close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Степанов Павел Геннадьевич. Разработка математической модели для исследования напряженного состояния волновода при торцевом ударе бойка

код для вставки
Взам. инв. №
Подп. и дата
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Инв. № подп.
Изм. Кол.уч. Лист № док. Подпись
Зав. кафедр. Паничкин А.В.
Н.контр.
Консультант
Руководител
Дипломник Степанов П.Г.
Дата
Стадия
Лист
Листов
У
ОГУ им. И.С. Тургенева
ПТИ им. Н.Н. Поликарпова
41-ПМ
Взам. инв. №
Подп. и дата
Инв. № подп.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
6
Взам. инв. №
Подп. и дата
Инв. № подп.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
7
Аннотация
Цель
данной
выпускной
квалификационной
работы
разработка
математической модели при соударении бойка и инструмента, так же
рассмотрены и проанализированы производители российских и зарубежных
производителей.
Общая площадь места строительства составляет 2,65 га. Площадь участка,
занятая непосредственно под строительство – 676,1 м2. Верхняя грань участка
ориентирована на северо-запад. Рельеф участка спокойный с абсолютными
отметками земли от 183,50 до 185,00 в Балтийской системе высот, отсутствуют
резкие перепады высот.
Здание многофункционального центра имеет неправильную форму в
плане, с размерами 81,4 х 81,4 м и проектируется 3-х этажным.
В выпускной квалификационной работе было разработано 8 разделов.
В
«Архитектурно-строительном
разделе»
описываются
основные
архитектурно-планировочные решения здания, его назначение, этажность,
габариты; описание конструктивной схемы; проводимых противопожарных
мероприятий, также мероприятия по обеспечению доступности здания для
маломобильных групп населения.
В «Расчетно-конструктивном разделе» выполнен расчет структурной
Взам. инв. №
плиты покрытия и сборной железобетонной работы.
Раздел «Технологии строительных процессов» описывает основные
технологические процессы при возведении здания. В данном разделе была
разработана технологическая карта на возведение каркаса блока здания,
Подп. и дата
приведено обоснование выбора строительных машин и оборудования, метода
производства работ, также приведен расчет труда рабочих и оборудования,
основные
материалы
по
проводимому
контролю
качества
и
технике
Инв. № подп.
безопасности.
ВКР 2018. 08.03.01. 140135 ДО
Изм. Кол.уч Лист № док. Подпись
.
Дата
Лист
В разделе «Основания и фундаменты» произведен расчет свайного
фундамента.
В разделе «Организация и экономика строительства» были подсчитаны
объемы работ на возведение
многофункционального центра, составлен
календарный план строительства, разработан строительный генеральный план,
произведен расчет локальной сметы, а также составлены объектная смета и
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
сводный сметный расчет.
ВКР 2018. 08.03.01. 140135 ДО
Изм. Кол.уч Лист № док. Подпись
.
Дата
Лист
Содержание
Введение
9
1. Обзор и анализ работ в области создания машин ударного действия.
12
2. Гидромолоты выпускаемые зарубежными и российскими компаниями. 19
2.1 Великобритания
20
2.2 Республика Беларусь.
24
2.3 Германия
24
2.4 Испания
31
2.5 Италия
32
3. Математическая модель
40
4. Исследование формирования импульсов напряжений в ударной системе 56
5. Советы по улучшению импульсной техники
60
6. Безопасность жизнедеятельности
64
7. Организационно-экономический раздел
70
Заключение
79
Список литературы
80
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
Приложение А
Ошибка! Закладка не определена.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
8
Введение
Удар - одно из распространенных явлений, с которым приходится
сталкиваться в практической деятельности. Технологии с использованием
энергии удара до сих пор перспективны, они позволяют воздействовать на
обрабатываемый объект с усилиями в несколько сот раз превышающие те,
которые способны воспринять опорные устройства технической системы,
воспроизводящей удар. Можно представить, какая громоздкая система
необходима, если статически вдавливать гвоздь в доску вместо простого
удара молотком.
В ударной системе можно реализовать еще одно преимущество: тело,
наносящее удар, и обрабатываемый объект могут быть расположены на
различных участках технологического пространства. Передача механической
энергии для совершения работы при влиянии на обрабатываемый объект
осуществляется
через
систему
сопряженных
тел.
Естественно,
что
результативность такой системы может быть достигнута, если располагать
достаточными знаниями и представлениями о происходящих динамических
процессах.
К одним из первых работ в области удара можно отнести исследования,
выполненные еще в 17 веке Марци [9], Гюйгенсом [10], Валлисом,
Ньютоном. Эти исследования базировались на модели удара абсолютно
твердых тел с использованием гипотез о количественном значении скоростей
Взам. инв. №
тел после удара. Количественные значения скоростей тел после удара
определялись либо из предположения о сохранении кинетической энергии
соударяющихся тел (модель Марци - Гюйгенса), либо из предположения о
равенстве
скоростей
Подп. и дата
предположения
о
тел
после
удара
пропорциональности
(модель
Валлиса),
относительных
либо
из
скоростей
соударяющихся тел перед ударом и после удара (модель Ньютона).
Коэффициент
пропорциональности
представляет
собой
величину,
Инв. № подп.
называемую коэффициентом восстановления. Его значения находятся в
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
9
диапазоне от нуля (пластический удар) до единицы (абсолютно упругий
удар).
Модель удара Ньютона обширно используется при воссоздании
движения соударяющихся тел на интервале времени, по сравнению с
которыми допустимо удар считать мгновенным. Тем не менее при анализе
ударных систем важной является и другая задача - определение ударных сил,
возникающих в процессе удара. Естественно, что эта задача не может быть
решена без учета деформирования соударяющихся тел в процессе удара.
Наиболее простая по постановке задача о продольном ударе стержней
с учетом их деформирования связана с использованием модели Кокса (1849г.).
Модель базируется на использовании теоремы об изменении кинетической
энергии
механической
системы
и
гипотез
об
аналогии
характера
распределения деформаций при ударе и при статическом взаимодействии
тел. Эта модель позволяет ввести понятие коэффициента динамичности,
производить расчет коэффициента динамичности и максимального значения
ударной силы. Данный подход и его модификации оказались настолько
универсальными и эффективными в смысле простоты, что до сих пор в
учебной литературе по сопротивлению материалов, строительной механике
излагается как основной метод при расчете ударного нагружения стержней.
Подходы, связанные с использованием модели Кокса, имеют один
существенный недостаток - это предположение об аналогии характера
распределения деформаций при ударе и при статическом взаимодействии
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
тел. Погрешность расчета ударной силы при продольном ударе по стержню
может достигать в ряде случаев 70-80 %. Учет части массы стержня как
приведенной массы только увеличивает эту погрешность.
Исследования, посвященные проблеме продольного удара, показывают,
что процесс удара тел сопровождается возбуждением в зоне контакта волн
деформаций. Эти волны распространяются с определенной скоростью,
осуществляя перенос энергии для воздействия на технологический объект.
Постановка задачи о продольном ударе по стержню с учетом
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
10
распределенной массы стержня была сформулирована в 19 веке в работах
Навье, Буссинеска, Сен-Венана. Движение поперечных сечений стержня
описывалось дифференциальным уравнением в частных производных. Навье
для решен этого уравнения применил метод Фурье, а Сен-Венан использовал
для решения метод Даламбера.
Решение Навье было представлено в виде рядов, имеющих слабую
сходимость. Это определило малую эффективность предложенного подхода.
Более предпочтительным оказался подход, предложенный СенВенаном. Решение уравнения движения стержня представлено в виде двух
неизвестно которых описывает прямую волну, а другая - обратную волну.
Противоположной по постановке является модель удара Герца [6], в
учитывается деформация тел лишь в зоне контакта. Причем предполагает,
что динамическое контактное взаимодействие тел такое же, как и
статическое контактное взаимодействие. В результате задача о прямом
центральном соударении упругих тел сведена к задаче о соударении двух
абсолютно твердых тел с упругим элементом между телами при нелинейной
упругой характеристике упругого элемента.
В основе волновой модели продольного удара Сен-Венана лежит
предложение об идеально плоских торцевых сечениях соударяемых
стержней. Сирс рассмотрел продольный удар стержней со сферической
формой торцевых сечений. Развивая положения волновой теории удара, Сирс
совместил подход Герца, учитывающий лишь местную контактную
динамическую деформацию тел при ударе.
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
деформацию соударяемых тел, и подход Сен-Венана, учитывающий общую
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
11
1. Обзор и анализ работ в области создания машин ударного действия.
Гидравлические объемные силовые импульсные системы и ударные
устройства,
значительно
превосходящие
по
своим
энергетическим
характеристикам широко распространенные пневматические устройства,
представляются перспективным техническим решением для реализации
ударных (для разрушения твердых материалов), а также безударных (для
испытаний) импульсных нагрузок, получают все большее применение в
различных
отраслях
промышленности
[1]
и
являются
предметом
исследования отечественных и зарубежных ученых.
Под гидравлической силовой импульсной системой с гидроударными
устройствами",
как
отмечается
в
работе
[21],
следует
понимать
преобразующую установку для формирования, при использовании энергии
жидкости
гидропривода,
оптимальных
импульсов
воздействия.
Гидравлическая импульсная система включает гидравлический источник
питания, энергетический блок, формирующий из энергии жидкости привода
оптимальные
импульсы
воздействия,
и
блок
управления
системой,
обеспечивающий режим дискретности".
Большой вклад в исследование рабочих процессов и формирование
теоретических основ расчета и проектирования, а также в создание
пневматических и гидравлических устройств ударного действия, импульсных
систем внесли отечественные и зарубежные ученые: Александров, О.Д.
Взам. инв. №
Алимов, А.М. Ашавский, Б.В. Войцеховский, В.Ф. Горбунов, Д.Н. Ешуткин,
Л.И. Кантович, А.Ф. Кичигин, А.М. Кочкин, Ю.Д. Красников, А.Г. Лазуткин,
И.Б. Матвеев, А.А. Митусов, Г.Г. Пивень, В.В. Смирнов, В.Б. Соколинский,
Б.В. Суднишников, Л.С. Ушаков, А.И. Федулов, Г.В. Щепеткин, И.А. Янцен,
Подп. и дата
Дрешер П., Сиппус Т. и др.
Ушаков Л.С. в работе [1] провел обзор отечественной и зарубежной
импульсной техники, которая нашла свое применение в разных отраслях
Инв. № подп.
промышленности. Так же приведены оригинальные методики и результаты
теоретических, экспериментальных исследований процессов формирования и
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
12
передачи ударной нагрузки, изменения напряженного состояния массива и
разрушения горных пород импульсными механическими нагрузками,
представлены разработанные конструкции и исследования импульсных
гидравлических приводов и ударно- скалывающих исполнительных органов
технологических машин. Сделан вывод, что при разрушении горных пород
различной прочности у гидроударников высокая эффективность.
Маттис А. Р., Лабутин В. Н. и др. в работе [2], сделали вывод о
большом превосходстве гидравлического привода по энергосбережению над
пневматическим приводом. Так же была рассмотрена математическая модель
работы базовой машины с несколькими гидромолотами, посредством
которой
были
получены
результаты
о
рациональном
количестве
одновременно работающих гидромолотов.
Александров Е.В., Соколинский В.Б. в книге [3] изучили процесс
соударения твердых тел с позиции классической теории удара. Приведен
анализ этой теории и рациональное приведение этих формул. Так же
приведены основы волновой теории плоского продольного удара и введено
понятие ударной жесткости тела, изложен метод составления и решения
системы волновых уравнений на граничных поверхностях с применением
вспомогательных волновых диаграмм. На основе предлагаемого метода
получены аналитические решения для многих разновидностей применяемых
ударных систем, в их число входят впервые рассмотренные случаи
одновременного соударения нескольких тел и не торцевого продольного
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
удара. Особое значение имеет полученное общее решение для ударной
системы с двумя граничными поверхностями, позволившее установить
характер изменения ударного импульса при наличии участка другой ударной
жесткости — мягкой прокладки, соединительной муфты, сужения и
утолщения стержня и т.д. В связи с этим изложена прикладная теория
соударения стержней с неплоскими торцами, включая: вывод основного
уравнения, методы и результаты его решения для различных торцов, вопросы
передачи энергии при реальном ударе, вопросы распространения реальных
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
13
импульсов через неплоские границы, расчет ступенчатых ударников при
неплоском ударе, намечены границы рационального применения формул
плоского удара.
В работе Батуева Г.С. [4] изложена теория соударения тел с учетом
волновых процессов и упругопластических деформаций в зоне контакта,
которая позволяет проводить инженерные расчеты основных характеристик
ударных процессов и определить законы изменения их во времени.
Проанализированы
методы
воспроизведения
импульсных
нагрузок
с
помощью лабораторных ударных стендов; особое внимание уделено методам
физического моделирования ударных процессов. Подробно рассмотрены
вопросы, связанные с изучением трансформации импульсных нагрузок в
конструкциях; приведена также методика измерения таких нагрузок,
сформулированы требования к точности датчиков и регистрирующей
аппаратуры.
В настоящее время известны десятки моделей машин ударного
действия, которые применяются для механизации процесса разрушения
полезных ископаемых и исскуственных материалов в различных отрослях
промышленности. Из все отраслей можно выделить:
1)
Строительство
и
реконструкция
объектов
и
инженерных
коммуникаций. До 20% земляных работ на строительных объектах
выполняются по сложным грунтам: мерзлым (с глубиной промерзания до 2,5 м),
трещиноватым скальным, наносным с крупнообломочными и валунными
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
включениями и скальными прослойками, которые не поддаются разработке
землеройной техникой без предварительного рыхления. В связи с этим, для
строителей важной задачей является механизация процессов разработок
грунтов и скальных пород.
Машины
ударного
действия
обеспечивают
круглогодичное
производство работ при разработке мерзлых и скальных грунтов, вскрытие
дорожных покрытий, разрушение бетонных, железобетонных и кирпичных
конструкций.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
14
Помимо
разрушения
грунтов
машины
ударного
действия
в
строительстве применяются для уплотнения грунтов и материалов в
сложных условиях, забивания свай, заземлений, бестраншейной прокладки
трубопроводов и т. п.
В результате использования гидравлических машин с исполнительным
органом ударного действия повышается производительность проходки
тоннелей (так как совмещаются во времени операции разрушения и
погрузки),
уменьшается
численность
обслуживающего
персонала,
повышается устойчивость боковых пород, более точно выдерживается
контур тоннеля, что сокращает затраты на крепление.
К недостаткам машин ударного действия можно отнести более
высокую их стоимость, увеличение затрат на обслуживание и ремонт
оборудования. И в этом случае снижение себестоимости проходки одного
погонного метра выработки, по данным немецких специалистов, достигает
25%.
2) Дробление горных пород. При добыче полезных ископаемых и
строительных материалов взрывным способом образуются негабариты куски
породы, которые имеют большие размеры в поперечнике, что затрудняет их
транспортировку и дальнейшую переработку.
Проходческие машины с исполнительным органом ударного действия
открыли новые возможности для модификации технологии проведения
выемочных (пластовых) штреков с отставанием от лавы.
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
Использование гидравлических машин ударного действия в металлургической
промышленности
позволяет
решить
следующие
задачи:
производить очистку ковшей от шлака без нарушения футеровки и при
высокой температуре; механизировать трудоемкие процессы; сократить
время простоев оборудования; повысить безопасность труда металлургов.
3) Проведение, расширение и оборка горных выработок и тоннелей.
Проведение выработок на глубоких горизонтах потребовало решения ряда
горнотехнических вопросов, обусловленных факторами глубины: горное
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
15
давление,
газовыделение,
температура
и
др.
Поэтому
появилась
необходимость пересмотра традиционных методов, параметров и способов
проведения подготовительных выработок.
Для дробления негабаритов на карьерах Великобритании, Германии,
Финляндии, Франции, Японии и СНГ широко применяются мобильные
машины
ударного
действия
бутобои,
которые
выполнены
на
базе
гидравлических экскаваторов, шасси автомобилей и тракторов.
Производительность бутобоя по дроблению негабаритов определяется
энергией удара, размерами негабарита, характеристикой пород
Машины ударного действия нашли применение в рудниках для дробления негабаритов на приемных решетках. Следовательно, гидромолоты
соответствующей энерговооруженности могут эффективно использоваться в
качестве бутобоев.
Широкое применение машин гидравлического привода создало
предпосылки для разработки и создания компактных и мощных импульсных
устройств,
положенных
металлургических,
в
основу
дорожных,
исполнительных
коммунальных
органов
машин
горных,
и
другого
технологического оборудования. Во второй половине ХХ века были начаты
и быстро развивались работы по созданию мобильных, энерговооруженных и
высокопроизводительных машин ударного действия.
В 1970-е гг. западные фирмы создали гидромолоты, работающие от
гидросистемы землеройной машины и заменившие целый ряд ручных
Взам. инв. №
пневмомолотов.
Гидромолоты,
монтируемые
Подп. и дата
гидравлические
экскаваторы, открыли новые потенциалы по разрушению мерзлых грунтов,
н
то
ук
стр
г
н
чи
ско
скальных пород, строительных материалов: бетона, кирпича, асфальта.
м
ги
р
уп
х
ы
н
ар
уд
г
о
д
ж
ьш
ал
д
е
сти
о
еж
ад
н
Анализируя, можно сделать заключение, что машины ударного
е
щ
аю
м
и
сж
к
сун
и
р
ь
казтел
о
п
действия нашли широкую область применения:
м
ьш
л
о
б
ы
н
ставл
ед
р
п
ть
р
ско
 разрушение бетона и кирпича при реконструкции, разборке строений
х
и
ьш
л
о
б
тс
ю
явл
х
ы
ьн
скал
е
щ
аю
м
и
сж
и выполнении аварийно-спасательных работ;
я
еи
вл
р
ап
н
Инв. № подп.
на
ster
u
lb
o
h
я
ан
д
ер
п
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
16
 разрушение мерзлых и скальных грунтов (пород) при вскрышных
еч
встр
еи
н
ткл
о
а
л
ы
б
работах на карьерах, прокладке траншей под инженерные коммуникации,
затем
о
азн
см
я
еи
ш
тн
со
устройстве фундаментов;
г
ен
ж
л
о
асп
р
 выполнение ремонтных работ на дорогах с асфальтобетонным
ы
зл
ер
м
к
и
техн
в
о
ар
уд
покрытием;
 уплотнение грунтов и материалов при выполнении строительных
а
чн
и
вел
ет
ж
о
м
н
ж
о
м
работ в стесненных условиях;
я
ем
вр
я
и
ен
авл
р
уп
 забивание в грунт опорных элементов (свай, стоек ограждений и
х
ы
н
ем
и
р
п
еп
сл
о
italn
т.п.);
 расширение, подрыва почвы горных выработок на угольных шахтах;
у
д
еж
м
й
о
вн
и
сл
я
щ
стуаю
о
п
ка
и
тн
л
зо
 бестраншейная прокладка трубопроводов.
к
то
ш
г
и
н
ай
м
 выравнивание (оборка) кровли и стен шахт, тоннелей, рудников;
з
чер
й
квы
яд
р
о
п
его
щ
яю
ар
уд
связан
 дробление негабаритов на карьерах и приемных решетках рудников
гается
ви
д
г
о
д
ж
м
учи
л
о
п
и шахт, обогатительных фабрик;
я
ел
зд
и
air
p
m
co
 удаление шлака, отслужившей футеровки ковшей и конверторов,
ваетя
сы
вая
о
л
си
е
сл
чи
находящихся в горячем состоянии.
к
о
сун
и
р
Выводы:
1.
Одним
е
ц
р
то
повышенной
а
м
р
и
ф
из
м
учето
перспективных
крепости
ая
тр
ко
признан
способов
разрушения
ы
затр
механический
удар.
ку
сти
хво
пород
Машины
с
ударно-скалывающим исполнительным органом нашли широкую область
ая
узчн
гр
о
п
гается
ви
д
вая
д
хо
я
и
ен
л
ая
н
л
во
применения в различных отраслях промышленности. Они более экологичны и
ьса
ул
п
м
и
ван
о
ед
сл
и
гут
о
м
безопаснее буровзрывных работ, обеспечивающих разрушение аналогичных
Взам. инв. №
м
теьы
н
л
о
сп
и
й
д
р
о
п
материалов и пород.
ческй
авл
р
д
ги
2.
Технологические
машины
с
Подп. и дата
ударно-скалывающим
твен
со
й
н
ж
стер
исполнительным органом имеют сложную структуру. Использование
а
д
хо
ах
тел
h
b
gm
гидроударника и гидродвигателей во все функциональных органах, можно
м
ьш
л
о
б
ы
туд
и
л
п
ам
а
стем
о
р
д
ги
мощность машины сосредоточить в насосной станции и рационально
г
о
яем
ар
уд
аевы
кр
тки
о
азб
р
распределять между работающими органами или передавать одному из них.
ка
й
о
б
Инв. № подп.
ческая
хд
о
р
п
ь
естко
ж
ьзват
л
о
сп
и
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
17
В
3.
исполнительных
органах
я
ьн
л
акси
м
технологических
машин
я
и
азвн
р
б
о
с
е
ы
тр
ко
гидроприводом целесообразно использовать гидравлические устройства
связи
ударного действия, которые сочетают мощность, компактность и безопасность
т
о
аб
р
кх
ам
р
ти
р
ско
у
ер
кам
и
м
ы
н
еж
уб
зар
в эксплуатации. Масса и компактность гидроударника имеют большое
я
ем
р
ей
асл
тр
о
я
ен
ж
ви
д
значение, учитывая его консольное расположение на манипуляторе и
качеств
ес
ц
о
р
п
й
уго
р
д
стесненное пространство горной выработки.
ьт
ул
п
Известно свыше 300 моделей гидравлических устройств
4.
м
агр
и
д
а
д
во
и
р
п
ь
стави
ер
п
ударного действия с энергией удара от 45 Дж (ручной отбойный молоток)
чская
гти
ер
эн
к
б
о
асл
м
ска
и
р
м
ьш
л
о
б
ксь
ем
о
уд
тр
до 320000 Дж (сваепогружающий молот), из которых большинство имеют
е
л
о
б
ы
ц
части
ваетя
сы
мощность до 20 кВт, энергию удара от 250 до 3000 Дж, КПД в диапазоне 0,6
узки
гр
о
п
к
и
техн
й
вы
ер
п
– 0,8, металлоемкость от 0,3 до 0,6 кг/Дж.
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
утчн
еж
м
о
р
п
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
18
2. Гидромолоты выпускаемые зарубежными и российскими
к
и
н
тех
твен
со
и
н
ем
вр
компаниями.
Работы по созданию импульсной техники проводились в Институтах
у
ар
п
горного
дела
н
и
аш
м
и
есы
ц
о
р
п
м
это
Гидродинамики
етр
м
СО
АН
СССР,
Карагандинском
а
стем
о
р
д
ги
политехническом институте, СКБ «Импульс» АН Кирг.ССР, ИГД им. А.А.
и
етал
д
ячем
р
го
Скочинского, ДонУГИ, МГИ, ВНИИстройдормаше, Красноярском филиале
еся
ущ
ж
ви
д
ат
н
и
д
р
ко
к
сун
и
р
ВНИИстройдормаш, СибАДИ и др.
е
щ
аю
м
и
сж
Однако из-за ряда объективных причин Советский Союз не стал
кл
и
ц
ть
яи
вы
в
ы
р
еп
н
и
ян
асто
р
чскую
ати
евм
н
п
лидером в сфере создания и широкого внедрения импульсной техники, а
еа
ум
стр
н
и
м
ы
н
о
и
ехскц
тр
й
чео
аси
кл
инициатива перешла в руки зарубежных фирм, наладивших серийное
связи
я
вн
о
ур
гается
ви
д
ау
р
п
тем
производство и применение гидроударников в промышленности.
cn
vtu
х
ы
н
ем
и
р
п
Лидерами освоения мирового рынка импульсной техники стали фирмы:
х
эти
н
и
аш
м
я
стви
ей
д
и
есл
«Галлик Добсон» (Великобритания), «CompAir Construction & Mining»(
х
ы
ьн
л
акси
м
ьзват
л
о
сп
и
ка
и
тн
л
зо
Великобритания), «Krupp» (Германия), «Хаусалит» (Германия), «Индеко»
й
р
о
ап
н
яет
звл
о
п
е
ы
н
д
зап
(Италия), «Зальцгиттер» (Германия), «Белкоммунмаш» (Республика Беларусь
тказ
о
erfl
b
o
д
во
и
р
п
ы
туд
и
л
п
ам
стаея
о
), «Хаузерр» (Германия), «IDROMECCANICAITALIANA S.r.l» (Италия),
ы
стем
о
р
д
ги
«Tabe» (Испания), Карагандинский политехнический институт «Республика
еи
тн
о
л
уп
км
то
ш
и
н
щ
м
ер
п
Казахстан», «Институт машиноведения НАН» (Кыргызской Республики),
гается
ви
д
й
и
р
тео
ке
ам
н
и
д
ОрелГТУ и др.
ве
ты
азб
р
еч
встр
При большом объеме исследований, выполненных отечественными
еся
ущ
ж
ви
д
ьзват
л
о
сп
и
чн
и
р
п
специалистами, на сегодняшний день в России освоили производство
е
ы
связан
Взам. инв. №
гидроударников:
«Тверьтехоснастка»,
ы
н
и
аш
м
«Тверской
g
azem
h
Ковровский
яь
етр
вл
о
уд
экскаваторный
экскаваторный
астю
зр
во
я
и
ен
ар
уд
со
завод»,
завод,
ОАО
Саранский
й
д
р
о
п
«Традиция-К»,
сью
ткан
езо
б
«Корпорация
е
такж
станкостроительный
завод» и
«Энергопред»,
АО
«Московский
чея
аси
кл
«Научно-технический парк», Институт
г
о
д
ж
тем
ю
еи
авн
ср
Гидродинамики СО РАН и КТИ Гидроимпульсной техники СО РАН
ческй
хд
о
р
п
м
ы
стян
о
п
(Новосибирск), ОрелГТУ. Россия и страны СНГ потенциально представляют
вая
ты
учи
Инв. № подп.
че
ы
б
о
д
экскаваторный завод, Сызранский механический завод, ООО компания
тея
н
л
о
сп
и
Подп. и дата
ОАО
е
такж
ке
ам
н
и
д
и
есл
огромный рынок для внедрения импульсной техники. Однако значительную
чается
ю
вкл
ую
авм
д
ер
п
р
ято
л
акум
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
19
его долю заняли фирмы-посредники, осуществляющие внедрение импортной
ческй
хд
о
р
п
г
о
д
ж
есы
ц
о
р
п
ц
и
л
таб
техники.
2.1 Великобритания
Фирма «Галлик Добсон»
м
это
а
тем
си
Фирма «Галлик Добсон» спроектировала и создала машину «Импакт
ен
ж
ви
д
ау
р
п
тем
ваь
и
л
тр
н
ко
м
ьш
л
о
б
Риппер» (Рисунок 1), ходовая часть которой имела форму низкого портала,
ь
естко
ж
тью
ен
сб
о
ка
и
д
ето
м
е
ги
о
н
м
твен
со
снабженного двумя опорно-шагающими механизмами. Исполнительный
м
н
ж
стер
м
ьяси
б
ео
н
и
ен
ар
уд
со
орган типа «Gullic Dobson» с семью степенями подвижности опирался на
х
ы
н
ар
уд
х
ы
тр
ко
еи
ж
в
д
ето
м
поворотную турель, поставленную и закрепленную в центре ходовой части.
н
и
аш
м
ас
м
утчн
еж
м
о
р
п
Рисунок 1 – Машина «Импакт Риппер» фирмы «Галлик Добсон»:
г
о
вн
акти
г
о
яем
ар
уд
чег
о
аб
р
щ
яю
л
ед
р
п
о
еа
ум
стр
н
и
1 – гидроударник; 2 – манипулятор; 3 – энергетическая установка;
Взам. инв. №
я
и
ен
авл
д
4 – опорно-шагающий механизм; 5 – пульт управления
ую
ан
д
ва
н
п
м
ко
Энергетическая
еи
авн
ур
установка,
й
н
р
всето
объединяющая
вая
ты
учи
электродвигатель
мощностью 90 кВт, трехсекционный шестеренный насос продуктивностью
м
о
ел
ц
х
квы
и
тн
л
зо
х
н
ш
ы
вскр
235 л/мин (номинальное давление 18 МПа), маслобак емкостью около 250
Подп. и дата
g
in
m
х
ы
тр
ко
я
и
ен
азуш
р
я
и
ен
л
л.с. с системой охлаждения, смонтирована за точкой опоры исполнительного
ь
ад
щ
о
л
п
italn
й
ати
кр
органа.
Два пульта управления установлены в передней части машины с двух
Инв. № подп.
хватсь
о
ер
ш
и
ам
тр
ен
ц
ью
ел
ц
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
ет
ж
о
м
й
о
тем
си
Лист
20
сторон и не снабжены рабочими местами для машиниста.
и
н
вед
о
р
п
ьта
езул
р
cn
vtu
Гидропневматическое устройство GD-3000 (Рисунок 2) фирмы «Галлик
ем
щ
б
о
ятс
ен
м
и
р
п
е
ы
н
зад
Добсон» с управляемой камерой обратного хода состоит из ударного
честв
и
л
ко
казн
о
п
ч
и
ал
н
механизма и механизма управления. Ударный механизм состоит из корпуса
д
о
и
ер
п
ть
яи
вы
ватся
и
ж
ер
уд
к
о
сун
и
р
1, инструмента 2, бойка 3. Боек и корпус образуют гидравлическую камеру
и
ац
д
н
м
еко
р
н
и
аш
м
е
ы
тр
ко
холостого хода А и пневматическую камеру В рабочего хода. Камера
чег
о
аб
р
ус
п
р
ко
м
учето
й
н
ж
стер
ке
и
зн
во
холостого хода периодически сообщается с напорной или сливной
х
ы
н
ар
уд
д
о
и
ер
п
вки
о
б
ам
тр
магистралью при помощи механизма управления, который состоит из
г
о
яем
ар
уд
у
ер
кам
г
о
яем
ар
уд
основного золотника 6 и золотника 4 управления.
ятс
ен
м
и
р
п
х
ы
атен
п
века
Ударное устройство включается в работу при подаче к нему жидкости.
й
чи
о
аб
р
ти
о
асм
р
и
ен
авл
д
Начальное давление газа в камере В рабочего хода и жесткость пружины 5
х
ы
ьсн
ул
п
м
и
а
н
и
ед
со
й
ен
скаж
и
й
о
ям
р
п
золотника 4 управления подобраны так, что золотник находится в
е
и
щ
яю
ар
уд
со
air
p
m
co
ы
ер
кам
положении, при котором он пропускает подаваемую жидкость в камеру У1
км
то
ш
м
таки
сту
н
и
основного золотника, а камеру У2 основного золотника сообщает со сливной
г
о
д
ж
й
ы
узчн
гр
о
п
асти
л
б
о
ы
н
и
аш
м
к
ам
н
и
д
магистралью. Это обуславливает разность давлений в камерах У1 и У2 в
g
in
m
т
о
см
зави
е
ц
р
то
результате чего происходит переключение основного золотника 4 в
я
ащ
кр
со
ть
р
ско
утчн
еж
м
о
р
п
положение, при котором осуществляется подача рабочей жидкости в камеру А.
и
тен
о
асм
р
slit
au
h
и
ен
ж
о
сл
Под действием рабочей жидкости боек 3 перемещается, совершая обратный ход
е
н
и
аш
м
й
и
н
ед
сл
о
п
и
есл
качеству
и сжимая газ в камере В, до тех пор, пока жесткость газовой подушки не
х
ы
ьн
л
акси
м
м
учи
л
о
п
ес
ц
о
р
п
превысит жесткость пружины 5 золотника управления. При достижении в
и
н
еш
р
я
ем
вр
е
ы
н
д
зап
камере В давления сжатого газа, превышающего жесткость пружины 5
к
о
сун
и
р
ах
л
ед
р
п
ат
н
и
д
р
ко
т
аю
зд
со
к
о
сун
и
р
происходит переключение золотника 4 в положение, при котором он
я
и
ен
ш
вы
о
п
ват
чи
есп
б
о
ка
и
тн
л
зо
сообщает камеры У1 и У2 соответственно со сливной и напорной
Взам. инв. №
стуае
о
п
магистралями. Основной золотник 6 переключается в противоположное
ь
казтел
о
п
й
чи
о
аб
р
чск
и
техн
положение и сообщает камеру А обратного хода со сливной магистралью.
атся
и
ж
ер
д
вы
хаузер
ьй
тал
зн
и
р
го
я
и
н
л
ед
р
п
о
а
м
р
и
ф
Завершается холостой ход ударного механизма. Под действием давления газа
Подп. и дата
ети
м
ар
п
м
ы
вн
л
го
в камере В боек совершает рабочий ход, вытесняя рабочую жидкость из
ц
части
ак
н
д
о
у
ар
п
и
ы
зл
ер
м
камеры А обратного хода в сливную магистраль. Рабочий ход совершается до
х
эти
ам
р
а
н
л
во
соударения бойка 3 с инструментом 2. В этот момент давление газа в камере
ец
р
то
Инв. № подп.
еч
встр
ях
н
ж
стер
вая
д
хо
ы
н
ставл
ед
р
п
я
и
н
вед
о
р
п
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
21
А достигает значения, соответствующего исходному положению и золотник 4
ю
ьзван
л
о
сп
и
и
ам
тр
ен
ц
вг
ц
р
то
еи
авн
ур
управления под действием пружины 5 переключается. Цикл повторяется.
ер
кам
твен
со
я
и
н
л
ед
р
п
о
Рисунок 2 – Схема принципиальная гидропневматического устройства
й
о
вн
и
езар
б
г
о
н
ар
уд
е
вы
о
н
GD 3000:
1 – корпус; 2 – инструмент; 3 – боёк; 4 – золотник управления; 5 –
у
м
это
й
ати
кр
й
чео
аси
кл
пружина; 6 – золотник основной; А, В, У1, У2 – камеры.
а
стем
о
р
д
ги
м
о
р
д
н
л
и
ц
При возникновении «прострела», нереализованная (остаточная) энергия
eco
d
in
й
о
туд
и
л
п
ам
з
и
л
ан
бойка гасится путем дросселирования жидкости из камеры А через зазор
т
аю
ел
д
стем
о
р
д
ги
между
бойком
ьу
скл
о
п
и
я
и
авн
ср
корпусом.
е
ы
тр
ко
При
й
ко
ц
ем
н
включенном
приводе
цикл
ы
чн
и
вел
функционирования ударного механизма повторяется как описано выше.
яь
етр
вл
о
уд
й
ван
о
ед
сл
и
еся
ущ
ж
ви
д
Фирма «CompAir Construction & Mining»
твен
со
га
ви
сд
cn
vtu
Гидропневмоударник «Holbuster»( Рисунок 3) фирмы «КомпАир
чся
ю
закл
че
о
аб
р
азч
н
ед
р
п
Конструкшион и Майнинг» состоит из входного клапана А, бойка В,
Взам. инв. №
ы
затр
я
и
авн
ср
г
о
д
ж
аккумулятора С, амортизаторов D, следящего клапана Е, распределительного
ан
гл
со
ю
ац
р
б
ви
е
зд
и
клапана F, инструмента G.
е
такж
сти
хн
вер
о
п
В период обратного хода рабочая жидкость, поступающая из напорной
честв
и
л
ко
м
н
ж
стер
магистрали через входной клапан А в штоковую камеру, возвращает боек от
й
теьы
н
л
о
сп
и
Подп. и дата
ы
затр
х
эти
х
ер
кам
ты
л
м
о
р
д
ги
инструмента. При этом происходит сжатие газа в аккумуляторе. Жидкость,
ческм
авл
р
д
ги
атся
и
ж
ер
д
вы
и
есл
ь
ул
д
о
м
зц
и
еал
р
поступающая из напорной магистрали в камеры амортизаторов, отводит
и
ен
ал
уд
д
о
и
ер
п
я
еи
тн
о
л
уп
инструмент G для последующего удара.
Инв. № подп.
ьн
ал
и
ц
со
е
ы
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
22
При завершении обратного хода боек воздействует на кулачковый
з
и
л
ан
ьш
ал
д
е
м
учи
л
о
п
толкатель следящего клапана Е, который подает жидкость на торец входного
х
ки
ем
о
уд
тр
клапана
м
таки
А,
й
н
ж
стер
который
под
е
ц
р
то
ее
ускает
о
р
п
действием
м
теьы
н
л
о
сп
и
смещается.
Теперь
я
етвл
сущ
о
че
о
аб
р
гидропневмоударник отключен от напорной магистрали, а торцовая камера
ьзват
л
о
сп
и
м
о
угл
чески
хд
о
р
п
распределительного клапана F соединена осевым каналом в клапане А со
н
ж
о
м
а
н
л
во
ускаетя
п
вы
сливной магистралью.
к
и
гал
Рисунок 3 – Схема принципиальная гидроударника «Holbuster»:
й
еи
яж
р
ап
н
й
чео
аси
кл
ар
уд
А – входной клапан, В – боек, С – аккумулятор, D – амортизатор, Е –
я
и
азвн
р
б
о
е
л
о
б
й
еи
авн
ур
следящий клапан, F – распределительный клапан, G – рабочий инструмент.
е
ы
н
ар
уд
и
ен
уб
загл
а
н
л
во
Распределительный клапан F под действием давления жидкости,
е
такж
г
это
е
ц
р
то
вытесняемой из аккумулятора сжатым газом, открывается, и она поступает в
т
схд
и
о
р
п
ческая
хд
о
р
п
и
ен
ар
уд
со
камеру рабочего хода бойка. Боек, совершив ускоренное движение,
о
л
й
е
ы
указн
т
о
см
зави
г
о
н
ар
уд
тем
си
производит удар по инструменту, прижатому к обрабатываемой среде. В
м
тр
ко
р
эксавто
о
ем
азуш
р
период рабочего хода бойка жидкость из штоковой полости поступает в
Взам. инв. №
ам
р
тен
о
асм
р
ьц
зал
тер
ги
я
и
ен
ш
вы
о
п
поршневую камеру через клапан F. В момент удара кулачковый толкатель
х
ы
н
ем
и
р
п
чатся
и
увел
я
тн
о
б
зар
и
ен
азуш
р
еи
тн
о
л
уп
освобождает клапан Е, который переключается под действием пружины и
м
учи
л
о
п
и
ац
д
н
м
еко
р
р
о
б
вы
соединяет камеру клапана А со сливной магистралью посредством
Инв. № подп.
Подп. и дата
у
м
это
и
ы
зл
ер
м
я
и
н
еш
р
дроссельного канала. В результате переключение клапана А замедляется, что
я
стви
ей
д
чск
и
техн
х
ы
н
ар
уд
обеспечивает полную передачу энергии от бойка к инструменту.
