WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ГАРШИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ДИНАМИКА ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА

С ПЕРЕПУСКОМ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЯ

МЕЖДУ РАБОЧИМИ КАМЕРАМИ

05.05.04 - Дорожные, строительные и

подъёмно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск

2004

Работа выполнена в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин)

Научный руководитель: заслуженный изобретатель РСФСР

доктор технических наук, профессор

Абраменков Эдуард Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Смоляницкий Борис Николаевич

кандидат технических наук, доцент Попов Михаил Юрьевич

Ведущее предприятие: ОАО «Сибакадемстрой»

г. Новосибирск

Защита диссертации состоится 25 декабря 2004 года в 10 часов на заседании Специализированного Совета К 122.265.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 638003, г. Томск, Соляная площадь, д. 2, корп. №4.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим высылать в Совет по адресу университета.

Автореферат разослан «___» ____________ 2004 года

Ученый секретарь

диссертационного Совета С.М. Кравченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Механизация малообъемных, но трудоемких технологических процессов обуславливается объемами реставрационных, восстановительных и ремонтных работ с разрушением строительных конструкций и дорожных покрытий и определяет уровень развития строительно-промышленного комплекса России. При этом, важное значение уделяется машинам ударного действия. Создание и освоение эффективных машин является важной задачей, так как, на пример в строительстве, в полном объеме строительных работ до 20% составляют ремонтные и вспомогательные операции, выполняемые вручную. Сокращение затрат ручного труда необходимо для решения двух основных задач: социальной и экономической, предполагающих повышение производительности труда и уменьшение за счет этого дефицита квалифицированных трудовых ресурсов. Вопрос обеспечения строительства и других отраслей промышленности современным инструментом настолько важен, что для его решения должна быть разработана Российская научно-техническая программа, одним из направлений которой предусматривалась бы разработка новых и повышение эффективности существующих машин и механизмов, в том числе, пневматических машин ударного действия.

Учитывая комплексность задачи разработки легких навесных машин, представляют теоретический и практический интересы отдельные вопросы: определение влияния физико-механических характеристик обрабатываемых материалов и ударной мощности на вибрационные и силовые характеристики машин ударного действия; доведение вибрационных и шумовых параметров навесных машин до регламентированных величин. Направленность данных исследований и практических предложений касается улучшения эксплутационных и экологических характеристик пневматических машин ударного действия для строительства в условиях сурового климата Сибири. Из пневматических машин ударного действия особый интерес представляют машины с дроссельным пневмоударным механизмом, в котором единственной подвижной деталью является сам ударник, что делает их более надежными при эксплуатации, например, в условиях отрицательных температур. Это обстоятельство подчеркивает актуальность разрабатываемой проблемы. Исследования данного направления являются актуальными, поскольку решают задачи: улучшение условий труда за счет повышения безопасности производства работ, увеличение производительности работ за счет повышения надежности механизмов, а так же улучшение качественных и количественных показателей рабочего процесса за счет совершенствования функциональных узлов машины в целом.

Данная работа является логическим звеном в цикле исследований, выполняемых на кафедре «Строительные машины, автоматика и электротехника» Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин), и представляет результаты исследований по теме: «Разработка на основе импульсных систем новых и повышение эффективности существующих ручных машин и инструментов, применяемых в промышленном, жилищном и сельскохозяйственном строительствах в условиях Сибири» (гос. рег. № 01940009360).

Цель исследования: разработка конструкции легкой навесной машины ударного действия, позволяющей получить улучшенные эксплуатационные характеристики. Сущность разработки заключается в создании пневматического ударного механизма с процессом перепуска энергоносителя между камерами рабочего и холостого ходов.

