза, приподнятого в гравитационном поле, в кинетическую энергии Wк, которую он приобретает при ускорении А за время Т1= 11-0, где 11 - момент прекращения ускорения (рис.1).
Подгруз ускоряется под действием силы веса Р
Р = т§,
где т - масса подгруза, g - ускорение свободного падения.
Для улучшения сейсмической эффективности ускорение подгруза кроме силы Р веса подгруза, обусловленной гравитацией, может производиться и с помощью дополнительной силы от внешних источников энергии, например пружин, аккумуляторов давления, сил электромагнитного тяжения и других.
Падение подгруза в таком случае не свободно. Он ускоряется не только под действием гравитации, а на него действует некоторая дополнительная сила Ед [4]. Эта сила ускоряет подгруз в гравитационном поле совместно с силой веса Р. Поэтому максимальная скорость Ут подгруза достигает более высоких значений, чем при свободном ускорении подгруза. Природа этой силы может быть различна, но очевидно, что в этом случае пользоваться для расчета выражениями из [3] нельзя.
Кроме этого, на подгруз оказывает противодействующая его ускорению сила трения Етр [5], обусловленная как шероховатостью сопрягаемых взаимноперемещаемых деталей, так и трением жидкости из-за гидродинамического сопротивления. Однако при наличии сил дополнительного ускорения подгруза
международный научный журнал «инновационная наука» №2/2016 issn 2410-6070
выражениями из [5] также пользоваться нельзя. Необходима методика расчета при совместном влиянии на подгруз сил ускорения и торможения, действующих одновременно.
Рисунок 1 Рисунок 2
За время Т1 скорость подгруза увеличивается от 0 до максимальной скорости Vm Vm = АЬ, (1)
где А -ускорение падения под действием результирующей силы Fр Fр = Fуск. - Fтр = Р + Fд. - Fтр. = Р(1+Кд - Ктр.) Ускорение А падения подгруза А = Fp/m.
Если принять, что сила Fд составляет часть ^ силы веса подгруза, то Fд = mgKд
Тогда ускорение падения может быть определено как А = g (1 + ^ - Ктр)
В зависимости от соотношения сид Бд и Бтр скорость Vm может быть как несколько несколько больше Vmo, определенной без учета силы Fд.(рис.1), так и меньше (рис.2).
Если подгруз падает на высоту Н, то его потенциальная энергия Wп в верхней точке, вызванная гравитацией
Wп = mgH (3)
В кинетическую энергию Wк перейдет не только энергия Wп, запасенная в гравитационном поле, но и энергия Wкд от силы Fд, которая создаст дополнительный прирост кинетической энергии подгруза, но за вычетом энергии на преодоления сил трения. То есть она будет определяться работой силы Бр на расстоянии Н
Wк = Fр Н. (4)
Таким образом, кинетическая энергия Wк подгруза к началу торможения составит Wк mVm2/2 (5)
Следовательно скорость Vm может быть определена как
Vm = СОТр/ш)12. (6)
Энергия W, передаваемая в грунт при торможении подгруза, определяется кинетической энергией
Wк .
Высота Н падения груза за время Т1
Н = АЪ2/2 = FрTl2/2m (7)
Сила F, которая воздействует на грунт, возникает после интервала ускорения при торможении подгруза
F=ma, (8)
где а - ускорение торможения подгруза.
При постоянстве ускорения а и линейном законе уменьшения скорости подгруза от значения Vm до 0 за время T2, (рис.1,2) ускорение а торможения подгруза равно
а = Vm/T2. (9)
Подставив в (9) выражение для Vm из (6), и выражение для Н из (7), получим
международный научный журнал «инновационная наука»
№2/2016
issn 2410-6070
а = Ер Тх/ тТ2 = е(1+Кд - Ктр)Тх/Т2 (10)
Тогда сила Ес сейсмосигнала, создаваемая торможением подгруза равна
Ес = та = mg(l+Kд - Ктр)Тх/Т2 (11)
Теоретический предел рабочей частоты 1пр источника определится как и в [2]
Гпр = 1/(Тх+Т2).
Если следующий цикл формирования сейсмоимпульса начинается осуществляться не сразу по окончании предыдущего, а с задержкой Тз = Т2 (рис.3), то максимальная частота 1тах работы сейсмоисточника определится аналогично [2] как Гтах = 1/(Тх+2Т2).
V
V„
▲ У \ У
V ъх Y
г \ / —1—►
0
Рисунок 3
Энергия W^ отдаваемая в грунт при торможении в виде сейсмосигнала
Wс = FcH = mgH (1+Кд - Ктр)Тх/Т2.
Мощность Р, отдаваемая в грунт
P = Wfmax = mgH Гтах.(1+Кд - Ктр).