ги
о
н
м
еи
тн
о
л
уп
в
о
ар
уд
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
23
2.2 Республика Беларусь.
е
ы
н
ар
д
у
«Белкоммунмаш»
Производственным
е
чи
о
р
п
объединением
сту
н
и
«Белкоммунмаш»
Республики
я
и
ен
азуш
р
Беларусь разработан гидромолот СО 1-183 с привязкой к базовой машине ческм
авл
р
д
ги
каеь
л
то
й
чески
хд
о
р
п
трактору МТЗ (Рисунок
и
н
степ
4). Установка манипулятора с гидроударником
а
тел
а
л
си
позади базовой машины позволяет использовать бульдозерный отвал для
твеи
со
кв
уан
о
р
д
ги
я
ащ
кр
со
й
о
ян
асл
м
ер
сф
земляных работ, рыхления мерзлого грунта, взламывания дорожных
ы
м
р
и
ф
л
и
атер
м
я
и
ен
ар
уд
со
покрытий, трамбовки грунта и других аналогичных работ. Гидромолот
к
и
н
ар
уд
з
чер
применяется
в
м
ы
стян
о
п
качестве сменного
яетс
н
это
оборудования
т
ен
о
м
на
гидравлических
ьта
езул
р
экскаваторах ЭО-2621 А, ЭО-3322, ЭО-5015 А и других гидрофицированных
й
ван
о
ед
сл
и
т
вю
азы
й
ы
д
каж
машинах.
Рисунок 4 – Гидромолот СО 1-183 на базе трактора МТЗ
тся
чаю
и
увел
р
ято
л
акум
и
ен
ж
л
о
асп
р
Технические характеристики представлены в таблице 1.
ческ
авл
р
д
ги
ьзват
л
о
сп
и
й
ен
д
ж
р
о
п
Таблица 1 – Технические характеристики гидромолота СО 1-183
ты
л
м
о
р
д
ги
ст
авен
р
м
стви
ей
д
Масса ударной части, кг 100
Взам. инв. №
к
о
сун
и
р
Масса гидромолота, кг 500
Длина гидромолота, мм 1275
си
о
р
Частота ударов / мин
я
ж
и
н
Подп. и дата
тен
о
асм
р
х
ы
н
зад
300
2.3 Германия
Фирма «Зальцгиттер»
Инв. № подп.
ан
гл
со
Фирма выпускает электрогидравлические машины EL-150, EL-156.
г
о
н
ар
уд
я
тн
о
б
зар
я
и
ен
авл
д
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
24
Компоновка машин имеет много общего с машинами серии «Unisenk» фирмы
и
ен
ял
вы
к
и
техн
атя
ж
и
р
п
й
вы
ачо
кул
й
и
ен
д
аж
гр
о
г
атн
р
б
о
«Хаусхерр». На гусеничной ходовой части (Рисунок 5) расположены
й
ел
зд
и
й
чи
о
аб
р
ая
тр
ко
энергоблок, пульт управления, поворотная колонка, являющаяся опорой для
я
и
ен
авл
д
стрелы,
и
сечн
на
erfl
b
o
й
чески
хд
о
р
п
которой
учаев
сл
смонтирован
ковш.
Стрела
л
и
атер
м
перемещается
в
горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также телескопически
стм
о
р
ы
н
и
аш
м
д
асхо
р
раздвигается.
ваетя
сы
м
учи
л
о
п
Машина предназначена для выравнивания почвы горной выработки,
й
щ
стую
еги
р
еко
д
н
и
м
еы
вл
о
устан
для погрузки разрыхленной горной массы на ленточный конвейер. Благодаря
я
и
тесн
вы
тк
о
азб
р
ет
ащ
зр
во
малой ширине может использоваться для очистки ходовой стороны штреков
есто
м
ы
гм
р
аф
и
д
стг
л
хо
ю
н
ж
стер
и уклонов с установленными ленточными конвейерами.
м
ы
ьн
ел
тд
о
ая
н
л
во
ы
н
и
аш
м
Использование почвоподдирочной машины в комплексе с проходческим
у
д
еж
м
м
н
ы
взр
атся
ьш
ен
ум
комбайном позволяет отказаться от постоянных операций по отгону комбайна
и
укц
д
о
р
п
я
и
ускан
п
о
к
и
техн
для зачистки непрорубленных участков почвы, что существенно увеличивает
сь
о
вн
екти
эф
е
ы
д
акл
н
ь
д
чер
о
показатели проведения горных выработок.
тс
яю
ен
м
и
р
п
еи
ш
тн
со
еи
ж
Гидравлический привод ходовой части и высоко расположенный
стуае
о
п
ьтаы
езул
р
еи
ж
электродвигатель позволяют вести работы на заполненных и затопленных
д
во
и
р
п
х
ы
н
р
го
ую
авм
д
ер
п
участках. Управление и обслуживание машиной не требуют специальной
вк
о
устан
вая
о
л
си
й
чи
о
аб
р
подготовки, эти работы могут производиться штатными специалистами.
ьта
езул
р
счет
ческ
ам
н
и
д
Особенностью машин серии EL заключается в том, что активностьковша
чея
аси
кл
у
д
еж
м
создается
не
сь
о
вн
екти
эф
чатся
и
увел
ударными
механизмами,
х
ы
атен
п
смонтированными
и
ян
асто
р
в
днище, а гидровибратором, установленным в корпусе и создающим энергию
ы
н
и
аш
м
ст
ко
д
и
ж
единичного
тн
о
азб
р
импульса
ц
части
е
сл
о
п
60
Дж.
Вибратор
работает
одновременно
т
аю
зд
со
с
телескопическим выдвижением стрелы, которое производится с усилием,
Подп. и дата
Взам. инв. №
стаея
о
и
ен
ж
достигающим 50 кН. Совместное действие напорного усилия и вибрации
й
ы
узчн
гр
о
п
й
ен
скаж
и
я
и
авн
ср
повышает эффективность внедрения ковша в горную породу.
еты
м
ар
п
стуае
о
п
сью
ткан
езо
б
Штрекоподдирочные
еа
ум
стр
н
и
машины
с
чек
асти
л
п
активным
ковшом,
стк
чи
о
как
логическоеразвитие идеи механизации трудоемких вспомогательных работ на
ческую
авл
р
д
ги
н
р
сто
честв
и
л
ко
тен
о
и
р
п
и
етал
д
шахтах, по своим технико-эксплуатационным возможностям значительно
ы
ан
стр
превосходят аналогичные машины с простым ковшом, однако, более капризны,
ьую
ачл
н
во
ер
п
ки
хд
о
р
п
я
щ
стуаю
о
п
го
ед
ш
и
р
п
ы
н
ж
л
о
д
т.к. рабочие узлы активатора (гидроударники) всегда находятся под породой.
ую
тн
вр
о
п
Инв. № подп.
г
атн
р
б
о
ческй
авл
р
д
ги
а
д
хо
ер
п
ьш
ен
яум
атс
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
25
Тем не менее, у этой разновидности импульсной техники будущее очевидно.
стг
л
хо
е
тр
ко
узки
гр
о
п
Рисунок 5 - Поддирочная машина
ьм
тал
зн
и
р
го
еи
ж
гут
о
м
EL-160S «HAZEMAG & EPR GmbH»
т
звд
и
о
р
п
и
н
кам
Фирма «Хаузерр»
Фирма «Hausherr» создала несколько моделей машин таких как: HNL-1,
вая
ты
учи
ьта
езул
р
м
ы
вн
л
го
о
й
ш
ан
естр
б
HNM-1, HNM-2, HNM-4, HSM-4 и проходческий комбайн HSV-4.
х
ы
н
зад
Проходческий
исполнительным
погрузочной
комбайн
органом
машины.
т
ю
ачи
н
выполнен
м
учи
л
о
п
Гусеничная
ster
u
lb
o
h
с
HSV-4
к
и
гал
твеи
со
на
ударно-скалывающим
ям
еи
авн
ур
базе
ходовая
мощной
тяжеловесной
e
tab
часть
типоразмера
ы
вн
еакти
р
В4
смонтирована на основной раме, выполненной в качестве масляного бака
я
и
ен
азуш
р
вй
сн
о
х
квы
и
тн
л
зо
к
и
н
ар
уд
е
ы
тр
ко
емкостью около 760 л. Гусеничная лента приводится в движение
ьс
ул
п
м
и
к
и
техн
х
теьы
н
л
о
сп
и
гидромотором через редуктор, преобразующий крутящий момент до
х
н
ш
ы
вскр
я
ем
вр
чн
и
увел
величины 35000 Нм. Ходовая часть позволяет машине двигаться со
и
ен
ал
уд
честв
и
л
ко
ть
р
ско
е
л
о
б
скоростью до 65 км/ч и работать в выработках с углом наклона 18о.
ваетя
сы
е
сл
о
п
еты
м
ар
п
Погрузочный орган выполнен в виде приемного погрузочного
ы
вн
еакти
р
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
х
ы
н
и
аш
м
стола, шарнирно установленного спереди на основной раме, с нагребающими
Взам. инв. №
сти
о
еж
ад
н
чск
и
техн
чя
и
ал
н
лапами и цепного конвейера, расположенного в середине машины. Привод
ак
н
д
о
я
еи
уш
ар
н
г
о
д
ж
а
схем
и
н
щ
м
ер
п
погрузочного органа осуществляется электродвигателем мощностью 33 кВт
к
о
сун
и
р
ьш
л
о
б
х
и
й
н
ж
стер
через промежуточный редуктор и цепь.
Подп. и дата
че
о
аб
р
Над конвейером расположен мостик, на котором смонтированы
го
ящ
ед
сл
г
о
яем
ар
уд
приводы гидросистемы и погрузочного органа; исполнительный орган,
тв
л
м
о
р
д
ги
и
есл
м
вы
о
л
си
состоящий из манипулятора и гидроударника (Рисунок 6).
тс
ю
явл
Инв. № подп.
е
сл
о
п
ты
л
м
о
р
д
ги
й
р
о
ап
н
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
26
Рисунок 6 – Проходческий комбайн HSV-4 фирмы «Hausherr»
з
и
л
ан
ти
р
ско
ьм
тал
зн
и
р
го
Манипулятор имеет семь степеней подвижности для ориентации
м
ы
вн
л
го
т
ен
о
м
й
ы
тр
ко
породоразрушающего инструмента в пространстве. Конструктивные отличия
етр
м
г
о
яем
ар
уд
м
учи
л
о
п
в том, что гидроударник установлен подвижно внутри специального кожуха
ем
щ
б
о
со
слоем
й
ван
о
ед
сл
и
звукоизоляционного
казн
о
п
телескопической
стрелы
я
ем
вр
air
p
m
co
материала;
гае
сти
о
д
осуществляется
и
ен
авл
д
вращение
вокруг
кац
ф
и
д
о
м
гидравлической
оси
рейкой;
в
азк
см
основании манипулятора установлена турель, поворачивающаяся налево и
я
и
ан
п
м
ко
ц
части
я
и
ускан
п
о
направо посредством двух гидроцилиндров. На комбайне установлен
ьй
тал
зн
и
р
го
е
вл
о
устан
cn
vtu
гидромолот НМ600 фирмы «Крупп», который реализует энергию удара 2000
а
чн
и
вел
ер
кам
я
ан
д
ер
п
т
си
ао
н
т
чю
и
азл
р
Дж и с частотой до 400 уд/мин. Во время работы инструмент поджимается к
ваетя
сы
х
ы
ен
закл
х
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
ц
и
л
таб
забою гидроцилиндром с усилием 20 кН.
и
м
о
п
х
ы
скутвен
и
Для лучшего обзора обрабатываемой породы пульт с аппаратурой
еч
встр
у
д
еж
м
чается
ю
вкл
управления установлен на задней стороне мостика, и его можно повернуть в
чес
акти
ф
а
гд
ко
к
и
тн
л
зо
обе стороны.
Взам. инв. №
частью
Электрогидравлический
мощностью
55
кВт
и
привод
комбайна
ть
о
аб
р
трехсекционным
оснащен
ьую
ачл
н
во
ер
п
ван
о
ед
сл
и
шестеренным
й
ы
узчн
гр
о
п
насосом,
е
и
ян
асто
р
расположенного вместе с регулирующей аппаратурой в баке емкостью около
чн
и
р
п
ан
гл
со
т
азую
р
б
о
т
схд
и
о
р
п
100 л. Насос подает в гидравлическую систему 192 л/мин и поддерживает
а
л
си
Подп. и дата
двигателем
т
ю
ачи
н
г
о
д
ж
давление 15 МПа.
В гидросистеме используется трудно воспламеняющаяся жидкость
ес
ц
о
р
п
и
н
щ
м
ер
п
х
ы
н
р
го
типа HSC. Объем масляного бака 850 л при циркуляции 192 л/мин
Инв. № подп.
н
зако
ато
р
б
ви
я
ел
зд
и
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
27
обеспечивает нормальный температурный режим без дополнительных
я
и
ен
авл
д
г
о
яем
ар
уд
ы
н
и
аш
м
средств охлаждения бака.
ьта
ул
п
еа
ум
стр
н
и
Машина
(Рисунок
HNM-2
7,
ен
и
л
тьд
с
о
с
1)
ударно-скалывающим
исполнительным органом наиболее легкая из выпускаемых фирмой
си
о
р
щ
яю
л
ед
р
п
о
м
тр
ко
«Hausherr». Особенность конструкции является в том, что рама имеет четыре
вя
газо
ем
вр
н
д
о
стк
зачи
м
н
ы
взр
г
о
д
ж
опорных домкрата, которые в свою очередь придают устойчивость машине и
к
ам
н
и
д
твен
со
ы
этап
чая
ю
вкл
предохраняют ходовую часть от перегрузок в процессе работы.
сти
о
еж
ад
н
ваетя
сы
у
д
еж
м
Проходческая машина HNM-4 (Рисунок 7, 2) не обладает погрузочным
р
эксавто
e
tab
х
уги
р
д
органом, поэтому ее компоновка существенно отличается от проходческого
а
тем
си
sn
b
o
d
ер
кам
комбайна HSV-4.
Точка опоры исполнительного органа на раму смещена вперед.
я
ем
вр
sn
b
o
d
еся
ущ
ж
ви
д
(1)
о
ачн
уд
ая
щ
б
со
(2)
(3)
Рисунок 7 – Проходческие машины фирмы «Hausherr»: 1 – HNM-2; 2 –
еи
н
ткл
о
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
х
cn
vtu
HNM-4; 3 – HSM-4
Для уравновешивания исполнительного органа мотор отодвинут назад.
а
схем
тен
о
и
р
п
чская
гти
ер
эн
Рабочее место машиниста выполнено эргономично и для лучшего обзора
м
учи
л
о
п
и
н
вед
о
р
п
м
тр
ко
расположено в передней зоне ходовой части, а с целью повышения
е
ы
тр
ко
яю
ставл
д
о
п
ас
м
й
о
н
ар
уд
безопасности - оборудовано кабиной с каркасом жесткости.
ьм
тал
зн
и
р
го
г
о
качествн
ват
чи
есп
б
о
В машине увеличен угол подъема стрелы до 41°, уменьшен угол ее
Взам. инв. №
ау
р
п
тем
ваетя
сы
ьс
ул
п
м
и
опускания до 11°, что связано с более низким расположением точки опоры.
ы
ьн
ал
и
ец
сп
затем
ку
сти
хво
ы
ц
части
ем
ъ
б
о
В качестве ударного механизма применяются гидроударники НМ600,
я
ем
вр
чес
акти
ф
х
и
ьш
л
о
б
НМ800, НМ900, у которых энергия единичного удара 2000, 3140, 3850 Дж
Подп. и дата
н
ж
о
м
italn
г
это
ен
ж
ви
д
соответственно.
й
квы
яд
р
о
п
х
щ
ваю
чи
есп
б
о
Электрогидравлический
привод
машины
я
щ
стуаю
о
п
состоит
из
двигателя
мощностью 90 кВт, двухсекционного аксиально-поршневого насоса ходовой
Инв. № подп.
м
о
туп
чск
и
техн
х
ы
ян
л
зем
части и аксиально-поршневого насоса исполнительного органа. Насосы
ят
вд
о
р
п
етс
явл
частью
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
28
создают номинальное давление 15 и 18 МПа при расходе 120 и 155 л/мин
хватсь
о
ер
ш
х
ы
ен
закл
че
о
аб
р
соответственно.
яе
н
уд
затр
тер
ги
ьц
зал
Проходческая машина HSM-4, практически аналогична модели
учае
сл
HNM-4, имеет два исполнения - обычное и портальное (см. Рисунок 7, в).
еся
ущ
ж
ви
д
ем
ъ
б
о
ар
уд
Машина оснащена более мощным электрогидравлическим приводом - 110
ас
м
и
н
щ
м
ер
п
е
гн
сти
о
д
кВт, что связано с применением более мощного гидроударника НМ 955.
и
н
степ
тр
ен
ц
сти
хн
вер
о
п
Для погрузки разрушенной породы на ленточный конвейер была
й
ы
тр
ко
часто
стк
чи
о
разработана специальная малогабаритная погрузочная машина KLM450 c
ст
о
ж
зб
еи
н
тке
о
азб
р
н
то
гидравлическим
вая
о
л
си
приводом,
е
вы
о
н
который
соединяется
ути
п
с
гидросистемой
проходческой машины HNM-4 (Рисунок 8). Управление погрузочной
p
u
ld
o
м
о
ел
ц
газ
машиной осуществляется из кабины машины HNM-4, на которой, при
е
ы
н
ар
уд
ьта
езул
р
е
такж
необходимости, может быть установлена вторая кабина.
ster
u
lb
o
h
й
ы
н
р
эксавто
е
тр
ко
Рисунок 8 – Расположение проходческой и погрузочной машины в
з
и
л
вб
теьы
н
л
о
сп
и
х
и
ен
тр
забое
Машины HNM-1 и HNL-1, выпускаемые фирмой ранее, были
м
стви
ей
д
сти
о
еж
ад
н
ю
и
ен
азуш
р
снабжены погрузочными органами циклического и непрерывного действия
а
тел
й
чи
о
аб
р
е
д
ви
соответственно. Существенный недостаток модели HNM-1 заключался в том,
Взам. инв. №
ц
части
ка
й
о
б
ы
м
р
и
ф
что во время погрузки горной массы машина не может выполнять работы по
сь
о
вн
екти
эф
разрушению
т
н
о
ем
р
забоя.
всей
Погрузочный
ка
й
о
б
ы
ер
кам
орган
с
нагребающими
сти
хн
вер
о
п
Подп. и дата
лапами,
ьтао
езул
р
в
установленный на модели HNL-1, лишь незначительно препятствует
ето
м
ар
п
а
тел
м
чески
хд
о
р
п
процессу разрушения горного массива. Таким образом машины HNM-1 и
й
о
вн
и
сл
й
о
вн
и
езар
б
затем
HNL-1 послужили основой для промышленных исследований различных
стк
зачи
з
и
л
ан
сь
о
вн
екти
эф
конструктивных решений и позволили оценить эффективность ударного
ст
ей
д
о
м
взаи
Инв. № подп.
чскую
ати
евм
н
п
я
и
н
л
ед
р
п
о
ки
хд
о
р
п
способа разрушения пород мощными гидравлическими устройствами.
каеь
л
то
я
ел
зд
и
ка
й
о
б
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
н
ап
кл
Лист
29
Фирма «Хаусалит»
У немецкой фирмы «Хаусалит» выпускается три вида машин,
ы
чн
и
вел
я
и
азвн
р
б
о
я
ги
ер
эн
предназначенных для работ в качестве:
к
и
тн
л
зо
и
ен
авл
р
уп
ьс
ул
п
м
и
- штрекоподдирочной машины с активным ковшом (Рисунок 9);
ь
вен
о
ур
з
и
л
ан
- погрузчиков с емкостью ковша до 0,6 м3;
еся
ущ
ж
ви
д
- машины для оборки выработки с индивидуальным гидроударником.
ах
тел
й
чео
аси
кл
а
н
и
ед
со
По требованию заказчика машины могут быть поставлены с
я
ем
вр
й
вы
ачо
кул
о
л
й
электрическим или пневматическим приводом.
е
д
хо
к
о
сун
и
р
ы
м
р
и
ф
Гидроударники, смонтированные в днище ковша, установлены усасы
м
ас
щ
ю
явл
тупом с опережающим средним инструментом, что создает концентрацию
и
ен
уб
загл
н
б
о
уд
вая
о
л
си
у
д
еж
м
напорного усилия. В результате повышается эффективность внедрения в
сти
о
еж
ад
н
е
д
хо
и
ен
ж
подрываемые породы.
Рисунок 9 – Штрекоподдророчные машины фирмы «Хаусалит»
ти
о
асм
р
ка
и
тн
л
зо
Фирма «Hausalit Maschinenbau und Oberflächenschutz GmbH» продолжила в
ст
авен
р
Взам. инв. №
е
ьш
л
о
б
й
ы
н
о
и
ехскц
тр
х
ы
н
ар
уд
р
ято
ул
п
и
ан
м
г
о
д
ж
последние годы процесс расширения ассортимента выпускаемой продукции.
а
н
и
л
д
й
чаы
ен
ступ
ая
н
д
б
сво
Тем не менее, ввиду необходимости выхода на мировые рынки, сектор
е
ьн
л
д
о
р
п
ь
л
н
о
и
ац
р
ь
казтел
о
п
g
azem
h
горной техники устойчиво развивается. В результате инновационной
Подп. и дата
тем
си
ц
и
л
таб
ческй
авл
р
д
ги
деятельности была создана новая горная машина, зарегистрированная в
и
н
вед
о
р
п
е
вы
уи
стр
н
ко
связи
я
стви
ей
д
ея
стр
о
н
и
аш
м
качестве полезного образца.
тся
н
вер
«MultiTalant» - универсальная (благодаря несложным манипуляциям)
Инв. № подп.
зут
и
еал
р
а
н
л
во
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
ве
ты
азб
р
Лист
30
машина для поддирки почвы в горных выработках, которая после навески
и
н
щ
м
ер
п
шарнирной
ас
м
рукояти
а
стем
о
р
д
ги
чется
ю
закл
с
й
чо
и
гусен
ковшом
вместимостью
е
квы
и
тн
л
зо
600
л
может
быть
к
и
техн
ы
гм
р
аф
и
д
переоборудована в компактную породопогрузочную машину, так же в
х
ер
кам
рыхлитель
ударного
e
tab
поддирочного
ар
уд
действия
а
л
си
ковша,
м
теьы
н
л
о
сп
и
в
с
гидравлическим
в
ы
р
еп
н
результате
простого
молотом.
изъятия
й
квы
яд
р
о
п
Вместо
двух
болтов,
ке
и
зн
во
й
ы
хвачен
о
монтируется гидромолот, закрепляемый при помощи тех же болтов.
к
о
сун
и
р
а
гд
ко
Гидросистема остается
та же
самая,
необходимо
е
ар
уд
ьта
езул
р
лишь выполнить
е
щ
аю
м
и
сж
у
закчи
подсоединение быстроразъемными муфтами.
чется
ю
закл
Эта установка демонстрирует высокий КПД при удалении пород почвы
качеств
м
это
сь
тн
о
л
п
на глубине до 1,0 м на шахте «Энсдорф». Ее использование определило
х
и
ьш
л
о
б
я
стви
ей
д
ау
р
п
тем
экономию на необходимых ранее буровзрывных работах, а, кроме того, она
о
л
й
и
ен
ж
ар
уд
обеспечивает непрерывность и более управляемый процесс работы.
связи
й
о
ям
р
п
ам
р
еа
ум
стр
н
и
м
стви
ей
д
«MultiTalant», между тем, удачно используется и в зарубежной горной
ы
м
и
хд
б
ео
н
erfl
b
o
м
о
ел
ц
промышленности, где в производственных условиях доказана эффективность
еа
ум
стр
н
и
сн
б
о
д
ек
о
б
концепции базовой установки, пригодной для выполнения различных работ.
яю
ставл
д
о
п
ы
ьн
ал
и
ец
сп
ен
ж
и
л
сб
2.4 Испания
м
ы
ельн
тд
о
Фирма «TABE» Гидравлический молот фирмы «TABE» представляет
стакм
о
ед
н
газ
е
вы
уи
стр
н
ко
собой моноблочную систему с круглым профилем (Рисунок 10). Именно это
ается
р
и
уп
чя
и
ал
н
ер
кам
о
связан
ска
и
р
является основной особенностью, благодаря которой гидравлический молот
ческг
хд
о
р
п
тчеа
о
й
щ
ю
и
егул
р
серии AGB остается прочным и устойчивым (табл. 2) в работе.
я
еи
ш
тн
со
ы
н
и
аш
м
Подп. и дата
Взам. инв. №
учае
сл
Рисунок 10 - Гидравлический молот фирмы «TABE»
Инв. № подп.
уки
р
м
ьш
л
о
б
связи
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
31
Таблица 2 – Параметры гдроударников фирмы «TABE»
ка
и
л
уб
есп
р
Модель Вес
тс
ю
явл
Диам Частота Расход
я
сел
о
р
д
Ошибка! етр,
, кг
мм
ударов, раб.
твен
со
е
ьзван
л
о
сп
и
тен
о
и
р
п
Рабочее Рабочее
Длина
давление давление
инструм машины,
ы
ер
кам
уд/мин жид.,
к
и
гал
бар
AGB-95 105
45
AGB175
AGB275
AGB375
AGB475BC
AGB575
AGB10B
AGB-12
50
ть
учи
л
о
п
и
ен
авл
р
уп
170
гидромолота, ента,
275
410
84
600
90
950
105
1300
120
AGB-15 1470
135
AGB-18 1850
135
AGB- 2300
20STA
AGB- 3300
30STA
150
й
о
туд
и
л
п
ам
атся
ьш
ен
ум
че
о
аб
р
ьо
тел
ачи
зн
м
теьы
н
л
о
сп
и
к
о
сун
и
р
е
сл
чи
х
ер
кам
его
н
зад
ьзуетя
л
о
сп
и
х
ы
ен
д
ж
о
р
к
о
сун
и
р
й
и
р
тео
тся
н
вер
Подп. и дата
ая
н
л
во
165
кт
ун
п
тонн
мм
80-100
105-125
420
80-90
105-125
450
60-70
80-90
105-125
610
65-75
130135
140150
130140
85-110
105-125
610
0.83.5
2.54.5
3.55.5
4.5-7
110-120
700
6-10
105-130
850
110-120
1000
10-16
105-130
1100
15-23
105-130
1100
19-25
105-130
1100
24-28
1320
25-35
1525
30-50
20-35
е
сл
о
п
40-50
еи
авн
ур
е
л
о
б
й
ати
кр
есы
ц
о
р
п
х
ы
ен
д
ж
о
р
это
65
е
ы
тр
ко
Взам. инв. №
65
часть
бар
ке
и
зн
во
340
связи
6501200
10001200
8501000
800950
850975
7001000
450590
450700
400800
450750
350600
300550
ваетя
сы
г
атн
р
б
о
л/мин
Вес
ка
и
тн
л
зо
тс
яю
ен
м
и
р
п
70-80
90-125
а
н
и
л
д
150175
90-120
120145
130155
175220
205245
к
атчи
д
ан
гл
со
м
ьо
ал
тр
ен
ц
150170
150180
160190
160190
160190
ть
асн
п
езо
б
и
н
кам
г
о
д
ж
т
и
хаусл
м
ьш
л
о
б
ческая
хд
о
р
п
л
и
атер
м
т
ен
о
м
115-140
120-130
е
р
ято
л
акум
ьм
тал
зн
и
р
го
8-15
и
м
ы
н
еж
уб
зар
а
и
ж
л
д
о
р
п
ц
и
л
таб
тен
о
асм
р
2.5 Италия
Фирма «INDECO»
Инв. № подп.
учае
сл
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
32
Фирма «INDECO » была основана в 1976 г. и уже в 1986 г. первой в
м
ьо
ал
тр
ен
ц
етс
явл
часть
мире запатентовала так именуемую «умную дробилку». Новейшая
й
чео
аси
кл
стуае
о
п
застви
ь
вен
о
ур
и
ен
азуш
р
гидравлическая система позволяет автоматически менять расход энергии
й
уго
р
д
го
ед
ш
и
р
п
ьзван
л
о
сп
и
е
на удар и число ударов в минуту в зависимости от материала,
я
и
ен
авл
р
уп
х
н
ш
ы
вскр
учаев
сл
подвергаемого дроблению (Рисунок 11).
и
щ
м
о
п
Непрерывные исследования, высокое качество выпускаемой продукции
ят
вд
о
р
п
и
ен
тр
ем
вр
н
д
о
и
ен
ж
ческг
хд
о
р
п
, сервисное обслуживания по всему миру позволяют компании полностью
ти
о
асм
р
м
ы
стян
о
п
ьс
ул
п
м
и
удовлетворять требования потребителей и предлагать им инструмент,
й
это
я
и
ен
авл
д
г
атн
р
б
о
идеально подходящий для конкретного экскаватора (табл. 3).
и
ен
авл
д
я
и
н
екащ
р
п
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
и
есл
Рисунок 11 – Гидравлический молот компании «INDECO»
еся
ущ
ж
ви
д
м
ы
угл
кр
сти
о
еж
ад
н
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
33
Таблица 3 – Параметры гидравлических молотов фирмы «INDECO»
часто
х
ы
ьн
скал
Модель Цена, Вес, Диа Частота Расхо Рабочее
тер
ги
ьц
зал
евро
кг
я
щ
стуаю
о
п
ьн
скал
х
ы
метр ударов, д
чек
асти
л
п
Рабочее Энергия Рекоменду
ер
кам
давление давлениеудара,
ю
еи
авн
ср
и
сечн
пики, уд/мин маcла, Ошибка! гидромо Дж
мм
л/мин машины, лота,
бар
бар
вес
счет
чег
о
аб
р
HP150
HP200
HP350
ер
кам
з
и
л
ан
3000 98 45
3700 160 48
5000 230 56
счет
HP462
oldUP55
HP600
3
oldUP62
5800 300 65
7000 335 75
7100 390 73
сту
н
и
ец
р
то
т
о
см
зави
й
ы
тр
ко
0.7-3.0
1.4-5.0
1.7-6.5
у
ар
п
к
и
тн
л
зо
9000 400 80
500-950 50-80 145
110-120 720
4.0-9.0
HP700
HP900
HP1200
HP1500
9200
10800
1240
15000
540-1490 50-85 160
570-1180 70-100 160
450-980 70-105 160
420-1000 80-125 170
105-130
105-130
105-130
115-140
830
1060
1490
1720
4.0-12.0
5.0-14.0
6.5-16.0
10.0-20.0
odUP
17000 950 115 600-950 85-115 158
2000
12.0-21.0
1750
HP1800
17500 1000 115 440-1060 85-130 170
115-140 2000
12.0-22.0
HP2000 20000 1200 120 500-900 130-
158
120-130 2700
х
ер
кам
HP2500 24200 1500 130 420-930 14014
140- 170
HP3000 30300 1900 140 410-870 8150- 180
115-140 3120
н
ап
кл
125-140 3860
е
ы
тр
ко
я
и
н
вед
о
р
п
частью
я
и
ускан
п
о
утчн
еж
м
о
р
п
ае
м
и
вн
и
есл
я
и
ен
ар
уд
со
его
учш
л
т
ен
о
м
440
550
650
850
80
90
90
110
ачи
д
ер
п
кац
ф
и
д
о
м
теь
и
хл
ы
р
еи
ш
тн
со
ваетя
сы
е
л
о
б
ть
р
ско
евую
ц
р
то
eco
d
in
уха
ж
ко
сь
ткан
езо
б
ьн
скал
х
ы
е
ы
связан
я
и
ен
авл
р
уп
я
и
ен
авл
д
ек
о
б
ст
ко
д
и
ж
HP3500 37300 2200 145 410-810 160-
190
HP4000 40000 2500 150 370-820 200
180-
190
230
HP5000 52000 300 160 330-710 190-
3.8-8.0
3.0-7.5
3.5-10.5
и
н
вед
о
р
п
зут
и
еал
р
сту
н
и
а
вш
ко
ен
ж
ви
д
10-13
й
ы
узчн
гр
о
п
ая
н
л
во
и
укц
д
о
р
п
ч
ги
о
л
ан
ат
н
и
д
р
ко
го
ед
ш
и
р
п
в
ако
уш
15.0-24.0
т
о
аб
р
16.0-28.0
19.0-32.0
ту
о
аб
р
130-160 4900
21.0-38.0
130-160 5650
23.0-42.0
190
130-160 7660
27.0-50.0
HP7000 72100 4000 180 330-620 265
200-
195
140-165 10040
2.0-63.0
HP9000 85000 5000 195 290-610 210-
195
140-165 14120
я
ел
зд
и
г
о
вн
акти
Взам. инв. №
тонн
105-125 200
105-125 240
105-125 450
е
квы
и
тн
л
зо
м
учето
105-125 540
110-120 650
105-130 720
ы
н
ставл
ед
р
п
ы
туд
и
л
п
ам
ть
р
ско
й
ы
н
р
эксавто
яь
ставл
ер
п
я
и
тесн
вы
ю
н
ж
стер
г
о
н
ар
уд
Подп. и дата
стк
чи
о
600-930 55-80 155
500-900 40-75 145
530-1170 50-80 160
о
связан
ы
б
уж
сл
ь
вен
о
ур
HP12000 12470 7800 215 270-710
ть
р
ско
220Инв. № подп.
машины,
ея
стр
о
н
и
аш
м
470-1780 15-40 155
610-1670 25-45 155
470-1340 30-60 155
емый
210
ть
р
ско
я
и
ен
ар
уд
со
чея
аси
кл
стуае
о
п
ы
этап
ен
зм
и
я
еи
авн
ур
140-180
18680
39.0-80.0
45.0-120.0
ка
й
о
б
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
учает
л
о
п
Лист
34
Фирма « IDROMECCANICAITALIANA S.r.l»
г
о
яем
ар
уд
ть
о
аб
р
Гидравлические молоты фирмы «Idromeccanica Italiana» выпускаются
p
u
ld
o
ведущим
итальянским
е
сл
чи
н
и
аш
м
производителем
м
о
р
д
н
л
и
ц
высокотехнологичных
и
высококачественных изделий (Рисунок 12).
й
это
г
о
н
ар
уд
Рисунок 12 - Гидравлический молот фирмы «Idromeccanica Italiana»
Взам. инв. №
о
звестн
и
ар
уд
Благодаря
специальным
а
п
ти
устройствам
ьяси
б
ео
н
м
и
ен
ар
уд
со
гидромолоты
я
и
ан
п
м
ко
могут
быть
зы
и
ехан
м
использованы для подводных работ, имеют малую шумовую характеристику
ть
ачи
н
н
ап
кл
ческй
авл
р
д
ги
и вибрацию (таблица 4).
связи
Инв. № подп.
Подп. и дата
х
ы
н
зад
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
35
Таблица 4 – Параметры гидравлических молотов фирмы IMI
ас
м
та
ен
кум
о
д
Модель
IMI
й
и
тящ
со
IMI
IMI
IMI
IMI
88HP 260
260
400
400TOP 605
1010
е
ы
тр
ко
IMI
IMI
IMI
1200
ван
о
ед
сл
и
ь
ад
щ
о
л
п
TOP
Параметры
Вес
гидроударника, 120
260
260
380
400
600
1000
20-30 45-
45-
80-
80-110
95-
115-
130
150
чскй
и
р
тео
1300
кг
Расход
еа
ум
стр
н
и
рабочей
ка
и
тн
л
зо
жидкости,
я
ги
ер
эн
л/мин
95
95
100
Частота ударов, 700км
то
ш
400-
400-
900
900
ти
р
ско
уд/мин
узки
гр
о
п
500-800 450-
400-
м
о
ан
д
700
400ческй
авл
р
д
ги
у
м
это
500
800
м
стви
ей
д
к
и
гал
160
500-
1200
125д
во
и
р
п
600
Энергия ударов,
Дж
186
784
784
980
980
1180
й
чо
и
гусен
а
д
о
и
ер
п
1860
2350
2.6 Республика Казахстан
Взам. инв. №
й
о
аслян
м
Карагандинский политехнический институт
а
н
и
л
д
есы
ц
о
р
п
Бутобой типа БПГ, разработанный в КарПТИ, состоит из ударного
Подп. и дата
ец
р
то
к
о
сун
и
р
устройства, объединяющего боек 1, шток 2, корпус-рабочий цилиндр 3,
ю
и
ьш
ен
ум
х
таки
ть
р
ско
диафрагму 4, торцовое уплотнение 5, толкатель 6; аккумулятор вторичного
т
о
аб
р
ер
кам
й
вы
ер
п
ваетя
сы
сжатия, выполненный в виде корпуса 8 и ступенчатого поршня 9, золотниковых
ч
и
ал
н
тер
о
п
е
такж
распределителей 7 и 12, дросселя 10 и обратного клапана (Рисунок 13).
еа
ум
стр
н
и
Инв. № подп.
з
чер
g
in
m
вая
д
хо
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
36
Рабочий цилиндр 3, шток 2 и диафрагма 4 образуют камеры А
х
ы
ьн
л
уго
р
ято
ул
п
и
ан
м
такя
холостого и В рабочего хода. Толкатель 6 с рабочим цилиндром 3 образует
тс
яю
л
ед
р
п
о
часто
ты
л
м
о
р
д
ги
чется
ю
закл
я
щ
стуаю
о
п
полости управления С и D. В аккумуляторе вторичного сжатия имеется три
к
и
тн
л
зо
а
н
л
во
четко
камеры: Е - газовая, F,G - жидкостные.
а
схем
В исходном положении элементов бутобоя, происходит перемещение
гае
сти
о
д
ац
м
р
о
ф
н
и
и
ен
авл
р
уп
диафрагмы 4 под действием газа, поступающего из камеры Е за счет
й
и
ен
д
аж
гр
о
н
р
сто
кй
и
д
ето
м
расширения и вытеснения поршнем 9, который перемещается под действием
кв
уан
о
р
д
ги
ы
н
и
аш
м
й
ы
стр
о
жидкости из напорной магистрали в камеру G.
всей
е
ы
н
зад
й
чео
аси
кл
Рисунок 13 - Принципиальная схема бутобоя типа БПГ:
еи
ж
й
ы
у
д
н
м
еко
р
аевы
кр
1 - боек; 2 - шток; 3 - рабочий цилиндр; 4 - диафрагма; 5 – торцовое
Взам. инв. №
окм
т
ш
Подп. и дата
льня
кси
а
м
уплотнение; 6 - толкатель; 7, 12 - золотниковые распределители; 8 - корпус; 9
чаявклю
а
ирм
ф
внеи
а
ур
- ступенчатый корпус; 10 - дроссель; 11 - клапан обратный; А - камера
ке
т
о
зб
а
р
х
и
щ
ю
зуш
а
р
е
льны
а
и
ц
со
холостого хода; В - камера рабочего хода; С, D - камеры управления; Е плоске
ерил
ат
м
х
и
эт
газовая камера; F, G - жидкостные камеры; Н - камера разрежения; h, k ела
т
ен
виж
д
ен
ст
я
ва
ло
си
е
уа
ст
о
п
торцы бойка.
Жидкость, вытесняемая диафрагмой 4 из камеры А, поступает в
ы
ар
уд
Инв. № подп.
ся
т
ча
клю
ер
п
cn
vtu
ть
о
аб
р
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
37
камеру F, т.к. площадь камеры F меньше площади камеры А, происходит
кй
и
д
ето
м
ват
чи
есп
б
о
а
д
во
и
р
п
х
ы
н
ар
уд
период подготовки рабочего хода бойка 1, он удерживается от
у
закчи
ячем
р
го
е
и
щ
яю
ар
уд
со
перемещения разностью сил на торцах h и к, т.к. последний находится в
а
тем
си
чскй
и
р
тео
и
тян
со
камере Н, образованной штоком 2, торцовым уплотнением 5 и толкателем
ест
вм
й
чо
и
гусен
и
тен
о
асм
р
6. После завершения хода диафрагмы переключается распределитель 7 и
ы
ер
кам
х
таки
я
ел
зд
и
в полость D поступает жидкость из напорной магистрали. Из-за
еи
тн
о
л
уп
ват
чи
есп
б
о
твен
со
поступаемой жидкости повышается его давление в камере Н и газ
етс
явл
й
о
вн
и
сл
е
такж
сжимается, сила, образовавшаяся на торце к превышает силу на торце h и
ускаем
п
вы
я
и
ен
авл
д
чск
и
техн
я
стви
ей
д
e
tab
шток 2 и боек 1 отделяются от торцового уплотнения 5 и делают рабочий
стг
л
хо
м
щ
яю
и
вл
ен
и
асш
р
ход под давлением газа, расширяющегося в камере Е, объем которой
во
р
ап
н
й
еи
яж
р
ап
н
вя
часо
уменьшается вследствие подачи жидкости в камеру G. Рабочий ход
к
и
гал
ст
о
ж
зб
еи
н
ас
щ
ю
явл
е
и
ян
асто
р
завершается ударом бойка, по инструменту, который в свою очередь по
стакм
о
ед
н
г
о
д
ж
h
b
gm
обрабатываемому материалу. После рабочего хода распределитель 12
чск
и
р
тео
н
ж
о
м
ест
вм
перемещается и соединяет камеры F и G аккумулятора со сливом куда
сти
л
о
п
ваетя
сы
ачи
д
ер
п
уходит жидкость, а камеру А холостого хода - с напорной магистралью. В
cn
vtu
ускает
о
р
п
х
ы
н
ар
уд
чся
ю
закл
кл
и
ц
результате диафрагма 4 захватывает шток 2 и боек 1, и система совершает
вя
часо
я
и
ен
ар
уд
со
тс
яю
л
ед
р
п
о
х
ьы
ал
ун
м
ко
холостой ход. В результате холостого хода газ, находящийся в камере B
есы
ц
о
р
п
е
д
хо
ти
р
ско
вытесняется в камеру Е, которая в свою очередь увеличивается за счет
х
ы
ьн
звл
и
о
р
п
это
ы
туд
и
л
п
ам
перемещения поршня 9, когда он закончит свой ход, камера сжимается.
и
н
ем
вр
й
это
ст
ко
д
и
ж
а
н
л
во
е
д
хо
Холостой ход закончится после прижатия штока к торцовому уплотнению
м
чески
хд
о
р
п
час
сть
н
щ
о
м
5. После переключается распределитель 7 и соединяет камеры С и D
я
и
авн
ср
м
ы
н
о
и
ехскц
тр
соответственно
с напорной и сливной
ь
ад
щ
о
л
п
чатся
ю
кл
ер
п
магистралями , происходит
ват
чи
есп
б
о
й
ы
стр
о
перемещение толкателя 6 (по рисунку вверх). В результате объем камеры
Подп. и дата
Взам. инв. №
ти
р
ско
и
ен
ж
л
о
п
й
ы
н
р
эксавто
ях
н
ж
стер
Н увеличивается и в ней происходит снижение давления. Далее цикл
о
л
й
сь
ткан
езо
б
й
ы
тр
ко
повторяется.
Выводы:
1. Машины с отбойными гидравлическими молотами имеют широкую
ы
н
и
аш
м
е
сл
о
п
о
азн
см
м
ы
н
о
и
ехскц
тр
яе
н
уд
затр
область применения, в том числе в строительной индустрии –
Инв. № подп.
а
п
ти
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
38
рыхление мерзлых и скальных грунтов, сноса старых зданий и
еи
тн
о
л
уп
ст
ко
д
и
ж
ы
н
и
аш
м
е
зд
и
ен
ж
ви
д
сооружений, ремонт автомобильных дорог, уплотнение грунтов.
чек
асти
л
п
ваетя
сы
ster
u
lb
o
h
2. Современные гидромолоты, которые применяются на строительных
ьт
ул
п
яе
н
уд
затр
х
ы
н
д
б
сво
машинах преимущественно имеют энергию ударов до 5000 Дж,
ь
естко
ж
о
л
й
ьта
езул
р
мощность до 20 кВт, КПД от 0,6 до 0,7 С ростом мощности
тен
о
асм
р
увеличивается необходимая масса базовой машины.
ен
и
асш
р
ую
авм
д
ер
п
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
аш
ун
м
ко
ел
б
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
39
3. Математическая модель
ескй
ч
д
х
о
р
п
льта
езу
р
Упругим ударом называют такой удар, при котором напряжения в
есто
м
ваетя
сы
вь
чи
й
усто
соударяющихся телах не превышают прочностных возможностей материалов
й
о
вн
и
езар
б
ты
л
м
о
р
д
ги
ка
и
д
ето
м
я
вн
о
ур
, из которых они выполнены. Когда это условие соблюдается, элементы
и
н
щ
м
ер
п
ти
р
ско
твеи
со
ударных машин — ударник и инструмент могут работать длительное время
я
н
туд
и
л
п
ам
ускаетя
п
вы
час
без собственного разрушения.
к
о
сун
и
р
ы
ктен
хар
Вместе с тем на контакте упругого
ческг
хд
о
р
п
инструмента с разрушаемым материалом, должны быть созданы такие
ы
н
и
аш
м
г
о
д
ж
усилия,
атя
ж
и
р
п
напряжения,
деформации,
в
ако
уш
е
ы
тр
ко
чтобы
они
аевы
кр
обеспечили
учае
сл
заданные
и
ен
ж
параметры разрушения. В связи с этим задача расчета упругой части ударной
и
н
щ
м
ер
п
системы
г
о
д
ж
г
н
чи
ско
сводится
си
о
р
к
й
и
ац
м
р
о
еф
д
стк
зачи
определению
сил,
а
схем
напряжений,
деформаций,
сар
ти
ен
ум
я
и
н
еш
р
перемещений и временных показателей удара между всеми ее элементами,
в
ако
уш
ан
гл
со
ьс
ул
п
м
и
включая и разрушаемый материал.
учае
сл
Известны четыре метода расчета параметров удара: классический,
т
ею
м
и
н
б
о
уд
я
и
кц
ун
ф
ка
ен
ц
о
зц
и
еал
р
волновой, контактно-классический и контактно-волновой. Теоретической
еи
авн
ур
базой первого метода является классическая ньютоновская динамика я
и
ен
авл
р
уп
и
н
еш
р
стаея
о
а
д
о
и
ер
п
ая
щ
ствую
ей
д
динамика твердого тела и материальной точки. Базой последующих методов
я
и
ен
ш
вы
о
п
ест
вм
ы
н
м
и
еж
р
г
о
яем
ар
уд
наряду с классической динамикой служит теория упругости в статической и
час
стг
л
хо
я
и
н
л
ед
р
п
о
динамической модификациях. Используя фундаментальные положения
ектв
ъ
б
о
е
ьзван
л
о
сп
и
к
уан
о
р
д
ги
классической механики: равенство действия и противодействия и закон
e
tab
кт
ун
п
е
ы
связан
сохранения количества движения в замкнутой системе, Ньютон получил
ть
р
ско
стен
ьш
ен
ум
атся
х
эти
ватся
и
ж
ер
уд
основное соотношение между скоростями тел до удара и после него при
e
tab
это
й
чо
и
гусен
центральном соударении. Центральным называют такое соударение тел,
ал
зд
со
т
азую
р
б
о
связи
когда центры тяжести тел 01 и 02, направления начальных скоростей v1 и v2 и
ю
ац
р
б
ви
Взам. инв. №
есп
ц
о
р
е
м
о
кр
я
ьн
л
акси
м
центр симметрии площадки контакта лежат на одной прямой. В этом случае
я
и
ан
п
м
ко
ет
ж
о
м
ы
затр
ая
ш
вер
со
м
о
р
д
н
л
и
ц
центры тяжести тел после удара движутся по той же прямой.
eco
d
in
ы
н
и
аш
м
ьы
ал
ун
м
ко
х
Если удар не централен, то траектория тел после удара усложняется,
Подп. и дата
м
о
туп
ьтаы
езул
р
его
учш
л
м
ен
вл
ти
р
п
со
поскольку тела получают дополнительное вращательное движение. При этом
ы
ан
стр
ть
р
ско
твеи
со
повышается износ направляющих, увеличиваются потери энергии на трение,
к
б
о
асл
м
й
н
д
вхо
а
н
и
л
д
учае
сл
еты
м
ар
п
шум и поперечная вибрация. Поэтому используется в основном центральный
Инв. № подп.
хр
и
азуш
щ
ю
твен
со
ти
р
ско
удар. Методы классической механики дают возможность связать скорости
й
ки
н
сар
кт
ун
п
м
учето
е
ы
н
зад
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
40
двух тел до центрального удара и после него, при условии, что тела свободны
у
м
это
ве
й
о
устр
ае
м
и
вн
е
ян
и
вл
я
ем
вр
, т.е. во время удара никакие силы, кроме ударных, на них не действуют. При
чн
и
увел
ы
вн
еакти
р
м
и
хд
б
ео
н
этих условиях ударяющее тело массой m1 движущееся со скоростью v0,
х
ы
ьн
л
акси
м
е
ы
указн
й
чи
о
аб
р
казн
о
п
получает после удара о неподвижное тело массой скоростью.
ть
р
ско
х
уги
р
д
тк
о
азб
р
1 = (
1 −2
1 +2
)0
(1)
Сообщая ударяемому телу скорость
ст
ко
д
и
ж
и
ен
ж
я
и
ен
авл
д
2 =
21