Задачи исследования:

- разработка принципиальной схемы дроссельного пневмоударного механизма с центральным трубчатым воздухоподводом;

- установление баро- и термодинамических зависимостей рабочего процесса дроссельного пневмоударного механизма с центральным трубчатым воздухоподводом;

- установление рациональных значений параметров дроссельного пневмоударного механизма с центральным трубчатым воздухоподводом для легкой навесной машины и разработка методики их инженерного расчета;

- создание экспериментального образца дроссельного пневмоударного механизма с центральным трубчатым воздухоподводом для легкой навесной машины, исследование и испытание его в лабораторных условиях.

Объект исследования: дроссельный пневматический ударный механизм с трубчатым воздухоподводом для организации перепуска между рабочими камерами ДПУМ (ПТ).

Методы исследования: аналитический обзор и обобщение известного опыта; теоретические разработки с использованием методов механики; математическое моделирование процессов работы ДПУМ (ПТ).

Научная новизна:

  • в разработке и применении в исследованиях физико-математической модели баро- и термодинамических процессаовпневматического ударного механизма с дроссельным воздухораспределением с камерами наддува и центральной воздухоподводящей трубкой с перепуской (ДПУМ (ПТ)), позволяющей улучшить качественно и количественно энергетические параметры рабочего процесса механизма;
  • в получении зависимостей между показателями процесса: удельной энтропией, расходом сжатого воздуха, удельной теплоемкостью, температурой и давлением воздуха, проявляющихся при работе ДПУМ (ПТ);
  • в установлении основных соотношений геометрических размеров и энергетических параметров ДПУМ (ПТ);
  • в разработке методики инженерного расчета параметров ДПУМ (ПТ).

Нучная подтверждена положительным Решением о выдаче и начале действия патетна РФ от 06.08.2002 по заявке № 20002121591/11 (022552).

Практическая ценность и реализация результатов работы: обоснована и разработана новая принципиальная схема ДПУМ (ПТ), позволяющая создать легкую навесную машину с улучшенными эксплуатационными характеристиками;

разработана методика инженерного расчета параметров ДПУМ (ПТ), позволяющая создать ручной инструмент или легкую навесную машину на любые практически приемлемые сочетания энергии и частоты ударов при ограничении по удельному расходу воздуха и усилию нажатия с приемлемой амплитудой колебаний корпуса.

Апробация исследований Изложенные в диссертации результаты обсуждались на научно-технических конференциях в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) в 1997-2004 годах и на международной конференции «Проблемы и перспективы горных наук» 25-29 октября 2004года, г. Новосибирск, Академгородок.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в семи печатных работах.

Объём и структура работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 172 страницах основного машинописного текста содержит 41 рисунков и 35 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В введении отмечены актуальность проблемы, цель, задачи и методы исследований, положения, выносимые на защиту, достоверность научных положений, научная новизна и практическая ценность полученных результатов и личный вклад автора.

Первая глава диссертации посвящена анализу существующих конструкций пневматических машин ударного действия как ручных, так и легких навесных, потребность в которых высока при выполнении технологических операций в строительстве, составляющих до 20% от общего объема работ.

Анализировались конструкции пневматических ломов, в качестве ручных машин отечественного и зарубежного производств, выпускаемых с различными техническими характеристиками и параметрами: энергия удара, частота ударов, расход воздуха и габаритные размеры. Было выявлено широкое представительство типов ручных машин, изготовляемых зарубежными производителями. Применение же отечественных образцов ограничено по причине недостаточного объема производства, хотя спрос на них, особенно на легкие навесные механизмы и машины с энергией удара 100 – 400 Дж, непрерывно растет в связи с увеличением объемов строительных работ, выполняемых предприятиями различной формы собственности.

