Строительные машины и оборудование
Расчет основных параметров режима работы пневмомашин ударного действия
К технологическим параметрам машин ударного действия относятся: работа единичного удара А (Н-м), число ударов поршня - бойка в минуту п (мин-1), мощность привода N (кВт) и расход воздуха Q (м3/мин). Для упрощения методики расчета делаем следующие допущения: рабочий ход поршня-бойка происходит при постоянном давлении сжатого воздуха на его поверхность; противодавление на поршень-боек во время рабочего и холостого ходов неизменно; движение поршня-бойка при постоянном давлении — равноускоренное. При этом кинетическая энергия, накоп - 364
ленная поршнем-бойком за рабочий ход, составит
A-f-V,. (24.1)
Где of —диаметр поршня-бойка, м; s —ход поршня-бойка, м; р; — среднее индикаторное давление в цилиндре бо время рабочего хода.
Используя практические данные, принимаем потери давления в пусковых и распределительных устройствах машин равными 20... 30% от номинального, а противодавление на поршень-боек примерно на 15% выше атмосферного. Тогда р;=0,7р0—0,115Х X Ю6, МПа, где р0 — номинальное (на входе в инструмент) давление (р0=0,5-106 МПа).
Работа А2, совершаемая рабочим наконечником, будет меньше Аі на величину потерь при соударении поршня-бойка с нако - "нечником, т. е.
А2=А1цул. ' (24.2);
Коэффициент полезного действия удара т)ЇД зависит от масс соударяющихся тел и их упругих свойств, характеризуемых коэффициентом восстановления скорости поршня-бойка R:
^TO=mim2(l+fl)2/(m1+m2)2, (24.3J
Где mi — масса поршня-бойка; т2 — приведенная масса рабочего наконечника, кг (т. е. с учетом обрабатываемой среды (т2 = = атр, где /пр — масса рабочего наконечника, а — коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала).
Из формулы (24.3) следует, что наименьшее значение КПД удара будет при m/m2<.R, а наибольшее — при т^/т2~ =iR, к чему следует стремиться при создании машин ударного действия. Обычно т)уД=0,85 ... 0,98.
Число ударов поршня-бойка в минуту %Д=60/Т мин-1, где Т — продолжительность времени между двумя ударами, с; Т= = tp--tx-x, где tp — время рабочего хода поршня-бойка, с; tx-x — время холостого хода поршня-бойка, с.
С учетом принятых допущений
Fp = УЩа, (24.4)
Где 5 —ход поршня-бойка, м; а — ускорение, приобретенное поршнем-бойком, м/с2, а —Рі^——.
4 mx
(24.5) 365 |
Тогда
T^lfiVm. SKp^) .
Время холостого хода поршня-бойка tx-x=,2tp. Следовательно (в мин-1 или с-1),
= 60/2,2/р 17 Vp^Km. S) (24.6)
Или
ПУА = 0,45 УPid'Hm. S) .
Мощность, развиваемая машиной ударного действия (кВт),
N=A іЯуд'т]удІ1 О-3. (24.7)
Расход воздуха (м3/мин), затрачиваемый на работу машины ударного действия, зависит от рабочего пространства цилиндра машины, числа ударов поршня-бойка в минуту и среднего индикаторного давления в цилиндре, т. е.
Qi = 60£п Sny&Pi, (24.8)
Где kn — коэффициент, учитывающий потери воздуха в магистралях, шлангах и ручной машине (k — ,2 ... 1.35).
Расчетная производительность компрессора (м3/мин) для питания машин
Q='SQtK1. (24.9)
Где SQi=QiCi-fQ2c2+ •■• +QnCn — суммарный расход воздуха всеми инструментами; Qu Q2, Qn — расход воздуха одной пнев - момашиной данного типа; си с2, ..., сп — количество однотипных пневмомашин; К — коэффициент одновременности работы инструментов (см. ниже).
Количество инструментов.24 5 6 7 8 9 10 12 15 20 30 Кх..... . 0,9 0,85 0,82 0,8 0,78 0,75 0,73 0,71 0,68 0,62 0,55 0,53