(1 +2 ) 0
(2)
Коэффициент передачи энергии при ударе одного тела к другому
ы
ер
кам
ть
ачи
н
ы
ар
уд
ƞ=
2 2
2
2
1 2
1
2
а
стем
о
р
д
ги
х
н
ш
ы
вскр
41 2
=
(3)
(1 +2 )2
Классическая динамика позволяет определить только эти параметры, и
е
ы
д
акл
н
м
стви
ей
д
еи
н
ткл
о
все попытки перехода к силам, деформациям, времени путем введения
ец
р
то
и
ен
ж
л
о
асп
р
чн
и
увел
ческая
хд
о
р
п
эмпирических коэффициентов или произвольных параметров лишают
ахп
л
ед
р
методику
расчета
к
ам
н
и
д
удара,
га
ви
сд
построенную
е
такж
качеств
на
классической
динамике,
газ
необходимой точности и строгости.
кв
уан
о
р
д
ги
ть
яи
вы
Удар точнее его теория тесно связана с именем Герца, она объединяет
и
щ
м
о
п
ы
ар
уд
я
ем
вр
еф
д
го
р
уп
классическую динамику и статическое решение теории упругости, что
м
ьяси
б
ео
н
е
ы
связан
ечан
м
и
р
п
позволяет определить достаточно точно силу удара, продолжительность
ска
и
р
х
и
ьш
л
о
б
ы
туд
и
л
п
ам
соударения и деформации. Задача соударения тел решается по этой теории
а
л
си
его
щ
яю
ар
уд
м
ы
вн
л
го
п
и
д
л
м
го
н
с
о
теьн
и
л
д
методом на Рисунок 14.
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
ь
вен
о
ур
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
41
Рисунок
14
–
Схема
продольного
вал
екти
о
р
сп
г
о
д
ж
упругодеформируемых
тел
классической механики, положение тел до удара, в момент начала удара, во
е
квы
яд
р
о
п
часто
та
й
сво
е
д
хо
время удара, в момент окончания удара.
т
ю
ачи
н
я
ан
сп
и
До удара тела массой 1 и 2 имеют соответственно скорости 1 и 2 .
и
н
ш
евы
р
п
й
ен
д
ж
р
о
п
ар
уд
стк
чи
о
Расстояния между центрами тел 01 и 02 в момент начального касания l0. Во
г
о
д
ж
сь
тн
о
л
п
й
ткан
езо
б
время удара под действием силы N, порожденной инерцией ударяемого тела,
ть
асн
п
езо
б
часть
а
н
и
ед
со
сти
о
еж
ад
н
я
чаи
кн
о
оба тела деформируются, в следствии чего расстояние между их центрами
к
то
ш
я
чаи
кн
о
я
ащ
кр
со
ты
л
м
о
р
д
ги
уменьшается до l1. Сближение между центрами тяжести тел  = 0 − 1 =
Взам. инв. №
й
щ
стую
еги
р
а
м
р
и
ф
1 − 2 , где 1 и 2 - перемещение центров тяжести тел во время удара.
ек
о
б
ки
хд
о
р
п
ер
кам
В таком случае процесс соударения можно описать системой уравнений
ер
кам
e
tab
еты
м
ар
п
ваь
и
л
тр
н
ко
динамики для каждого тела
к
о
сун
и
р
Инв. № подп.
Подп. и дата
ваетя
сы
1  2 1
2  2 2
= −;
=
 2
 2
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
42
В зависимости между сближениями и действующей силой  = () =
х
ы
ен
закл
учает
л
о
п
и
есл
(1 − 2 ).
Если второе тело очень велико и перемещения его центра тяжести
е
ы
ьн
ал
и
ц
со
й
и
ящ
ед
сл
во
р
ап
н
g
azem
h
можно пренебречь (2 = 0, 1 = ), то
а
чн
и
вел
т
л
м
о
р
д
ги