В области разработки теоретических основ и создания пневматических машин ударного действия основоположниками были А.П. Герман, Б.В. Суднишников. В результате дальнейших исследований, проводимыми Н.А. Клушиным, Н.Д. Костылевым, А.М. Петреевым, Б.Н. Смоляницким, К.К. Тупицыным, А.И. Федуловым, Э.А. Абраменковым, Д.Э. Абраменковым, Р.Ш. Шабановым, Т.Ю. Виговской и другими авторами были предложены и обоснованы теоретически новые принципы работы пневмоударных механизмов: буферный и форсажный циклы рабочих процессов, повышающие ударную мощность машины; а также цикл с частичным вытеснением воздуха, снижающий отдачу, амплитуду и частоту вибрации. Существенный вклад в изучение рабочего процесса и вибрационных характеристик пневматических машин ударного действия внесли научные коллективы, возглавляемые П.М. Алабужевым, О.Д. Алимовым, В.Ф. Горбуновым, Е.В. Александровым, В.В. Соколинским, В.В. Суднишниковым., Н.А. Клушиным.

Особое внимание было уделено анализу вопросов, посвященных разработке пневматических машин ударного действия с дроссельной системой воздухораспределения.

Задача отыскания рациональных соотношений между конструктивными размерами и кинематическими параметрами для пневматических ударных механизмов и машин предопределяет решение вопросов как энергетического и экономического планов, так и вопросов вибро- и шумозащиты. Анализ источников информации по данным вопросам показывает следуещее.

  • Совершенствование энергетических характеристик пневматических машин ударного действия осуществлялось:

- изменением формы диаграммы давления воздуха и силовой диаграммы рабочего цикла (В.В. Суднишников, Н.А. Клушин, Е.Е. Есин, Э.А. Абраменков, Д.Э. Абраменков, А.М. Петреев, В.Ф. Корчаков, А.Г. Богаченков);

- выбором рациональных конструктивных и кинематических параметров ударника и инструмента (Н.А. Клушин, Э.А. Абраменков, О.Д. Алимовым, Е.В. Александров, В.В. Соколинский и другими);

  • Совершенствование экономичности ручных пневматических машин осуществлялось:

- изменением расхода воздуха по среднему и текущему давлению воздуха, объему камер, времени впуска и выпуска;

- изменением проходных сечений трактов впуска и выпуска (Н.А. Клушин, Э.А. Абраменков).

  • Совершенствование силовых и вибрационных характеристик ручных пневматических машин осуществлялось:

- изменением формы силовой диаграммы рабочего цикла (В.В. Суднишников, Н.А. Клушин, Э.А. Абраменков);

- выбором рациональных конструктивных и кинематических параметров пневмоударного механизма (В.В. Суднишников, Н.А. Клушин, Э.А. Абраменков);

- выбором средств виброзащиты и виброизоляции контактных с оператором мест (И.К. Разумов, С.П. Алексеев, Н.П. Беневоленская и другие);

- статическим и динамическим уравновешиванием колебательной системы машины ( Э.А. Абраменков, Л.Л. Лысенко, В.В. Солдаткин, Д.Г. Суворов, Н.А. Клушин и другие).

Обобщение результатов анлиза позволлило сформулировать следующие выводы:

-теоретический и практический интересы представляет метод (Э.А. Абраменков) расчета расхода воздуха дроссельного пневмоударного механизма без использования сложного математического аппарата и материализации объекта исследования;

-несмотря на относительно высокий уровень, достигнутый в этой области, не решен ряд важных вопросов структурного анализа и синтеза, динамики процесса легких навесных машин ударного действия.

Для достижения цели по разработке экономически эффективного дроссельного пневмоударного механизма и совершенствованию метода его расчета в диссертационной работе предусматривается:

- разработка принципиальной схемы дроссельного пневмоударного механизма с центральным трубчатым воздухораспределением и перепуском между камерами рабочего и холостого ходов (ДПУМ(ПТ));

- установление баро- и термодинамических зависимостей рабочего процесса предлагаемого дроссельного пневмоударного механизма;

- определения рациональных значений конструктивных параметров дроссельного пневмоударного механизма ДПУМ(ПТ) и разработка методики его инженерного расчета;

- создание экспериментального образца ДПУМ(ПТ) для легкой навесной машины, испытание его в лабораторных условиях.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»