Высота вылета штока Ьшт, на которую подгруз опустится за время Тц цуга
Ьшт = TцfmaxH. = Xцfmax g(1+Kд- Ктр)Т12/2.
При Тц = 6 сек. минимальная длина L вылета штока составит
L = 6fmaxH. = 6fmax g(1+K>- Ктр)Т12/2.
Выводы.
Как видно из вышеприведенных материалов наличие совместно действующих сил как дополнительного ускорения, так и трения, оказывающего тормозное влияние, может по разному сказываться на сейсмической эфективности сейсмоисточника при различных соотношениях коэффициентов Кд и Ктр.
При наличии трения Ктр >1 всегда. Это уменьшает сейсмическую эффективность и приводит к увеличению потребляемой сейсмоисточником мощности для ее сохранения на прежнем уровне.
В то же время при наличии дополнительного ускорения величина Кд может достигнуть значения Ктр и полностью скомпенсировать снижение силы Fc сейсмосигнала.
Увеличение Кд до значений, когда Кд>Ктр не только компенсирует снижение Fc, но и повышает ее значение. При этом амплитудное значение Fc не может быть достичь максимально возможного по сравнению со свободным ускорением подгруза.
Если увеличение Кд приводит к необходимости увеличения длины штока, величина Ктр сказывается на длине Lшт штока, уменьшая ее значение и сокращая габаритные размеры всего сейсмоисточника.
Поэтому при проектировании сейсмоисточника величина Кд должна учитываться одновременно с Ктр для более точного расчета параметров таких сейсмоисточников.
Другие подробности вышеприведенных исследований можно обсудить лично с автором по e-mail: [email protected].
международный научный журнал «инновационная наука» №2/2016 issn 2410-6070
Список использованной литературы
1. Авторское свидетельство СССР № 1824608. Источник сейсмических волн. Автор Чуркин И.М.
2. Патент РФ на изобретение №2322685. Источник сейсмических колебаний. Автор Чернявский Н.И. 06.07.2006.
3. Чернявский, Н.И. Расчет основных характеристик сейсмоисточника с гравитационным ускорением подгруза. /Н.И.Чернявский, И.М.Чуркин. //Автоматизация технологических процессов и производственный контроль, Тольятти, ТГУ, 2006 г. - с.143 - 146.
4. Чернявский, Н.И. О влиянии внутреннего трения на характеристики невзрывного сейсмоисточника с гравитационным ускорением подгруза. / Известия Самарского научного центра РАН, Специальный выпуск «Безопасность. Технологии. Управление.»,т.1, Самара, ОНО «Изд. Самарского НЦРАН», 2007, - с.204-207.
5. Чернявский, Н.И. О влиянии на характеристики невзрывного сейсмоисточника с гравитационным ускорением подгруза сил дополнительного ускорения подгруза. / Известия Самарского научного центра РАН, Специальный выпуск «Безопасность. Технологии. Управление.», т.1, Самара, ОНО «Изд. Самарского НЦРАН», 2007, - с.208-212.
© Чернявский Н.И., 2016
УДК 621-82
А.М.Чудинов
старший преподаватель ФГБОУ ВО Уральский ГАУ г. Екатеринбург, Российская Федерация
И.П. Гальчак старший преподаватель ФГБОУ ВО Уральский ГАУ г. Екатеринбург, Российская Федерация
КОНСТРУКЦИИ СИЛОВЫХ ГИДРОЦИЛИНДРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
Аннотация
В статье проведен сравнительный анализ существующих полимерных материалов и их возможность применения в конструкции уплотнений силовых гидроцилиндров с целью повышения ресурса их работы.
Ключевые слова
Надежность, долговечность силовых гидроцилиндров, антифрикционные свойства, износостойкость, полимерные материалы.
В промышленности, строительстве и сельском хозяйстве в современных машинах широко применяется гидропривод, работоспособность которого во многом зависит от технического состояния силовых гидроцилиндров.
Одним из слабых деталей гидроцилиндра является уплотнительные поршневые и шатунные манжеты из резины, срок службы которых составляет от 900 до 1000 часов. В связи с этим создание надежных и долговечных уплотнений гидроцилиндров из новых полимерных материалов, обеспечивающих их длительный срок службы безотказно, является актуальной задачей.
Надежность и долговечность силовых гидроцилиндров, их КПД в большой степени зависят от уплотнений поршня и штока. Имеющиеся конструкции уплотнений в виде резиновых, чугунных или текстолитовых колец, манжет из резины полимерных или других материалов различных конструкций обеспечивают удовлетворительное уплотнение и достаточно высокое значение КПД, однако полностью не