2
= −.
 2
(4)
Функция  = (), необходимая для решения этого уравнения, должна
сь
о
вн
екти
эф
яь
р
етво
л
й
чи
о
аб
р
быть получена методами теории упругости, она определяется формой и
и
щ
м
о
п
ея
стр
о
н
и
аш
м
та
й
сво
размерами тел в области контакта и их упругими потоянными.
e
tab
сью
ткан
езо
б
м
тр
ко
Рисунок 15 – Удар в волновой системе:
Взам. инв. №
ая
узчн
гр
о
п
а
ткуд
о
й
н
д
б
сво
а – б – положение тел до удара и во время удара; в, г – движение
р
зао
ударной волны (импульса); е – положение тел после удара (2 , 1 - массы,
г
о
яем
ар
уд
e
tab
й
это
вая
ты
учи
казн
о
п
охваченные ударной волной, а1 и а2 – скорости звука в телах; Nи –
Подп. и дата
и
укц
д
о
р
п
м
стви
ей
д
амплитудная характеристика ударного импульса.
ея
н
л
о
сп
и
й
ко
ц
ем
н
е
ы
ьн
ал
и
ц
со
Из выражения (3) следует, что при увеличении массы ударяемого тела
м
это
2
Инв. № подп.
а
тем
си
1
тче
о
е
квы
и
тн
л
зо
→ ∞ ƞ = 0.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
43
Однако в некоторых случаях (Рисунок 15) этот вывод теории
в
б
о
сп
й
н
д
вхо
х
ы
н
ар
уд
оказывется совершенно неверным. Так, при ударе коротким стержнем 1 по
стк
чи
о
ка
и
тн
л
зо
утчн
еж
м
о
р
п
е
ц
р
то
стрержню двадцатикратной длины 2 коэффициент передачи энергии
чскую
ати
евм
н
п
е
чи
о
аб
р
е
м
о
кр
согласно (3) должен быть равен приблизительно 18%. В действительности,
е
ы
ьн
ал
и
ц
со
еи
ьзван
л
о
сп
и
н
щ
м
ер
п
проведя эксперимент, энергия, переданная через стержень 2 и полученная
я
стви
ей
д
м
ен
вл
ти
р
п
со
ть
р
ско
стержнем-индикатором 3, составляет примерно 100% от начальной. Это
г
о
яем
ар
уд
е
м
о
кр
ас
м
противоречие, необьяснимое м позиции теории удара Ньютона и Герца,
т
о
аб
р
ть
яи
вы
го
ящ
ед
сл
ар
уд
часто
объясняется волновой теорией удара Сен-Венана, важнейшим положением
еч
встр
ь
ш
и
л
чег
о
аб
р
которой является ограничение скорости распространения напряжений и
тк
о
азб
р
а
н
л
во
ваетя
сы
атся
щ
м
ер
п
деформаций (скорость звука, волны) в соударяющихся телах при ударе. В
e
tab
сти
о
еж
ад
н
ьзуетя
л
о
сп
и
связи с этим при ударе по телу относительно большой протяженности в
еи
н
л
о
п
вы
ть
р
ско
cn
vtu
х
теьы
н
л
о
сп
и
еи
ш
тн
со
соударении учавствует не вся масса тела, а только та ее часть  , на которую
еа
ум
стр
н
и
а
схем
ваетя
сы
успела распространиться ударная волна за время t:
сту
н
и
ке
ам
н
и
д
ту
о
аб
р
 = ,
(5)
где  – плотность материала стержня, F – площадь его поперечного
чскй
и
р
тео
я
уто
б
х
ы
ьсн
ул
п
м
и
сечения,  – скорость ударной волны (скорость звука).
а
н
л
во
г
о
яем
ар
уд
я
еи
авн
ур
Для стержней

