Машины ударного действия

Авторы: д-р техн. наук, профессор кафедры «Автомобильные дороги, строительные дорожные машины» Ушаков Л.С.

В разработке студентов и приподавателей принимали участие сотрудники УИЛ «Импульсные технологии» Орел ГТУ:

Юрьев Д.А., Кашанин Ю.Н., Ределин Р.Н., Белоусов Г.А., в оформлении – Данилина О.Н.

Рецензент: д-р техн. наук, профессор кафедры «Динамика и прочность машин» Савин Л.А.

Методические указания по выполнению лабораторных работ содержат постановку задач исследований, описание экспериментальных стендов и измерительно-регистрирующей аппаратуры.

В методических указаниях определены порядок и последовательность проведения экспериментов, обработка результатов исследований и их представления в форме отчета.

Предназначены студентам специальности 190209 «Подьемнотранспортные, строительные и дорожные машины и оборудование» дневной формы обучения, изучающим дисциплину «Машины ударного действия»

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Автомобильные дороги и строительные дорожные машины»

Протокол №___ от «___»___________2008 г. Зав. Кафедрой д-р техн. наук, профессор

_____________ Гончаров Ю.И.

Методические указания утверждены на заседании УМСС ФТиС Председатель д-р техн. наук, профессор

_____________ Колчунов В.И.

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………4

Лабораторная работа № 1. Исследование автоколебательных процессов в силовой импульсной системе…………...…………..…5 Лабораторная работа № 2. Исследование процесса передачи энергии удара для разрушения крепких минеральных сред……...12 Лабораторная работа № 3 Экспериментальное исследование режимов работы гидроударника………………….…………….….19 Лабораторная работа № 4 Выбор модели и эксплуатация гидроударников……………………………….………………….….25

3

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы по дисциплине «Машины ударного действия» проводятся с целью закрепления знаний, полученных при изучении теоретического курса, а также для развития практических навыков у студентов при выполнении эксперементальных работ со сложными гидромеханическими системами и измерительными комплексами.

В каждой лабораторной работе изложены основы теоретических сведений, необходимые для понимания сущности рассматриваемого вопроса, указываются цели и задачи исследований, даны описания стендов, приборов, указан порядок выполнения работы и составления отчета.

При подготовке к лабораторной работе студенту рекомендуется использовать конспект лекций, учебные пособия по машинам ударного действия и данный практикум.

По выполнении лабораторной работы студентом составляется отчет, который должен содержать:

–название работы;

–цель работы и задачи;

–схему эксперементального стенда и его краткую характеристику;

–полученные результаты, их анализ и выводы.

Работа считается завершенной после защиты отчета перед преподавателем.

4

Лабораторная работа № 1 Исследование автоколебательных процессов

всиловой импульсной системе

1.1Цель работы

Изучить основные принципы работы гидравлических машин ударного действия (на примере гидроударника с управляемой камерой обратного хода), освоить методы проведения экспериментальных исследований автоколебательных ударных систем с использованием современных электронно-вычисли-тельных средств.

1.2 Решаемые задачи лабораторной работы

Изучение конструкции стенда, изучение измерительнорегистрирующей аппаратуры, измерение параметров и характеристик автоколебательного процесса, расшифровка осциллограмм и обработка результатов измерения, анализ физических процессов и выводы по проведѐнной работе.

1.3 Описание экспериментального стенда

Стенд ДПМ-1М состоит из следующих функциональных подсистем: энергетической, механической, гидравлической, управляющей, диагностики и визуализации информации.

Стенд предназначен для изучения, автоколебательных систем, с применением современных средств диагностики и визуализации информации. Он может также использоваться для проведения научно-исследовательских работ в области динамики машин, изучения автоколебательных процессов, гидравлических приводов и механизмов ударного действия. Имеет напольное исполнение и соответствует требованиям, предьявляемых к учебному оборудованию.

Конструкция стенда состоит из следующих основных узлов и блоков (рисунок 1.1).

5

Несущая часть(1) – представляет собой раму, на которой крепятся все основные узлы.

Узел распределительный. Состоит из гидравлических элементов: 1) распределительной коробки (служащей для одновременного подключения к напорной и сливной магистралям нескольких устройств и элементов); 2) двух золотниковых распределителей с ручным управлением (для включения в работу гидроцилиндров упора и подачи); 3) переливного клапана (для ограничения и регулирования рабочего давления в системе); 4) рукавов высокого давления (для подключения всех элементов к гидравлической системе).

Гидроцилиндр упора (4) - предназначен для имитации обьекта нагружения (например, разрушаемой горной породы). Гидроцилиндр может перемещаться в пазах на несущей раме, а, следовательно, изменять вылет штока поршня и объѐм камеры, что позволяет регулировать жѐсткость внешнего сопротивления (характер нагрузки).

Исследуемый объект(3). Объектом исследований является генератор автоколебательных процессов (гидравлический отбойный молоток МО-9Г.

Рисунок 1.1 – Общий вид стенда ДПМ-1М

1 – рама стенда; 2 – гидроцилиндр подачи; 3 – гидроударные (генератор автоколебательных процессов); 4 – гидроцилиндр упора (нагрузки); 5 – измерительно-регистрирующая аппаратура

6

Распределителями осуществляется пуск и управление гидроцилиндрами, которые посредством перемещения штоков поджимают рабочий инструмент к гидроцилиндру упора (4). Гидроударник включается в работу и наносит удары по штоку гидроцилиндра (4). Для выключения гидроударника необходимо отвести шток гидроцилиндра от рабочего инструмента.

Регулирование давления в системе осуществляется переливным клапаном 8 (рисунок 1.2).

После подотовки силовой гидравлической системы производится включение ЭВМ и запуск программного обеспечения. Устанавливается частота дискретизации и другие необходимые параметры, после чего приводится в действие объект исследования (гидроударник). В процессе работы гидроударника производится сбор данных, их отображение на экране монитора, а также запись на жѐсткий диск ЭВМ.

Схема подключения контрольно-измерительного оборудования приведена на рисунке 1.3.

В качестве АЦП используется плата ATI-MIO-16-E2 фирмы «National Instruments». Программное обеспечение – выполнено на основе системы LabVIEW (рисунок 1.4).

Рисунок 1.3 – Схема подключения контрольно-измерительного оборудования

1 и 2 – датчики давления; 3 – датчик акустических характеристик; 4 – блок питания; 5 – аналого-цифровой преобразователь (плата сбора

данных); 6 – ЭВМ; 7 – несущая рама; 8 – объект исследования (гидромолоток МО-9Г); 9 – гидроцилиндр упора

8

TN , – время N-ого рабочего цикла, с

- энергию удара:

Расчеты произвести в системе СИ.

1.5 Отчѐт о проделанной работе должен содержать:

–название, цель и задачи лабораторной работы;

–схему экспериментального стенда и его краткую характеристику;

–схему подключения измерительно-регистрирующей аппаратуры.

–копии записанных осциллограмм и их расшифровку, расчѐт основных параметров.

–анализ результатов исследованиий и выводы.

1.6 Контрольные вопросы

1.Назовите основные узлы и функциональные блоки стенда ДПМ-1М.

2.Дайте определение автоколебательных процессов.

3.Опишите принцип работы гидроударника с управляемой камерой обратного хода.

4.Что такое механический импульс?

1.7 Рекомендуемая литература

10