(5 а)
=√ .
к
и
гал

С этой скоростью распространяется как волна нагрузки, так и волна
ц
части
я
еи
уш
ар
н
и
н
щ
м
ер
п
разгрузки после окончания соударения (после потери контакта).
Взам. инв. №
у
ар
п
к
атчи
д
Выражение (5) позволяет получить все основные количественные
я
и
ен
ар
уд
со
ятс
ен
м
и
р
п
Подп. и дата
у
р
и
м
соотношения волновой механики удара в стержнях. Согласно второму закону
вя
газо
г
о
д
ж
утчн
еж
м
о
р
п
классической
т
азую
р
б
о
Инв. № подп.
чся
ю
закл
механики,
сила,
cn
vtu
приложенная к
хаузер
й
чески
хд
о
р
п
тем
си
неподвижному торцу
ударяемого стержня в течение времени t, заставит его двигаться со скоростью
ьтаы
езул
р
еа
ум
стр
н
и
м
учето
чскй
и
р
тео
v в соответствии с известным соотношением
чся
ю
закл
cn
vtu
 =  
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
44
Подставляя сюда выражение массы, охваченной волной (5) получим
етр
м
м
теьы
н
л
о
сп
и
х
ы
ен
закл
й
это
уравнения, связывающие силу удара со скоростью точек стержня после
гае
сти
о
д
еа
ум
стр
н
и
у
р
и
м
удара,
 = 
=
(6)

(7)

Перемещение торца за время удара
ея
стр
о
н
и
аш
м


2 =  =
Работа силы N на пути 2 равна энергии, переданной ударяемому
ки
р
б
о
к
атчи
д
ю
еи
авн
ср
ес
ц
о
р
п
чег
о
аб
р
стержню.
 = 2 =
Показатель  = 
ае
м
и
вн
2 
=

2 

.
(8)
называют ударной жесткостью или волновым
й
о
вн
и
сл
х
эти
сопротивлением стержня.
м
таки
Кинематическая энергия охваченной ударной волной части стержня с
а
л
си
я
и
ен
азуш
р
ка
и
д
ето
м
учетом (5) и (7)
й
уы
д
н
м
еко
р
й
о
вн
и
сл
 =
  2
=
2
2 
2
.
(9)
Сравнивая (8) и (9) стержень получает только половину переданной
ек
о
б
и
ен
ал
уд
и
ен
авл
р
уп
Взам. инв. №
ему энергии.
Вторую
вел
и
р
п
потенциальная
я
еи
авн
ур
энергия
еся
ущ
ж
ви
д
упругой
деформации стержня. Если через время и действие силы на стержень
ям
еи
авн
ур
ьта
езул
р
м
вы
о
л
си
прекратится, то к этому моменту волной будет охвачен участок стержня
й
о
вн
и
езар
б
сь
о
вн
екти
эф
ую
авм
д
ер
п
еф
д
го
р
уп
длиной и = и . Эта волна будет распространяться по стержню и после
тки
о
азб
р
й
и
ац
м
р
о
еф
д
х
ы
ян
л
зем
окончания действия силы N. Охваченный напряжениями участок стержня
я
ем
р
ят
л
ед
р
п
о
еа
ум
стр
н
и
качеств
длиной и , перемещающийся по стержню со скоростью звука a, называют
ы
л
си
силовым
Инв. № подп.
составляет
ьт
ул
п
ас
м
Подп. и дата
половину
ка
и
л
уб
есп
р
импульсом.
еко
д
н
и
г
н
м
о
л
п
и
д
ты
л
м
о
р
д
ги
Различают:
длительность
хаузер
импульса
и , равную
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
45
продолжительности удара  , длину импульса и = и , амплитуду импульса
кв
уан
о
р
д
ги
к
атчи
д
яс
азвш
р
б
о
и (0 ), скорость сечений стержня в импульсе v, напряжения в импульсе
в
ы
р
еп
н
а
звен
всей
н
ап
кл
уки
р
σ = /. Если напряжения не превосходят предела упругости материала,
ся
чаю
и
тл
о
это
я
ан
д
ер
п
импульс распространяется по свободному стержню почти без искажений
у
м
это
а
н
и
л
д
его
щ
яю
ар
уд
длительности и амплитуды, т.е. почти без потерь энергии.
а
гд
ко
з
чер
аевы
кр
Рисунок 16 – Схема ударного взаимодействия стержней;
н
ап
кл
та
ен
кум
о
д
р
о
еф
д
N – Сила соударения; v0, v – скорости сечений до начала удара и после
вя
часо
а
тел
к
о
сун
и
р
него; C1, C2 – ударные жесткости тел; а1, а2 – скорости звука в телах.
и
ен
азуш
р
я
ан
д
ер
п
ек
о
б
Сила удара может быть не только постоянной, но и переменной во
ектв
ъ
б
о
ва
н
п
м
ко
о
л
й
аш
ун
м
ко
ел
б
времени величиной. Вследствие этого силы и скорости отдельных сечений
сть
о
н
еж
ад
ы
туд
и
л
п
ам
ваетя
сы
ки
хд
о
р
п
х
ы
н
ар
уд
стержня в импульсе могут быть различными. При и =  диаграмма
ен
зм
и
импульса
имеет
это
форму
ар
уд
астю
зр
во
прямоугольника,
а
сам
импульс
ю
и
ван
о
еб
тр
называют
д
асхо
р
прямоугольным. Прямоугольный импульс определяется двумя параметрами –
я
сел
о
р
д
х
ы
н
р
го
и
н
щ
м
ер
п
амплитудой и = 0 и продолжительностью и = . Если сила, действующая
й
ко
ц
ем
н
ске
о
л
п
зут
и
еал
р
на торец стержня, переменна во времени, т.е.  = и = () ≠ ,
и
ен
ар
уд
со
и
ен
ж
л
о
п
e
tab
различают так же, помимо общей длительности и и амплитуды импульса
Взам. инв. №
и
ен
ж
х
ы
н
ар
уд
это
и , продолжительность и крутизну переднего и заднего фронтов импульса
й
н
ж
стер
й
ки
н
сар
й
н
д
вхо
П , з , п , з ( Рисунок 15, г).
ст
ко
д
и
ж
Импульс распространяется почти без искажений до тех пор, пока
Подп. и дата
че
о
аб
р
т
н
о
ем
р
у
д
ви
ударная жесткость стержня С остается постоянной по длине. При изменении
я
и
н
л
ед
р
п
о
й
и
ящ
ед
сл
а
н
и
л
д
ударной жесткости параметры импульса также изменяются на границе
я
н
туд
и
л
п
ам
з
и
л
ан
газ
ар
уд
участка. Для определения новых параметров  и  импульса, пришедшего по
и
тян
со
Инв. № подп.
еи
авн
ур
сти
о
еж
ад
н
стержню с ударной жесткостью 1 = 1 1 1
сти
о
еж
ад
н
й
о
ьсн
ул
п
м
и
к торцу стержня с ударной
а
и
ж
л
д
о
р
п
затем
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
46
жесткостью 2 = 2 2 2 ( Рисунок 15, д), рассмотрим динамику общего
и
ен
ж
л
о
асп
р
г
о
яем
ар
уд
ь
ел
д
о
м
торца.
В результате противодействий неподвижного второго стержня, силовая
т
и
хаусл
й
ати
кр
е
ьш
ал
д
реакция которого на действие первого стержня равна N, первый стержень за
я
и
ен
авл
р
уп
cn
vtu
ю
еи
авн
ур
н
ап
кл
время t потеряет количество движения
ьта
езул
р
вал
екти
о
р
сп
твен
со
1 (и − ) = ( − и ),
или заменяя 1 выражением (5) и сокращая обе части на t, получим
и
ен
ял
вы
и
ы
зл
ер
м
ети
м
ар
п
 − и = С1 (и − ).
(10)
Из этого уравнения с учетом (7) следует
а
гд
ко
ю
еи
авн
ср
 = и + С1 и − С1  = 2и − С1 
н
и
аш
м
(11)
откуда
 = 2и − / С1 .
Взам. инв. №
(12)
Рисунок 17 – Волновая диаграмма ударника
Подп. и дата
е
зд
и
гается
ви
д
v0 – скорость ударника до удара; Ni, vi - параметры волн; T, L - длина
яь
етр
вл
о
уд
и
етал
д
й
и
р
тео
ударника; T1=2L/a - период собственных колебаний ударника; 1- ударник; 2 –
р
аи
п
м
ко
сти
о
еж
ад
н
й
вы
ер
п
инструмент.
з
и
л
вб
Инв. № подп.
й
р
о
ап
н
н
б
о
уд
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
47
При встрече импульса с бесконечной жесткой преградой v=0 и
вй
сн
о
согласно (11)  = 2и . При выходе импульса на свободный торец стержня
ке
ам
н
и
д
ь
ел
д
о
м
и
есл
2и
 = 0 и согласно (12)  =
м
щ
яю
и
вл
С1
твен
со
естн
ж
= 2и .
Таким образом, при встрече с совершенно жесткой недеформируемой
ячем
р
го
ть
р
ско
т
л
м
о
р
д
ги
преградой амплитуда импульса удваивается, при встрече со свободной
я
и
ен
авл
р
уп
вг
сн
о
х
ы
ьн
звл
и
о
р
п
поверхностью удваивается скорость движения частиц в импульсе. Во всех
е
сл
чи
м
это
з
чер
я
ан
д
ер
п
м
тр
ко
других промежуточных случаях параметры импульсов, рожденных на
утчн
еж
м
о
р
п
р
аи
п
м
ко
е
сл
о
п
границе стержня, зависят от свойств тела, находящегося после нее.
узки
гр
о
п
г
тр
ко
ан
гл
со
В результате действия первого стержня на второй последний получит
ве
ты
азб
р
ьн
л
ко
ш
г
ь
л
еско
н
а
н
л
во
дополнительное количество движения (см. Рисунок 17).
я
и
тесн
вы
к
о
сун
и
р
(12 а)
2 ( − II ) = ( − I ),
х
ы
н
зад
где II – сила, которая действовала на граничную (торцовую) поверхность
ти
р
ско
утчн
еж
м
о
р
п
кт
ун
п
второго стержня до прихода импульса, II – скорость торцового сечения до
ьзват
л
о
сп
и
е
д
хо
яетс
н
м
и
хд
б
ео
н
г
о
д
ж
прихода импульса.
ест
вм
Заменяя 2 = 2 2 2  = 2  и сокращая обе части равенства (12а) на t,
тен
о
и
р
п
ц
и
л
таб
получим
асы
м
 − II = С2 (−II ) = − С2 (II − ).
(13)
Сравнивая уравнения (10) и (13), видим, что они имеют одинаковую
етс
явл
е
вы
о
н
я
ем
вр
затем
u
p
d
o
структуру
Взам. инв. №
н −  = ±( −н ),
где н , н и  ,  – новые и старые значения сил и скоростей в импульсе.
я
ьн
л
ави
р
п
ьн
л
уго
х
ы
ар
уд
Для определения знака перед ударной жесткостью можно руко
ат
н
и
д
р
ко
Подп. и дата
(14)
ть
яи
вы
ю
н
ж
стер
ser
au
h
водствоваться простым правилом: если расположить стержневые элементы
у
закчи
стью
н
л
о
п
х
ы
ен
закл
ударной системы в направлении начальной скорости ударника, то уравнение
й
о
туд
и
л
п
ам
й
ен
скаж
и
м
учи
л
о
п
д
во
и
р
п
й
еи
авн
ур
для стержня, находящегося ближе к началу, должно иметь знак плюс, дальше
с
ктеи
хар
ер
кам
й
вы
ер
п
й
чаы
ен
ступ
от начала — минус.
Инв. № подп.
я
и
ен
ар
уд
со
и
ен
ж
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
48
Уравнение (14) является основным уравнением волновой теории
й
уго
р
д
удара
стержней.
м
усти
п
о
д
м
о
ан
д
Задачи
соударения
качеств
т
й
сво
стержней
italn
решаются
при
ячем
р
го
помощи уравнения (14) весьма эффективно. Пример плоского сох
теьы
н
л
о
сп
и
ьзват
л
о
сп
и
я
и
ван
уд
р
б
о
ударения стержней показан на Рисунок
ве
ц
р
то
чется
ю
закл
19. Плоским соударением
г
о
д
ж
называют такое соударение, когда контакт между торцами ударяющего
гается
ви
д
а
стем
о
р
д
ги
я
и
ен
авл
р
уп
х
ы
тр
ко
й
о
ям
р
п
I и ударяемого 2 стержней происходит одновременно по всей торцовой
сти
л
о
п
плоскости.
й
о
ям
р
п
В
ты
л
м
о
р
д
ги
этом
случае,
г
н
м
о
л
п
и
д
если
тке
о
азб
р
поперечные
к
о
сун
и
р
размеры
торцов
еи
н
ткл
о
отличаются не более чем в 2—3 раза, можно считать, что все точки
е
такж
м
н
ж
стер
ям
еи
авн
ур
торцов обоих стержней в результате действия силы удара 1 получат
ьй
тал
зн
и
р
го
части
стакм
о
ед
н
н
ап
кл
я
щ
стуаю
о
п
одну и ту же скорость 1 .
етс
явл
Сила удара 1 и скорость торцового сечения Vi определяются системой
ты
л
м
о
р
д
ги
й
о
вн
и
сл
ето
м
ар
п
уравнений вида (14). Для ударника
е
ьзван
л
о
сп
и
и
ен
ж
л
о
п
т
л
м
о
р
д
ги
1 − 1 = 1 (0 −1 ).
Для ударяемого стержня
1 − 2 = −2 (2 −1 ).
В этих уравнениях 1 и 2 – сжимающие силы, которые действовали
я
и
ен
хл
ы
р
е
такж
ят
вд
о
р
п
р
зао
чег
о
аб
р
на стержни до удара; 2 – скорость ударяемого тела до удара.
ческй
авл
р
д
ги
г
атн
р
б
о
вая
о
л
си
В частном случае соударения свободных стержней при неподвижном
ка
и
л
уб
есп
р
стью
н
л
о
п
а
л
ы
б
ударяемом стержне (1 = 0, 2 = 0, 2 = 0) система уравнений получает
о
ем
азуш
р
т
л
м
о
р
д
ги
тказ
о
вид
Взам. инв. №
откуда
Подп. и дата
 = 1 (0 −1 );
{ 1
1 = 2 1 ,
Волна с параметрами 1 и 1 определяемыми этой системой
1 = 0 −
1
(14 а)
.
учае
сл
учае
сл
и
ы
зл
ер
м
уравнений, распространяется одновременно по обоим стержням. Через
cn
vtu
ть
р
ско
н
ж
о
м
чек
асти
л
п
время 1 / она достигнет свободного торца II ударяющего стержня t и
ь
ад
щ
о
л
п
Инв. № подп.
1
м
о
угл
о
л
й
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
49
1⁄
 = 1 /2 , отразившись, вернется к ударяющему
затем еще через время
еи
н
ткл
о
тью
ен
сб
о
ты
л
м
о
р
д
ги
торцу I( Рисунок 18). При встрече со свободной поверхностью параметры
а
н
л
во
ю
еи
авн
ср
ка
и
тн
л
зо
импульса 1 и 1 изменяются. Уравнение, определяющее новые параметры
cn
vtu
а
д
во
и
р
п
isek
n
u
1′ и 1′ согласно (14) и правилу знаков: 1′ − 1 = −1 (1 − 1′ ).
ю
ьзван
л
о
сп
и
связи
й
ы
н
р
эксавто
Поскольку свободная поверхность не может оказывать сопротивления и
т
схд
и
о
р
п
аш
ун
м
ко
ел
б
ка
о
п
1′ = 0 учитывая (14а), получим 1′ = 1 −
й
ен
скаж
и
а
н
л
во
1
1
= 0 − 21 /1 .
Далее, отраженная от свободной поверхности волна с параметрами 1′ =
качеств
ки
р
б
о
о
ьн
еал
д
и
0, 1= 1′ порождает новую волну с параметрами 2 , 2 определяемыми
м
ьш
л
о
б
еа
ум
стр
н
и
я
и
н
еш
р
уравнениями 2 − 0 = 1 (1′ − 2 ), откуда с учетом (14а) 2 = 1 0 −
каем
л
то
21 − 1 2 .
Повторяя аналогичным образом операции отражения волн от свободной
а
тем
си
вя
часо
ем
ъ
б
о
й
ы
тр
ко
я
и
ускан
п
о
поверхности II и их сложение у поверхности I, получим
й
щ
стую
еги
р
 = 1 0 − 2 ∑−1
1  − 1  ,
(15)
х
квы
и
тн
л
зо
хватсь
о
ер
ш
Где  – сила, действующая на поверхность I, i – порядковый номер волны,
связи
в
д
ето
м
тки
о
азб
р
рождающейся у поверхности I через временные интервалы 1 =
я
и
н
еш
р
а
м
р
и
ф
я
и
кц
ун
ф
21
1
;  –
скорость поверхности в течение i-го временного интервала.
сти
хн
вер
о
п
е
чи
о
аб
р
я
и
тесн
вы
Таким образом, выражение (15) дает связь между силой  и параметром v
ускаем
п
вы
ая
щ
ствую
ей
д
асы
м
вй
сн
о
для тела, размеры F,L и плотность ρ которого известны, независящую от
атся
щ
м
ер
п
утчн
еж
м
о
р
п
й
ван
о
ед
сл
и
ударяемого тела и формы торца.
ц
и
л
таб
й
ы
тр
ко
и
ен
тр
Аналогичную роль в классической динамике выполняет уравнение
аш
ун
м
ко
ел
б
Взам. инв. №
ческ
ам
н
и
д
н
ж
о
м

=

,
(16)
где v – скорость центра тяжести тела.
Подп. и дата
чег
о
аб
р
х
ы
ьн
л
акси
м
во
р
ап
н
Это уравнение безусловно проще уравнения (15). Однако, как показано
а
н
л
во
ускаем
п
вы
и
тян
со
выше, применение этого уравнения к длинным телам при расчете ударных
и
ен
тр
ы
н
и
аш
м
тказ
о
т
л
м
о
р
д
ги
етс
явл
процессов может привести к грубым ошибкам не только количественного,
Инв. № подп.
утчн
еж
м
о
р
п
уки
р
й
н
ж
стер
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
вг
сн
о
Лист
50
но и качественного характера. Для предупреждения этих ошибок
й
вы
ачо
кул
вь
чи
й
усто
предложен критерий применимости формулы ( 1 6 ) при ударе
ьта
ул
п
з
и
ехан
м
ас
м

=

и
тен
о
асм
р
.
(17)
Этот критерий включает продолжительность соударения tу 3и
и
тян
со
ен
ж
ви
д
ть
р
ско
период собственных колебаний ударяющего тли ударяемого тела
г
и
н
ай
м
ы
ар
уд
й
и
тящ
со
2
=
;

(18)
где L – наибольший размер тела, a – скорость продольной или поперечной
части
ть
асн
п
езо
б
ям
о
асн
кр
волны.
и
щ
м
о
п
г
о
д
ж
Скорость поперечной волны в стержнях
ь
ад
щ
о
л
п

и = √ ,

где G – модуль сдвига материала.
и
ен
ж
н
и
аш
м
Расчеты показывают, что при β≥3 допустимо рассматривать соударяющиеся
тью
ен
сб
о
ую
тр
ко
казн
о
п
тела как тела классической механики и применять уравнение (16). В
й
это
ем
щ
б
о
p
u
ld
o
г
о
н
ар
уд
противном случае при β<3 соударяющиеся тела целесообразно рассматривать
ть
ы
б
н
зако
ан
гл
со
как волноводы и пользоваться при расчетах уравнениями волновой механики
й
м
и
хд
б
ео
н
я
ан
сп
и
качеств
типа уравнения (15).
ая
н
л
во
гае
сти
о
д
Трехэлементная волновая система одновременного удара состоит из
м
это
м
таки
четко
материала, инструмента, ударника. В отличие от систем одновременного
Взам. инв. №
о
й
ш
ан
естр
б
у
м
это
го
ед
ш
и
р
п
м
чески
хд
о
р
п
удара базовое уравнение этой системы состоит из двух частей: основной,
о
л
й
ваетя
сы
я
ги
ер
эн
ят
схд
ево
р
п
е
ы
н
зад
относящейся к плоскости контакта инструмента с материалом А, и уравнения
еф
д
го
р
уп
н
б
о
уд
м
теьы
н
л
о
сп
и
плоскости контакта ударника с инструментом Б.
Подп. и дата
чскую
ати
евм
н
п


=
2Б
2
+
2
2
∑−1
1 (Б − ) −

2
кац
ф
и
д
о
м
(19)
ть
р
ско
Дополнительное уравнение
Инв. № подп.
м
таки
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
51
1−

1
1/
0
Б
Б

= 0 −
Б
−
1
Б
2
−
2
1
∑−1
1 Б −
2
∑−1
1 (Б −  ).
2
(20)
где 1 и 2 ударные жесткости ударника и инструмента, р и i порядковые
ске
о
л
п
ая
щ
б
со
е
вы
о
н
номера периодов собственных колебаний инструмента и ударника, для
учае
сл
й
о
вн
и
сл
к
о
сун
и
р
которых определяются силы и сближение.
ска
и
р
ет
ж
о
м
Решение системы уравнений (20) и (19) начинают с уравнения (20), в
ар
уд
ке
и
зн
во
га
ви
сд
я
ен
ж
ви
д
котором при t=1 N=0. Затем полученное решение для NБ1 подставляют в
вки
о
б
ам
тр
ую
авм
д
ер
п
ть
р
ско
уравнение (19) и определяют NБ2, которое, будучи подставлено в (20), дает
у
д
еж
м
чег
о
аб
р
и
н
ем
вр
й
еи
авн
ур
й
н
р
всето
возможность получить NБ2 и т.д. Если в ходе решения окажется NБ <0, это
и
ам
тр
ен
ц
ка
и
д
ето
м
м
еы
вл
о
устан
означает, что ударник отскочил от инструмента, и дальнейшие расчеты
а
н
и
ед
со
е
тр
ко
яс
азвш
р
б
о
необходимо вести по уравнению (19) при NБ =0. Для определения выбора
ваь
и
л
тр
н
ко
вы
н
ж
стер
м
д
асхо
р
н
ап
кл
сочетания q и t, характеризующих вид уравнений для данного временного
еи
ж
и
ам
тр
ен
ц
интервала Т2q – T1t, удобно пользоваться волновой диаграммой, показанной
й
о
ям
р
п
ы
ц
р
то
й
ткан
езо
б
ен
ж
ви
д
Взам. инв. №
на рисунке.19.
Рисунок 18 – Волновая трехэлементная система:
Подп. и дата
ья
сал
вер
и
ун
NБ и N – сила взаимодействия ударника и инструмента, инструмента и
я
ан
д
ер
п
ь
ш
и
л
г
ем
вр
н
д
о
материала; Т1 и Т2 – период собственных колебаний ударника и инструмента;
я
стви
ей
д
Инв. № подп.
и
ен
уб
загл
ускает
о
р
п
н
то
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
52
l1 и l2 – длина ударника и инструмента; i, q – порядковый номер собственных
ьую
ачл
н
во
ер
п
и
сечн
ц
и
л
таб
н
б
о
уд
колебаний ударника и инструмента; vА, vБ – скорость плоскостей А и Б.
тказ
о
и
ен
ж
л
о
п
Волновая модель продольного удара однородных стержней конечной длины.
к
о
сун
и
р
я
ги
ер
эн
д
асхо
р
сь
тн
о
л
п
Рассмотрим схему продольного удара стержней конечной длины
ster
u
lb
o
h
й
н
м
ер
сво
з
чер
сть
н
щ
о
м
яе
н
уд
затр
(Рисунок 19). Стержень 1 двигается со скоростью V0 и наносит удар по
качеству
т
н
о
ем
р
его
учш
л
неподвижному стержню 2 в момент времени t =0.
е
сл
о
п
Рисунок 19 – Схема продольного удара стержней конечной длины.
х
ы
н
ар
уд
ая
н
л
во
т
л
м
о
р
д
ги
у
ар
п
м
это
Движение поперечных сечений соударяемых стержней описывается
я
ван
о
ед
сл
и
вя
часо
ятс
ен
м
и
р
п
волновым уравнением вида
а
тел
 2 1 (, ) 1  2 1
− 2
= 0,
 2
1  2
−1 ≤  ≤ 0,
 2 2 (, ) 1  2 2
− 2
= 0,
 2
2  2
0 ≤  ≤ 2 ,
где 1 (, ), 2 (, ) – продольное перемещение поперечного сечения
й
чески
хд
о
р
п
й
чаы
ен
ступ
ческг
хд
о
р
п
соответственно стержней 1 и 2, x – координата сечения, t – время, a1 и a2 –
Подп. и дата
Взам. инв. №
й
ы
тр
ко
ческ
ам
н
и
д
скорости распространения волн в материале стержней.
к
то
ш
Начальные
и
уто
б
условия
й
ки
н
сар
определяют
состояние
й
это
ь
л
еско
н
стержней
перед
у
д
ви
их
соударением: при t=t0=0.
1 (, 0 )
1 (, 0 )
2 (, 0 )
2 (, 0 )
= 0 ,
= 0,
= 0,
=0




Краевые условия определяют отсутствие сил на торцах стержней в сечениях
чи
уд
б
Инв. № подп.
ы
ц
части
я
и
ан
п
м
ко
ьта
ул
п
x = -l1 и x = l2:
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
53
1 (−1 , )
= 0,

2 (2 , )
,

а также определяют равенство сил и условия сопряжения в ударных сечениях
е
н
зо
ап
и
д
м
чески
хд
о
р
п
етс
явл
еся
ущ
ж
ви
д
м
о
ан
д
(x=0) стержней при непосредственном их взаимодействии
кв
уан
о
р
д
ги
1 1
1 (0, )
2 (0, )
1 (0, )
= 2 2
, если
< 0,



где 1 , 2 – модуль упругости 1-го рода материала стержне; 1 , 2 – площадь
ст
авен
р
г
о
д
ж
ы
ц
р
то
ть
яи
вы
стм
о
р
поперечных сечений стержней 1 и 2,
м
учето
1 (0, ) 2 (0, )
1 (0, )
=
, если
< 0,



Либо отсутствие сил в ударных сечениях стержней, если их взаимодействие
етс
явл
а
д
во
и
р
п
ьса
ул
п
м
и
отсутствует:
е
такж
ет
ж
о
м
1 (0, )
= 0,

2 (0, )
= 0.

Выводы:
1. Рассмотрена модель продольных соударяющихся стержней конечной
тс
яю
л
ед
р
п
о
м
стви
ей
д
и
щ
м
о
п
длинны. Проанализировав делаем вывод, что сила импульса внутри
е
такж
я
и
тесн
вы
е
ы
связан
ы
н
и
аш
м
бойка и инструмента зависит от: скорости бойка, периода собственных
ц
и
л
таб
й
и
ен
д
аж
гр
о
и
н
кам
колебаний бойка и ударника, продолжительности соударения.
Взам. инв. №
й
о
н
ар
уд
го
ед
ш
и
р
п
м
ги
р
уп
2. При ударе коротким стержнем 1 по стержню двадцатикратной длины 2
ка
о
п
учае
сл
честв
и
л
ко
коэффициент передачи энергии должен быть равен приблизительно
ь
л
н
о
и
ац
р
я
и
ен
ш
вы
о
п
м
учи
л
о
п
еа
ум
стр
н
и
18%. В действительности, проведя эксперимент, энергия, переданная
Подп. и дата
тке
о
азб
р
а
л
си
г
о
д
ж
через стержень 2 и полученная стержнем-индикатором 3, составляет
ес
ц
о
р
п
примерно 100% от начальной. Это противоречие, необьяснимое с
ы
ьн
ал
и
ец
сп
й
во
ер
п
ы
н
ж
л
о
д
позиции теории удара Ньютона и Герца, объясняется волновой теорией
ть
о
аб
р
ую
авм
д
ер
п
азч
н
ед
р
п
ваетя
сы
м
ая
н
туд
и
л
п
удара Сен-Венана, важнейшим положением которой является
стен
Инв. № подп.
часть
затем
й
м
и
хд
б
ео
н
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
54
ограничение скорости распространения напряжений и деформаций
ксь
ем
о
уд
тр
air
p
m
co
ат
н
и
д
р
ко
(скорость звука, волны) в соударяющихся телах при ударе. В связи с
ьй
тал
зн
и
р
го
й
о
ян
асл
м
я
и
ан
п
м
ко
е
ги
о
н
м
этим при ударе по телу относительно большой протяженности в
ес
ц
о
р
п
ка
и
д
ето
м
ес
ц
о
р
п
соударении учавствует не вся масса тела, а только та ее часть, на
тке
о
азб
р
т
си
ао
н
ст
ко
д
и
ж
которую успела распространиться ударная волна.
ть
учи
л
о
п
си
о
р
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
и
ен
азуш
р
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
55
4. Исследование формирования импульсов напряжений в ударной
я
и
н
ровед
п
ая
щ
ю
ству
ей
д
й
ы
н
зч
у
гр
о
п
системе
В работе Ушакова Л.С., Котылева Ю.Е., Кравченко В.А. разработана и
м
ьяси
б
ео
н
проведены
ваетя
сы
ети
м
ар
п
исследования
н
ж
о
м
т
ею
м
и
инструмента
с
силовой
массивом
при
характеристики
ударе.
я
ащ
кр
со
При
вая
д
хо
взаимодействия
га
ви
сд
этом,
одновременно
erfl
b
o
регистрировалось изменение напряжений в двух сечениях (Рисунок 20)
и
ен
ар
уд
со
ват
чи
есп
б
о
ю
и
ен
азуш
р
промежуточного звена (волновода): верхняя осциллограмма – вблизи торца,
г
о
н
ар
уд
т
ен
о
м
ен
ж
ви
д
по которому наносится удар, и нижняя – около лезвия инструмента. На
вы
н
ж
стер
еи
н
ткл
о
air
p
m
co
м
о
р
д
н
л
и
ц
качеств
верхней осциллограмме представляется возможным четко выделить: 1 м
ги
р
уп
ка
о
п
е
ы
указн
период действия «головного импульса» и 2 – период взаимодействия
естн
ж
е
чи
о
р
п
еи
н
ткл
о
ударной системы с массивом («хвостовая» часть импульса).
й
н
д
б
сво
кац
ф
и
д
о
м
й
чи
о
аб
р
Рисунок 20 – Силовая характеристика полного цикла взаимодействия
чгусо
и
ен
й
к
и
гал
а
схем
у
закчи
ударной системы с породой
Подп. и дата
Взам. инв. №
й
ван
о
ед
сл
и
1 – датчик установлен на волноводе вблизи торца, по которому
х
ы
ян
л
зем
ц
и
л
таб
ы
ан
стр
наносится удар, 2 – датчик установлен около лезвия инструмента.
сти
л
о
п
застви
Соответственно
этим
ечан
м
и
р
п
ва
н
п
м
ко
периодам
имеют
й
ен
д
ж
р
о
п
сти
л
о
п
место
максимальные
й
о
н
ар
уд
напряжения в волноводе 1 и 2 . В общей продолжительности удара Т
ятс
ен
м
и
р
п
еч
встр
«головной импульс» занимает порядка 8…10%, однако, максимальная
т
звд
и
о
р
п
ус
п
р
ко
й
ческо
ам
н
и
д
ем
вр
н
д
о
амплитуда напряжений 1 существенно больше 2 и это превышение растет
ектв
ъ
б
о
Инв. № подп.
м
это
еч
встр
ват
чи
есп
б
о
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
56
по мере увеличения скорости удара. Так же величина максимальных
е
ы
тр
ко
е
ы
н
ар
уд
а
д
о
и
ер
п
напряжений («головной импульс») в контрольном сечении волновода
у
д
еж
м
н
ж
о
м
ьса
ул
п
м
и
находится в прямой зависимости не только от скорости (энергии) удара
о
й
ш
ан
естр
б
ая
щ
ствую
ей
д
м
н
д
о
ьш
л
о
б
м
ая
тр
ко
бойка по хвостовику волновода, но и принятого соотношения сечений
евую
ц
р
то
й
ки
н
сар
г
о
яем
ар
уд
элементов в ударной системе (Рисунок 21).
у
ц
р
то
ен
ж
и
л
сб
ческая
хд
о
р
п
Рисунок 21 – Изменение максимальных напряжений в промежуточном
м
это
звене («головной импульс») в зависимости от скорости удара 1 и
ес
ц
о
р
п
й
еш
вн
ы
ан
стр
соотношения
поперечных
соответственно
ы
туд
и
л
п
ам
чая
ю
вкл
г
атн
р
б
о
1
2
сечений
бойка
д
о
и
ер
п
и
х
ы
н
д
б
сво
инструмента:
1….5
–
= 12,8,6,2,1.
Так в случае применения (для частоты эксперимента) промежуточного
качеств
учает
л
о
п
м
стви
ей
д
звена 2 ≫ 1 , с постоянным диаметром от 0,03 до 0,18 м было получено
е
ян
и
вл
т
чю
и
азл
р
си
о
р
увеличение максимальных напряжений в импульсе на 40…60% (Рисунок 17,
еа
ум
стр
н
и
й
квы
яд
р
о
п
связи
линии 1, 2, 3). Установлено, что влияние кратности поперечных сечений
italn
элементов
века
ки
р
б
о
го
ящ
ед
сл
ударной системы на величину максимальной амплитуды
г
это
ти
р
ско
напряжений существенно оказывает влияние до величины отношения
Взам. инв. №
а
тем
си
ьн
л
уго
х
ы
ь
д
чер
о
ти
о
асм
р
1
≈
2
30, в дальнейшем напряжения изменяются незначительно. Использование в
ьн
ел
тд
о
м
ы
т
о
см
зави
ударной короткого промежуточного звена (волновода) 1 ≪ 1 приводит к
н
и
аш
м
я
ен
ж
ви
д
а
п
ти
з
и
ехан
м
уменьшению максимальных напряжений при тех же пределах изменения
Инв. № подп.
Подп. и дата
связи
к
и
техн
отношений (1 /2 ) (Рисунок 22).
я
ел
зд
и
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
57
Рисунок 22 - Изменение напряжений в промежуточном звене в
гае
сти
о
д
к
то
ш
и
ен
ял
вы
зависимости от диаметра бойка 1 и скорости удара 1 = 8,3
вая
д
хо
е
сл
о
п
у
д
еж
м
м
с
м
и2 = 3,9 :
с
1,2 при 1 >>2 ; 1′ , 2′ - при 1 ≈ 2 .
При равенстве длин элементов ударной системы 1 ≈ 2 , что характерно
узки
гр
о
п
для
исполнительных
ар
уд
органов
т
ен
о
м
и
ен
ж
л
о
п
чатся
и
увел
горных
машин,
экспериментально
и
н
еш
р
не
представляется возможным выделить в промежуточном звене «головной
ть
асн
п
езо
б
атся
щ
м
ер
п
ан
гл
со
импульс» без искажений. Для получения достоверных данных методикой
е
чи
о
аб
р
исследований
азч
н
ед
р
п
вая
д
хо
предусматривалась
ка
й
о
б
ья
сал
вер
и
ун
сравнительная
оценка
м
о
туп
результатов,
полученных при соответствии длин 1 ≈ 2 и при соударении бойка с
г
о
д
ж
чег
о
аб
р
ую
еб
тр
практически полубесконечным звеном (2 ≫ 1 ).
ы
зл
ер
м
я
и
н
л
ед
р
п
о
Длительность «головных» импульсов напряжений, при прочих равных
яс
азвш
р
б
о
ем
ъ
б
о
й
ы
тр
ко
условиях, характеризует энергию, передаваемую породе за счет внутренней
е
ы
указн
ы
туд
и
л
п
ам
т
о
см
зави
й
щ
ваю
ты
учи
динамики ударной системы. Соотношение длин бойка и промежуточного
твен
со
й
еи
яж
р
ап
н
и
ен
ж
о
сл
звена также оказывает существенное влияние на продолжительность их
ер
кам
й
ы
тр
ко
утчн
еж
м
о
р
п
действий.
Взам. инв. №
т
схд
и
о
р
п
ки
р
б
о
Таким образом, проведенный краткий анализ экспериментальных
тке
о
азб
р
ва
н
п
м
ко
зависимостей показывает, что для определения реальных параметров
ска
и
р
е
н
зо
ап
и
д
ть
ы
б
к
то
ш
влияющих факторов: скорость удара, соотношения (1 /2 ) и (2 /1 );
я
и
ен
авл
р
уп
Подп. и дата
ьта
езул
р
генерируемых импульсов напряжений необходимо учитывать комплекс
ц
и
л
таб
Инв. № подп.
ы
ьн
ал
и
ец
сп
века
о
звестн
и
торцевую жесткость элементов и др.
ес
ц
о
р
п
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
58
Выводы:
1. Проведен краткий анализ экспериментальных зависимостей от
х
эти
и
есл
ц
и
л
таб
скорости бойка ударяющего ударник, где максимальная амплитуда
ем
вр
н
д
о
м
ьш
л
о
б
м
усти
п
о
д
напряжений 1 существенно больше 2 и это превышение растет по
г
н
д
о
чн
и
увел
тен
о
асм
р
мере увеличения скорости удара и поперечного сечения.
м
учи
л
о
п
н
ж
о
м
яь
етр
вл
о
уд
2. Анализ данных позволяет увидеть, что не только скорость и
т
ен
о
м
ти
р
ско
о
азн
см
поперечное сечение влияет на изменение напряжений, но и диаметр
ческ
ам
н
и
д
т
н
о
ем
р
я
ьзван
л
о
сп
и
бойка.
я
ащ
кр
со
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
часто
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
59
5. Советы по улучшению импульсной техники
х
ы
лян
зем
Надежностью называется способность изделия сберегать заложенные в
в
ы
р
еп
н
ческая
хд
о
р
п
и
н
еш
р
ц
и
л
таб
ьзват
л
о
сп
и
нем при проектировании и изготовлении технические характеристики и
ьш
ал
д
е
параметры в течение заданного времени эксплуатации, хранения и
ас
м
ы
туд
и
л
п
ам
г
о
д
ж
транспортировки. Понятие надежности распространяется на все технические
тс
яю
л
ед
р
п
о
ти
р
ско
е
и
щ
яю
ар
уд
со
ас
м
ть
р
ско
объекты — от детали до сложного изделия в целом. Надежность сложного
о
ем
азуш
р
ке
ам
н
и
д
ат
н
и
д
р
ко
изделия зависит от надежности каждого из входящих в него элементов.
й
о
ьсн
ул
п
м
и
и
м
ы
н
еж
уб
зар
Надежность
безотказной
й
квы
яд
р
о
п
— комплексное
работой,
д
во
и
р
п
свойство
й
щ
ю
и
егул
р
изделий,
к
о
сун
и
р
долговечностью,
й
о
ьсн
ул
п
м
и
характеризуемое
ремонтопригодностью
м
агр
и
д
ем
ъ
б
о
и
сохраняемостью как изделия в целом, так и его частей. Выход из строя отказ
чскй
и
р
тео
тся
чаю
и
увел
затем
й
ен
скаж
и
— хотя бы одного элемента приводит к отказу всего изделия или ухудшению
ускает
о
р
п
д
о
и
ер
п
ьш
ен
ум
атся
сти
хн
вер
о
п
ую
тн
вр
о
п
качества работы. Различные элементы устройства — гидроударники,
ь
д
чер
о
золотники,
г
о
д
ж
рабочий
инструмент,
р
ято
л
акум
е
квы
и
тн
л
зо
гидроцилиндры,
электродвигатели,
н
и
аш
м
ы
ер
кам
механизмы и т. д. — обладают неодинаковой надежностью. Под
н
и
аш
м
надежностью или безотказностью изделия понимается также его свойство
х
ки
ем
о
уд
тр
связи
ак
н
д
о
поддерживать выходные параметры в пределах допусков в течение
вал
екти
о
р
сп
к
уан
о
р
д
ги
х
ы
скутвен
и
чн
и
увел
g
azem
h
определенного интервала времени в реальных условиях эксплуатации, т. е.
вая
д
хо
ьм
тал
зн
и
р
го
ческая
хд
о
р
п
при заданных входных воздействиях; по окончании этого интервала изделие
е
такж
й
о
ям
р
п
к
и
техн
й
н
ж
стер
может оставаться исправным (удовлетворять предъявляемым требованиям)
й
ы
узчн
гр
о
п
я
л
уси
гут
о
м
или неисправным — (не удовлетворять предъявляемым требованиям). Эти
я
щ
стуаю
о
п
ьта
езул
р
сту
н
и
противоположные
состояния
й
ы
д
каж
ваетя
сы
изделия
в
общем
случае
сти
о
еж
ад
н
являются
вероятностными событиями.
я
и
ен
хл
ы
р
е
сл
о
п
Существующая технология получения качественной поверхности
Взам. инв. №
т
ю
ч
азли
р
скй
ч
и
р
тео
р
аи
п
м
ко
деталей гидроударников достаточно трудоемка, требует больших машинных
а
и
лж
род
п
е
м
у
стр
н
и
ресурсов,
высокой
квалификации
й
щ
ваю
ты
и
уч
кац
ф
и
д
о
м
звляет
о
п
х
ки
ем
о
д
у
тр
рабочего
и
большого
расхода
казтель
о
п
вспомогательных материалов. Указанные недостатки можно устранить путем
Подп. и дата
г
щ
ую
ослед
п
кта
н
у
п
вь
и
ч
й
сто
у
применения оптимальных по себестоимости и качеству поверхности методов
телах
сле
и
ч
ст
ко
д
и
ж
тся
аю
ч
вели
у
тер
ги
зальц
окончательной обработки.
На основании анализа физической сущности процессов механической
Инв. № подп.
яс
развш
об
я
ем
вр
х
альы
н
у
м
ко
кац
ф
и
д
о
м
обработки и внешнего трения, в труде Пеженова А.П., Данилова А.А. [19],
и
ач
ерд
п
й
ески
ч
д
х
о
р
п
g
in
m
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
60
выяснено, что взаимодействие соприкасающихся тел происходит только в
и
сотян
х
и
щ
ю
ш
азу
р
сти
н
х
вер
о
п
пределах поверхностного слоя, свойства которого отличаются от свойств
орй
ап
н
и
ен
лж
о
п
oberfl
материала сердцевины заготовки. Также процесс эксплуатации детали можно
р
лято
у
п
и
ан
м
ваь
трли
кон
р
эксавто
м
ги
р
п
у
ти
о
асм
р
рассматривать, как продолжение технологии ее обработки, поэтому для
стен
х
езаклы
н
аслей
тр
о
повышения долговечности пар трения необходимо максимально уменьшить
уха
кож
ку
сти
во
х
ае
ч
слу
их приработку при эксплуатации.
века
Процессы окончательной механической обработки и трения тесно
оек
б
ем
яч
р
го
й
это
связаны между собой по многим параметрам: качество поверхности,
ы
туд
ли
п
ам
air
p
m
co
ы
н
и
аш
м
сформировавшееся
при
е
льы
ач
н
изготовлении,
определяет
зки
у
гр
о
п
твен
со
интенсивность
изнашивания в процессе приработки; процессы удаления слоя материала с
м
ги
р
п
у
ла
си
поверхности
е
д
ви
заготовки
и
и
ерзлы
м
глан
со
образования
частиц
износа
т
д
сх
и
о
р
п
а
н
ч
вели
при
вая
д
о
х
трении
сопровождаются молекулярным взаимодействием, пластическими, упругими
это
х
ы
скальн
й
ы
д
каж
деформациями, а также микрорезанием; для обоих процессов сопоставимы
од
ери
п
режимные
условия
по
и
м
ы
н
еж
заруб
параметрам;
м
н
ы
взр
силовым,
сопоставимы
температурным
геометрические
кв
роуан
д
ги
и
н
кам
и
кинематическим
м
стви
ей
д
с
ктеи
ар
х
параметры
удаляемого
в
о
ар
д
у
с
м
таки
поверхности заготовки слоя материала и изношенного слоя материала при
ы
н
и
аш
м
кл
и
ц
ет
ж
о
м
трении.
еств
кач
Интенсивность
поверхности
а
н
и
ед
со
изнашивания
после
окончательной
уменьшается
я
и
н
вед
о
р
п
с
й
ы
ен
вач
х
о
обработки.
ят
вд
о
р
п
В
в
ако
ш
у
ростом
качества
качестве
которой
вг
сн
о
предлагается применить метод безабразивной ультразвуковой финишной
х
ы
ен
д
рож
ваетя
сы
ть
асн
п
езо
б
обработки (БУФО), она позволяет снизить шероховатость за один проход с
вй
осн
й
ы
д
каж
тельо
и
ач
зн
Ra = 6,3 до Ra = 0,1 (для незакаленных сталей) и с Ra = 1,6 до Ra = 0,1 (для
й
ен
д
орж
п
лты
ром
д
ги
астью
ч
закаленных сталей). При этом поверхностный слой упрочнится на 25-30 %
Взам. инв. №
т
схд
рои
п
казн
о
п
ь
стави
ер
п
(для незакаленных сталей) и на 5-10 % (для закаленных сталей). При этом
аш
н
у
м
елко
б
к
ан
у
о
р
д
ги
тг
ли
н
о
м
затраты времени на обработку цилиндрических поверхностей уменьшаются в
котрм
т
д
сх
и
о
р
п
е
ар
д
у
6-8 раз по сравнению с классической технологией обработки.
Подп. и дата
х
ы
льн
акси
м
eco
d
in
italn
Проблема обеспечения высокого уровня потребительских свойств
й
о
ян
асл
м
автотранспортной
техники,
тс
яю
ен
м
и
р
п
уки
р
ее
безотказности,
е
н
и
аш
м
долговечности
и
ремонтопригодности непрерывно обостряется, в связи с чем именно
х
н
ш
ы
вскр
ьса
ул
п
м
и
надежность
е
ян
и
вл
Инв. № подп.
н
р
сто
e
tab
ьй
тал
зн
и
р
го
ет
ащ
зр
во
определяет
перспективы
развития
ер
кам
отечественного
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
61
машиностроения в условиях острой конкуренции со стороны зарубежных
х
ы
ьн
скал
й
аи
зн
я
тал
и
производителей.
х
и
щ
ю
азуш
р
ги
о
н
м
Приоритетное значение надежности при их проектировании и
к
и
гал
изготовлении
подтверждается
счет
статистическими
ую
ан
д
данными,
которые
й
теьы
н
л
о
сп
и
свидетельствуют о том, что расходы на поддержание их в работоспособном
ы
затр
вк
о
устан
состоянии непрерывно растут. Ежегодные потери народного хозяйства,
вя
часо
ы
н
и
аш
м
х
ы
стен
я
ем
р
связанные с обслуживанием и ремонтом технических средств за период
ы
ер
кам
ть
р
ско
к
и
н
ар
уд
эксплуатации, в несколько раз превышают их первоначальную стоимость.
в
б
о
сп
я
и
ен
ш
вы
о
п
ей
асл
тр
о
Для современных гидроударников характерны такие направления
у
ер
кам
й
чески
хд
о
р
п
й
о
тем
си
развития, как повышение скорости и интенсивности, динамичности,
ьзван
л
о
сп
и
е
мощности, масляной
твен
со
й
н
ж
стер
экономичности, безопасности
а
стем
о
р
д
ги
ьзуетя
л
о
сп
и
движения
и
т.д.
Усложнение и усиление требований к ним привели к тому, что проблема
e
tab
чи
уд
б
ст
ко
д
и
ж
еи
ш
тн
со
повышения их эксплуатационной надежности приобрела огромное значение.
й
м
и
хд
б
ео
н
ар
уд
ваетя
сы
Ненадежный гидроударник не сможет эффективно функционировать, так как
ти
о
асм
р
учае
сл
ц
и
л
таб
каждый его отказ влечет за собой значительные материальные потери, а в
яе
н
уд
затр
ускаем
п
вы
ть
яи
вы
отдельных случаях может иметь и катастрофические последствия.
ть
р
ско
яэн
ги
ер
air
p
m
co
Выводы:
вая
ты
учи
г
тр
ко
3. На качество, долговечность, безотказность всех исполнительных
е
ьзван
л
о
сп
и
органов машины и правильной стабильной работы зависят от таких
к
и
н
ар
уд
еи
авн
ур
факторов
е
ы
тр
ко
как:
качество
е
сл
о
п
м
ы
стян
о
п
окончательной
ьы
ачл
н
е
обработки
изделия,
й
чи
о
аб
р
казн
о
п
ремонтопригодность, безопасность всей гидросистемы. Учитывая
ен
зм
и
стк
зачи
е
ьш
л
о
б
все параметры при производстве и эксплуатации гидроударников
Взам. инв. №
м
учето
можно добиться высокой производительности и долговечности.
ьк
л
то
часть
ер
кам
4. В настоящее время многие поломки и неисправности происходят изг
тр
ко
у
д
ви
я
и
ен
ш
вы
о
п
за неправильной эксплуатации гидромолотов, что свидетельствуют
Инв. № подп.
Подп. и дата
я
н
ж
стер
хватсь
о
ер
ш
и
тен
о
асм
р
о том, что на работу с машинами ударного действия требуются
кта
ун
п
тен
о
и
р
п
чск
и
техн
более квалифицированные рабочие.
й
ки
н
сар
х
ы
ян
л
зем
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
62
5. Недостаточность исследований и их материальная поддержка
г
н
д
о
говорит о том, что лучше использовать устаревшее оборудование, а
а
д
хо
я
ел
зд
и
м
о
ан
д
не стремиться к более высокому КПД ударных установок.
стк
чи
о
гут
о
м
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
тки
о
азб
р
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
63
6. Безопасность жизнедеятельности
м
о
ан
д
e
tab
Анализ характера и причин отказов базируется на глубоких знаниях
ст
ей
д
о
м
взаи
ер
кам
ят
л
ед
р
п
о
физической природы их возникновения и развития, т.е. знаний инженерноа
л
си
стакм
о
ед
н
к
о
сун
и
р
физических основ надежности и прочности. Процессы, приводящие к потере
а
схем
й
о
теьн
и
л
д
к
то
ш
ая
тр
ко
машиной работоспособного состояния, включают в себя усталостное
д
о
и
ер
п
ая
щ
б
со
я
и
н
л
ед
р
п
о
разрушение конструкционных материалов, изнашивание, пластические
е
сл
о
п
ть
яи
вы
е
ы
н
д
зап
деформации, старение, коррозию.
я
сел
о
р
д
ган
р
о
При эксплуатации гидроударников подавляющее большинство деталей
тчеа
о
а
м
р
и
ф
еф
д
р
о
достигают предельного состояния из-за износа. В связи с этим выявление
чег
о
аб
р
й
н
ж
стер
е
гн
сти
о
д
й
квы
яд
р
о
п
физических процессов изнашивания, установление зависимостей физиком
таки
м
чески
хд
о
р
п
ть
асн
п
езо
б
механических свойств поверхностного слоя детали от режима ее работы,
е
ьн
л
д
о
р
п
м
ы
н
о
и
ехскц
тр
а
тем
си
факторов внешней среды позволяют управлять этим процессом.
н
и
аш
м
з
чер
г
о
яем
ар
уд
х
ы
н
д
б
сво
у
гм
р
аф
и
д
Решение проблемы повышения надежности гидроударников требует,
каеь
л
то
и
м
ы
н
еж
уб
зар
ен
ж
ви
д
прежде всего, наличия достоверной, систематической информации по их
я
и
н
л
ед
р
п
о
ар
уд
сту
н
и
отказам и неисправностям, фактическим ресурсам, расходам запасных
р
о
еф
д
о
хр
ы
ен
д
ж
е
захвты
ути
п
частей, трудоемкостям обслуживания и ремонта, а также факторам,
ю
и
ьш
ен
ум
и
ен
ар
уд
со
т
о
аб
р
влияющим на эти показатели в реальных условиях эксплуатации. Анализ
связи
вая
о
л
си
ве
ты
азб
р
такой информации позволяют оценить уровень надежности той или иной
е
д
ви
g
in
m
й
ческо
ам
н
и
д
модели агрегата, узла, детали, выявить слабые места в конструкции,
ы
ар
уд
и
ен
ар
уд
со
ьта
езул
р
и
м
о
п
си
о
р
разработать конкретные мероприятия по повышению эксплуатационной
яь
ставл
ер
п
еи
авн
ур
х
уги
р
д
надежности и оптимизации системы поддержания в работоспособном
вал
екти
о
р
сп
я
и
н
вед
о
р
п
чатся
ю
кл
ер
п
состоянии. Обработка информации о надежности осуществляется методами
Взам. инв. №
м
чески
хд
о
р
п
си
о
р
я
и
ен
ш
вы
о
п
математической статистики по показателям, оценивающим как отдельные
еи
ж
ю
еи
авн
ур
ускаем
п
вы
свойства надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность),
ти
р
ско
к
уан
о
р
д
ги
я
ан
д
ер
п
так и комплексными показателями, оценивающими несколько ее свойств
Подп. и дата
а
тем
си
а
гд
ко
си
о
р
одновременно.
Обеспечение необходимого уровня надежности является одной из основных
ую
еб
тр
х
ер
кам
а
н
и
ед
со
я
чаи
кн
о
задач технической эксплуатации гидроударников и важной составляющей
Инв. № подп.
й
н
м
ер
сво
стью
н
л
о
п
я
еи
авн
ур
общей системы обеспечения надежности. На фактические показатели
а
н
и
л
д
тв
л
м
о
р
д
ги
м
стви
ей
д
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
64
надежности в этот период оказывают влияние большое число факторов
ас
щ
ю
явл
ь
ул
д
о
м
ть
р
ско
х
ы
ьн
л
уго
х
ы
н
ем
и
р
п
(условия эксплуатации, квалификация персонала,
твен
со
производственно-техническая база предприятия). Безопасность и правила
е
ы
указн
е
ы
тр
ко
г
ьн
л
ко
ш
использования гидромолотов.
я
р
д
аго
л
б
г
о
яем
ар
уд
Гидромолот, на сегодняшний день, наверное, является самым
ы
зл
ер
м
н
то
а
н
л
во
распространенным видом сменного оборудования, применяемым в народном
тея
н
л
о
сп
и
я
чаи
кн
о
чатся
ю
кл
ер
п
хозяйстве. Он применяется для разрушения бетонных конструкций, грунтов
ет
ж
о
м
ы
н
и
аш
м
и
ен
ал
уд
и скальных пород.
м
стви
ей
д
Рисунок 23 – Гидромолот в работе
й
ки
н
сар
т
ен
о
м
Гидромолот является устройством активного действия, при этом, сила
вы
н
ж
стер
ер
сф
и
н
степ
е
ум
стр
н
и
удара воздействует не только на разрушаемый материал, но и на базовую
ы
н
ж
л
о
д
й
н
ж
стер
часто
машину, которая испытывает значительные нагрузки. Это воздействие
части
н
и
аш
м
ваетя
сы
несколько гасится массой самого гидромолота, массой рукояти, стрелы и
х
ы
н
ем
и
р
п
а
д
во
и
р
п
ям
о
асн
кр
й
о
ян
асл
м
казн
о
п
частью массы самой машины. Чтобы уравновесить и свести к минимуму
х
ки
ем
о
уд
тр
о
ачн
уд
ар
уд
х
ы
езакл
н
реактивные силы, возникающей при работе, необходимо плотно прижимать
к
ам
н
и
д
сн
б
о
д
я
ем
р
инструмент к разрушаемому материалу строго перпендикулярно его
isek
n
u
м
это
я
ем
вр
поверхности. Данное прижатие осуществляется за счет гидроцилиндров
и
н
еш
р
еи
ш
тн
со
тн
о
азб
р
стрелы и подвески, а так же массы самого экскаватора, который как бы
Взам. инв. №
е
р
ято
л
акум
о
л
й
етс
явл
«подвешивается»
на
сти
о
еж
ад
н
дополнительной
точке
опоры
т
л
м
о
р
д
ги
ы
ан
стр
(которой
является гидромолот). При этом часть его шасси отрывается от грунта.
и
уто
б
й
уго
р
д
стуае
о
п
й
м
и
хд
б
ео
н
Подп. и дата
етр
м
Естественно, достигнуть полного совпадения оси движений рабочего
тер
ги
ьц
зал
й
ен
скаж
и
сь
о
вн
екти
эф
инструмента и оси прижатия очень трудно, особенно принимая во внимание,
о
ьн
еал
д
и
ть
ы
б
ган
р
о
что при заглублении инструмента в породу этот угол изменяется. Но
и
ен
ар
уд
со
е
ы
тр
ко
г
о
яем
ар
уд
м
н
ж
стер
стремиться к этому надо, ведь при несовпадении этих осей значительно
я
и
ен
азуш
р
Инв. № подп.
и
азк
см
ть
учи
л
о
п
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
65
возрастают износ направляющих втулок, вибрационные нагрузки на базовую
ен
зм
и
д
о
и
ер
п
е
захвты
ьта
езул
р
атя
ж
и
р
п
машину, а также снижается эффективность работы.
ас
м
к
о
сун
и
р
я
и
ван
уд
р
б
о
Кроме того, установка гидромолота под углом к обрабатываемой
ей
н
зад
ьш
ал
д
е
ве
й
о
устр
поверхности (Рисунок 24) значительно повышает риск соскальзывания
ес
ц
о
р
п
м
учето
и
уж
сл
о
п
инструмента, которое нередко чревато поломкой.
качеству
и
ен
ад
п
я
ел
зд
и
Рисунок 24 – Не правильная работа гидромолота под углом к породе
ети
м
ар
п
и
н
о
яп
ту
о
аб
р
Принимая во внимание тот факт, что установить молот строго
й
вы
ачо
кул
еч
встр
перпендикулярно
поверхности
ы
н
ставл
ед
р
п
почти
е
такж
невозможно,
стг
л
хо
то
а
л
си
полностью
исключить радиальные нагрузки не получится, как ни пытайся. Кроме
м
ьяси
б
ео
н
ст
ей
д
о
м
взаи
г
о
яем
ар
уд
того, в зазор между направляющими втулками и рабочим инструментом
я
и
азвн
р
б
о
сти
л
о
п
у
д
ви
ако
гд
всегда попадают пыль и частицы разрушаемого материала, которые,
ки
р
б
о
т
звд
и
о
р
п
еи
ш
тн
со
действуя как абразив, значительно снижают срок службы гидромолота.
яь
р
етво
л
е
д
хо
аш
ун
м
ко
ел
б
к
и
гал
чская
гти
ер
эн
Для уменьшения этих негативных влияний необходимо тщательно
атся
щ
м
ер
п
и
ен
ял
вы
и
ен
ял
вы
смазывать пару «инструмент-втулка», а также регулярно обновлять
связи
м
ен
вл
ти
р
п
со
и
ен
тр
смазку в процессе работы. Данную манипуляцию следует производить не
ксь
ем
о
уд
тр
сти
н
ж
зм
во
з
и
л
ан
атя
ж
и
р
п
реже, чем раз в 2 часа работы, а в сильно запыленных условиях —
гут
о
м
ежечасно.
Новая
г
о
н
ар
уд
з
и
л
ан
х
ки
ц
ем
н
века
смазка
вносится
е
ы
указн
через
пресс-масленку,
которая
ьзван
л
о
сп
и
е
устанавливается в буксе инструмента. Разработаны специальные смазки
Взам. инв. №
ка
и
л
уб
есп
р
на
основе
дисульфита
повышенные
м
о
туп
ть
учи
л
о
п
молибдена
противоизносные
и
х
теьы
н
л
о
сп
и
или
графита,
противозадирные
которые
твен
со
е
сл
чи
качества.
х
ы
ян
л
зем
ан
гл
со
имеют
При
недостаточном смазывании трение между рабочими частями приводит к
Подп. и дата
н
ап
кл
а
тем
си
к
и
гал
а
л
ы
б
вая
д
хо
их контактному свариванию, а также возникновению выбоин и заусенцев.
у
ар
п
й
н
л
во
ьм
тал
зн
и
р
го
Последние становятся очагами усталостных трещин, разрушающих
х
ы
н
ар
уд
я
ел
зд
и
и
ен
ж
о
сл
инструмент. Стоит отметить, что ржавый металл в значительно большей
Инв. № подп.
ы
ар
уд
е
д
ви
его
н
зад
т
н
о
ем
р
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
66
степени подвержен усталости, а значит, хранить инструмент необходимо
й
ы
хвачен
о
н
ж
о
м
ети
м
ар
п
с хорошо смазанном состоянии.
й
н
м
ер
сво
а
вш
ко
н
и
аш
м
Был упомянут тот факт, что для плотного прижатия инструмента к
е
ы
н
ар
уд
ят
вд
о
р
п
обрабатываемому материалу необходимо « вывесить» экскаватор. При
ы
н
ставл
ед
р
п
ьш
л
о
б
аи
н
й
ят
схд
ево
р
п
этом корпус экскаватор как бы « падает» с высоты, нанося удары по
а
д
во
и
р
п
стг
л
хо
а
л
си
ть
ы
б
«неподвижному» инструменту, что многократно усиливает силу удара.
ы
ан
стр
ваетя
сы
и
ен
ж
л
о
п
Но у каждой медали есть две стороны. В данном случае это относится к
и
м
ы
н
еж
уб
зар
м
н
д
схо
и
и
ен
ар
уд
со
случаю внезапного разрушения объекта, когда экскаватор «падает» на
м
о
угл
е
щ
аю
м
и
сж
час
х
ы
ян
л
зем
а
л
ы
б
грунт с максимальной высоты. Проведенные исследования показали, что
e
tab
ь
ел
д
о
м
г
р
вто
динамические нагрузки, возникающие при падении экскаватора с высоты
а
м
р
и
ф
й
ы
тр
ко
кв
уан
о
р
д
ги
превышающей 15 см, могут приводить к серьезным поломкам ходовой
ах
тел
я
и
тесн
вы
м
ы
ьн
ел
тд
о
х
ы
н
зад
части машины. Для снижения риска таких поломок запрещается
ть
р
ско
ь
казтел
о
п
в
й
о
устр
вывешивать экскаватор более, чем на 15 см.
твен
со
ая
тр
ко
Кроме этого, производители, стремясь уменьшить воздействие на
стуае
о
п
тс
яю
ен
м
и
р
п
тс
яю
л
ед
р
п
о
базовую машину, оснащают гидромолоты упругими амортизаторами ,
й
н
л
во
г
н
м
о
л
п
и
д
й
н
д
б
сво
часто
которые поглощают часть энергии. Но их эффективность сравнительно
й
чи
о
аб
р
казн
о
п
ке
и
зн
во
невелика и защитить машину от повреждений, полученных при падении с
чатся
ю
кл
ер
п
ет
ж
о
м
я
и
ен
хл
ы
р
высоты более 15 см они пока неспособны. Гидроцилиндры привода
е
н
и
аш
м
к
о
сун
и
р
ват
чи
есп
б
о
гидромолота так же выполняют роль амортизаторов, но лишь в том
я
ел
зд
и
стг
л
хо
тке
о
азб
р
случае, когда они не доходят до крайнего положения (т.е. когда шток
т
звд
и
о
р
п
ато
р
б
ви
к
о
сун
и
р
упирается в дно гильзы) не менее 10 см. В этом случае рабочая жидкость
е
тр
ко
ея
стр
о
н
и
аш
м
я
ж
и
н
учает
л
о
п
ть
ы
б
выполняет роль гидравлического амортизатора.
я
и
н
л
ед
р
п
о
Если
Взам. инв. №
к
о
сун
и
р
й
ческо
ам
н
и
д
обрабатываемый
материал
секунд
работы
т
схд
и
о
р
п
казн
о
п
сью
ткан
езо
б
новую точку, как правило, ближе к краю. Такая манипуляция увеличит
и
щ
м
о
п
т
и
ж
ер
д
со
я
и
н
екащ
р
п
я
ан
сп
и
чески
хд
о
р
п
производительность, а также сохранит рабочий инструмент. Дело в том,
тем
си
з
и
ехан
м
кх
ам
р
что при длительной работе на одном месте инструмент раскаляется. Как
й
р
о
ап
н
тся
чаю
и
увел
м
учето
мы знаем из школьного курса физики, горячие предметы становятся более
м
теьы
н
л
о
сп
и
ы
ан
стр
ет
ж
о
м
ти
о
асм
р
а
гд
ко
мягкими, а, значит, острый конец инструмента быстрее изнашивается и
ть
р
ско
ст
ко
д
и
ж
качеств
может грибовидно деформироваться или расплющиваться. Переставлять
ы
ер
кам
Инв. № подп.
15-30
гидромолота не разрушается, то необходимо переставить инструмент на
т
си
ао
н
Подп. и дата
за
и
укц
д
о
р
п
теьы
н
л
о
сп
и
х
ы
н
и
аш
м
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
67
инструмент необходимо
предварительно его выключив,
ы
б
уж
сл
ведь при
чн
и
р
п
ть
ы
б
«холостом» ходе основные детали подвергаются повышенному износу.
в
й
о
устр
Существуют
сти
хн
вер
о
п
модели,
асы
м
р
о
еф
д
оснащенные
блокираторами
ы
н
и
аш
м
холостого
ка
и
д
ето
м
хода
тем
си
(система «автостоп»), т.е. гидромолот автоматически выключается при
ы
ер
кам
ка
и
тн
л
зо
отсутствии нагрузки.
ы
туд
и
л
п
ам
В
процессе
работы
вая
д
хо
пара
еи
ш
тн
со
«инструмент-втулка»
постепенно
ую
ан
д
изнашиваются в результате чего зазор между хвостовиком инструмента и
ческг
хд
о
р
п
ьзуетя
л
о
сп
и
еи
тн
о
л
уп
направляющей втулкой постепенно возрастает. Это величину необходимо
я
и
тесн
вы
ая
н
л
во
eco
d
in
р
ято
л
акум
я
л
уси
регулярно контролировать и при увеличении зазора больше, чем на 5% от
р
ято
л
акум
величины посадочного диаметра инструмента, необходимо менять всю
я
стви
ей
д
ке
и
зн
во
ь
казтел
о
п
о
связан
з
чер
пару. В противном случае боек гидромолота будет наносить удары по
в
ы
р
еп
н
краям
торца
усиливают
е
ы
стн
ко
д
и
ж
инструмента,
к
и
техн
процесс
применяются
которые
а
д
хо
ер
п
разрушения.
ти
р
ско
ч
и
ал
н
инструменты
еа
ум
стр
н
и
выкрашиваясь,
Существуют
я
и
н
екащ
р
п
рабочие
учае
сл
и
ен
азуш
р
со
многократно
т
ен
о
м
модели
четко
в
сферическими
которых
оголовками
я
еи
вл
р
ап
н
хвостовиков. В них при отклонении центра инструмента в пределах
ат
гкр
о
н
м
ы
ктен
хар
и
тен
о
асм
р
износа втулки точка соударения бойка и инструмента отклоняется от
и
н
щ
м
ер
п
о
ьн
еал
д
и
м
ьо
ал
тр
ен
ц
центра незначительно , что уменьшает вероятность повреждения. Но такая
яь
р
етво
л
и
ен
ад
п
й
ван
о
ед
сл
и
конструкция все же не освобождает от необходимости контроля зазора и
ахте
ш
ти
о
асм
р
italn
своевременной
замены
и
н
щ
м
ер
п
износившихся
х
ы
н
ар
уд
деталей.
Ряд
и
уж
сл
о
п
производителей гидромолотов прилагает к своей продукции специальный
я
ан
д
ер
п
ваетя
сы
шаблон, позволяющий контролировать степень износа без использования
т
аю
зд
со
д
о
и
ер
п
та
ен
кум
о
д
яетс
н
измерительных инструментов.
Взам. инв. №
В
большинстве
я
р
д
аго
л
б
случаев
м
н
ы
взр
гидромолоты
Подп. и дата
целым
набором рабочих инструментов, каждый из которых наиболее эффективен
кв
уан
о
р
д
ги
при
я
и
ен
авл
р
уп
определенном
ем
щ
б
о
виде
еты
м
ар
п
разрушаемых
материалов.
х
ы
ьн
звл
и
о
р
п
Так плоское
а
л
ы
б
аевы
кр
й
н
д
б
сво
зубило наиболее эффективно при работе с мягкими материалами (сильно
ку
сти
хво
учае
сл
узки
гр
о
п
растрескавшимся бетоном, в том числе и армированным), асфальтовым
й
чи
о
аб
р
ьу
скл
о
п
й
о
н
ар
уд
покрытием, мерзлыми грунтами и кирпичной кладкой. Коническая или
й
ы
д
каж
сту
н
и
и
ен
ж
л
о
п
пирамидная пика оптимальна при дроблении высокопрочных материалов,
и
ен
авл
д
н
ж
о
м
ь
л
н
о
и
ац
р
я
ги
ер
эн
например, неармированного монолитного или слабо растрескавшегося
м
ен
вл
ти
р
п
со
Инв. № подп.
комплектуются
ер
сф
е
ы
н
ар
уд
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
68
бетона, предварительного разрушения железобетонных конструкций. Ну
я
вн
о
ур
стк
чи
о
чег
о
аб
р
и, наконец, инструмент с тупым концом лучше всего подходит для
твен
со
к
ам
н
и
д
разрушения
негабаритов
ас
м
е
ы
тр
ко
кристаллических
к
и
н
ар
уд
пород
я
и
авн
ср
(гранита,
магмы,
е
ы
указн
зеленокаменных пород). При работе таким инструментом рекомендуется
ы
ьн
ал
и
ец
сп
ем
вр
н
д
о
чег
о
аб
р
плавно отклонять его во фронтальной оси, но не более, чем на 5 градусов.
х
ы
ьн
звл
и
о
р
п
ер
кам
т
ен
о
м
В этом случае из-под тупого конца инструмента удаляются раскрошенная
о
ачн
уд
и
тен
о
асм
р
качеств
ть
р
ско
м
учи
л
о
п
порода и эффективность ударов возрастает.
е
д
ви
Выводы:
гут
о
м
ческую
авл
р
д
ги
1. При эксплуатации гидромолотов запрещается:
ст
авен
р
 Использовать гидромолот как рычаг для транспортировки
я
чаи
кн
о
породы
я
ем
вр
х
ы
тр
ко
 Перемещать камни концом инструмента или корпусом
а
тем
си
т
н
о
ем
р
гидромолота
и
ац
д
н
м
еко
р
 Не наносить холостые удары по уступу породы
к
о
сун
и
р
качеств
я
ащ
кр
со
 Использовать гидромолот более 15 секунд в одном месте
я
и
ан
п
м
ко
твен
со
я
вн
о
ур
 Смазывать больше, чем он того требует, в горизонтальном
и
н
вед
о
р
п
такя
ти
р
ско
положении инструмента
 Зачищать
ем
вр
н
д
о
обрабатываемую
ы
н
и
аш
м
поверхность
с
помощью
й
о
ям
р
п
гидромолота
 Начинать работу с середины уступа
г
о
яем
ар
уд
ы
туд
и
л
п
ам
атся
и
ж
ер
д
вы
 Не стандартные молоты повышают репродуктивность
г
о
яем
ар
уд
г
р
вто
 Использовать не предназначенный для работы в воде
Взам. инв. №
уки
р
гидромолот
к
и
тн
л
зо

т
л
м
о
р
д
ги
Контактировать
экскаватора
Инв. № подп.
Подп. и дата
теь
и
хл
ы
р
 Работать
ударного
сн
б
о
д
инструмента
со
стрелой
и
н
кам
без
установленного
предохранительного
ьтаы
езул
р
оборудования
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
69
7. Организационно-экономический раздел
еи
ж
м
глы
у
кр
1. Организация и планирование научно-исследовательских работ
ьса
ул
п
м
и
Научно-исследовательские работы (НИР) проводят в случае, когда
ван
о
ед
сл
и
тем
ть
ы
б
разработку продукции невозможно или нецелесообразно осуществлять без
ь
естко
ж
м
теьы
н
л
о
сп
и
к
о
сун
и
р
проведения соответствующих исследований.
тер
о
п
м
стви
ей
д
НИР проводят с целью получения методами научного исследования
в
д
ето
м
ц
части
ы
ер
кам
ческг
хд
о
р
п
обоснованных исходных данных для разработки технических заданий на
д
асхо
р
новую
продукцию и
узки
гр
о
п
г
н
чи
ско
модернизацию
ваетя
сы
ы
чн
и
вел
старой
и
выявления
м
стви
ей
д
наиболее
эффективных решений для использования их в процессе проведения опытноан
гл
со
м
ы
н
о
и
ехскц
тр
ю
еи
авн
ур
конструкторских работ (ОКР) и опытно-технологических работ (ОТР),
к
о
сун
и
р
ац
м
р
о
ф
н
и
у
закчи
создания образцов, осуществления их всесторонней проверки перед
ческй
авл
р
д
ги
й
щ
ю
и
егул
р
е
ьш
ал
д
проведением ОТР.
В качестве исходного документа для проведения НИР рекомендуется
[19, 20] разрабатывать техническое задание (ТЗ НИР). Оно определяет цель,
содержание, порядок проведения работ, а также намечаемый способ
реализации результатов научно-исследовательских работ.
Порядок построения, изложения и оформления ТЗ НИР разрабатывает и
утверждает исполнитель НИР по согласованию с заказчиком (при его
наличии).
В качестве ТЗ НИР может быть принят документ, признанный
заказчиком и исполнителем НИР как исходный документ для выполнения
Подп. и дата
Взам. инв. №
работ.
В общем случае предусматривают следующие этапы выполнения НИР:
1)
выбор направления исследований;
2)
теоретические и экспериментальные исследования;
3)
обобщение и оценка результатов исследований.
В ходе работы были затронуты все три этапа: выбор направления
исследований
в
рамках
общей
комплексной
темы,
теоретические
Инв. № подп.
исследования, обобщение и оценка результатов исследований.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
70
При выявлении на стадии исполнения НИР нецелесообразности
дальнейшего
проведения
работ
из-за
неизбежности
получения
отрицательного результата или потери актуальности, исполнитель НИР
представляет заказчику (при его наличии) обоснование для прекращения
работ.
Обоснованием для прекращения НИР является согласованное с
заказчиком решение исполнителя НИР.
При наличии нескольких исполнителей НИР решение должно быть
согласовано также с головным исполнителем НИР.
По результатам НИР составляют отчет, который содержит обобщение
результатов работ, проведенных на всех этапах НИР, и рекомендации по
разработке продукции.
Рекомендации по разработки продукции содержат:
1) технические требования для включения в техническое задание на
продукцию,
а
также
предложения
по
её
стандартизации
(при
необходимости);
2) предложения по разработки продукции;
3) копии опубликованных авторских свидетельств и патентов (при их
наличии), а также в установленном порядке копии заявок на изобретения,
оформленные исполнителем НИР.
Результаты законченных НИР рассматривают на научно-техническом
(ученом) совете организации
(предприятия)
–
исполнителя
НИР с
привлечением заказчика (при его наличии).
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
При рассмотрении результатов НИР совет (секция) в общем случае
определяет:
1)
соответствие проделанных исследований требованиям ТЗ НИР;
2)
обоснованность
рекомендаций
по
разработке
продукции,
технический уровень, конкурентоспособность продукции;
3)
научно – технический уровень проведенных исследований;
4)
перечень вопросов, требующих дальнейшего решения при
проведении ОКР (ОТР).
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
71
Совет (секция) может рассмотреть также вопрос о возможности
представления имеющегося экспериментального образца на приемочную
комиссию для принятия решения о производстве такой продукции.
При положительных результатах рассмотрения отчет о НИР утверждает
руководство организации исполнителя НИР.
2. Затраты на проведение НИР. Состав работ на этапах НИР
Этапы проведения НИР, а также трудоемкость их проведения
предусматривают в общем случае выполнение работ, указанных в таблице 5.
Общая трудоемкость этапов НИР определяется путем суммирования
норм трудоемкости всех этапов проведения НИР.
Таблица 5 – Состав работ и их трудоемкость на этапах НИР
Этап НИР
Трудоёмкость, н/ч
3
Состав работ
1
Сбор
и
2
изучение
научно-технической
документации и другой информации, относящейся
45
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
к теме исследования
Проведение патентных исследований
Обобщение и систематизация накопленной
информации по теме исследования
Выбор и обоснование принятого направления
исследований и методы решения поставленных
Выбор
направления задач
Научное
консультирование
дипломного
руководителя
Оценка ожидаемых показателей новой продукции
после внедрения результатов НИР
Разработка
общей
методики
проведения
исследований, составление графика работ
Составление промежуточных расчетов, их
рассмотрение и корректировка общей программы
НИР
Теоретически Построение моделей объекта исследований,
е
обоснование допущений
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
2
20
15
20
6
8
34
55
Лист
72
исследования Анализ требований (точностных, быстродействия,
надежности и др.) к отдельным блокам
устройства
Обобщение результатов предыдущих этапов
работ
Обобщение
Оценка полноты решения задач
и оценка
Разработка рекомендаций по использованию
результатов результатов проведенных НИР
исследований Составление и оформление отчета
Рассмотрение результатов НИР и приёмка работ в
целом
Итого: общая трудоёмкость разработки этапов НИР
4
8
3
5
49
6
280
Затраты на выполнение научно-исследовательской работы рассчитаны
и приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Затраты на выполнение НИР
Статьи затрат
Сумма, руб
2
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
1
1. Основная (тарифная)
заработная плата
Примечание
3
1.1. Руководителя
1820
1.2. Исполнителя
8820
Итого
2. Дополнительная
заработная плата
3. Полная заработная плата
4. Отчисления во
внебюджетные социальные
фонды
5. Накладные расходы
6. Прочие расходы
7. Итого: общая сумма затрат
10640
1.1. СЧТС·Т·1,4;
1.2.
С΄ЧТС·Т΄·1,4,
где СЧТС = 65 и С΄ЧТС = 22,5 –
часовая тарифная ставка, руб;
Т = 20 – трудоёмкость НИР
Т΄ – трудоёмкость НИР (табл. 6.1)
1,4 – коэффициент, учитывающий
премии и доплаты.
1064
10% пункта 1
11704
Пункт 1 + пункт 2
3043,04
26% пункта 3
10640
266
25653,04
100% пункта 1
2,5% пункта 1
п3+п4+п5+п6
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
73
3. Прибыль и договорная цена НИР
Прибыль – один из важнейших показателей деятельности предприятия
(лаборатории, НИИ), характеризующий размер чистого дохода, созданного в
результате его деятельности.
В данном случае говорить о «твердой» прибыли НИР невозможно,
поэтому можно только предположить, что прибыль составит некоторое
количество процентов от общей суммы затрат.
Расчет прибыли и договорной цены НИР представлен в таблице 7.
Таблица 7 – Прибыль и договорная цена НИР
Наименование статьи
Сумма, руб.
Примечание
1
2
3
1. Норма затрат на выполнение НИР
25653,04
таблица 6
2. Норма прибыли
3847,96
15% пункта 1
29501
пункт 1+пункт 2
3. Договорная цена НИР
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
4. Оценка научно-технической результативности НИР
В данном разделе производится количественная оценка и качественный
анализ НИР на основе следующих факторов:
1)
новизна полученных результатов;
2)
глубина научной проработки;
3)
степень вероятности успеха;
4)
перспективность использования результатов;
5)
масштаб возможной реализации результатов.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
74
Количественный анализ НИР состоит в сопоставлении преимуществ и
недостатков полученных результатов на основе оценок “выше – ниже”,
“лучше – хуже”, “больше – меньше”.
Количественная оценка по каждому из факторов устанавливается
экспериментальным путем (числовые значения коэффициентов значимости).
При этом величина коэффициента достигнутого уровня должна быть не
более единицы.
Результаты качественного анализа и количественной оценки НИР
занесены в таблицу 8.
Таблица 8 – Характеристика показателей и признаков научно-технической
результативности НИР
Показатель
Коэффиц Качество
Характеристика
научной
иент
значимос показате показателей
результативнос
лей
ти
ти
Коэффициен
т
достигнутого
уровня
1
5
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
Новизна
полученного
результата
2
3
0,2
Установлены некоторые
общие закономерности,
методы, способы,
Средняя
позволяющие создать
принципиально новые
виды техники
Перспективно
сть
использования 0,26
результатов
НИР
4
Важная
Результаты будут
использованы в
конкретном научном
направлении при
разработке новых
технических решений,
направленных на
существенное
повышение
производительности
0,7
0,9
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
75
труда
Глубина
научной
проработки
Сложность
теоретических расчетов
невысокая, результаты
проверены на
Средняя
ограниченном
количестве
экспериментальных
данных
0,27
Завершенность
0,27
полученных
результатов
Важная
Рекомендации,
развернутый анализ,
предложения
Коэффициент научно-технической результативности:
0,8
0,7
0,779
5. Стратегия финансирования НИР
Согласно таблице 6 для реализации НИР необходима сумма в размере
25653,04 рублей. Возможными источниками финансовых средств являются:
Взам. инв. №
1. Государственное (бюджетное) финансирование
 прямое сметное финансирование;
 финансирование по целевым программам;
Инв. № подп.
Подп. и дата
 инвестиционные кредиты (льготные, беспроцентные);
 портфельные инвестиции в акции предприятий разработчиков и
изготовителей.
2. Негосударственное финансирование
 целевое финансирование общественных организаций;
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
76
 банковское кредитование;
 средства предприятий-заказчиков.
Конкретные формы финансирования определяются стадией нового
продукта, целью финансирования и средой использования.
Бюджетное финансирование проходит по сложившимся каналам:
1) сметное по организациям-разработчикам нового продукта. Размер
финансирования определяется на год. Исходя из сметы предыдущего года
и возможностей дополнительного финансирования;
2) финансирование целевых государственных программ вне связи со
сметным финансированием по утвержденным ранее темам и этапам к ним,
а также предприятиям-разработчикам. Это долгосрочное финансирование
АН России, Министерства науки и техники, Министерства экономики.
Внебюджетные формы финансирования, как правило, ориентированы на
высокорентабельные проекты с достаточно коротким сроком окупаемости
(не боле двух лет).
Предприятия-заказчики новой продукции обычно ориентированы на уже
теоретически
проработанные
фундаментальные
исследования
с
финансированием конечной стадии разработки конкретной продукции. Как
дополнение к таким разработкам в ряде случаев отдельно финансируется
создание базы обслуживания у заказчика и полный комплекс работ по
запуску новой продукции в серийное производство.
При небольшом периоде разработки (до одного года) затраты
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
включаются в себестоимость уже выпускаемой продукции у заказчика по
статье «Работы и услуги сторонних организаций». Если разработки носят
более долгосрочный характер, то финансируются из прибыли с льготным
налогообложением (до 50% налогооблагаемой прибыли может быть
выделено на финансирование научно-технических разработок).
Более широкие задачи по поддержке научных исследований в
Российской Федерации преследуют общественные организации типа фондов
Теодора Шанина и другие. Финансирование строится по ряду признаков:
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
77
финансирование
(система
грандов)
поэтапное
(поквартальное
с
промежуточными отчетами).
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
В данном случае будет осуществляться финансирование по целевым
программам.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
78
Заключение
В
результате
выполнения
дипломной
работы
была
разработана
математическая модель при соударении бойка и инструмента, так же проведены
исследования по производству и разработке гидравлических молотов.
В ходе работы были решены следующие задачи:
1. Изучены математические модели известных зарубежных и российских
ученых в области проектирования и исследования породоразрушающих
гидромолотов.
2. Проведен анализ и обзор работ в области разработки и создания машин
ударного действия и их область применения.
3. Рассмотрены некоторые модели конструкций машин ударного действия
известных зарубежных и отечественных организаций.
4. Проанализированы
экспериментальные
исследования
в
области
импульсной техники, которые проводились учеными в различных организациях
бывшего СССР, а также в лабораториях ОрелГТУ.
5. Разработана
математическая
модель
для
соударения
бойка
и
инструменту (волноводу).
6. Проведена обработка результатов экспериментальных данных и
расшифровка осциллограмм.
7. Установлены зависимости влияния параметров бойка на импульсы
напряжений и импульсов, генерируемых в инструменте.
Взам. инв. №
8. Выявлены потенциальные опасности при эксплуатации экскаватора и их
источники,
которые
Подп. и дата
влияют
на
работу
гидроударников
и
гидравлических машин. Даны рекомендации по улучшению долговечности и
ремонтопригодности.
9. Рассчитаны
Инв. № подп.
негативно
трудоемкость
и
затраты
на
проведение
научно-
исследовательской работы, посчитана прибыль и договорная цена НИР, а также
произведена оценка и качественный анализ НИР на основе различных факторов.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
79
Список литературы
1. Ушаков, JI.C. Гидравлические машины ударного действия / JI.C. Ушаков,
Ю.Е. Котылев, В.А. Кравченко. - Москва: Машиностроение, 2000. - 415 С.
2. Маттис, А.Р. Перспективы применения гидропривода в экскаваторных
ковшах активного действия /А.Р. Маттис, В.Н. Лабутин, И.В.
Мезенцев//Механизмы
и
машины
ударного,
периодического
и
вибрационного действия: Материалы международ, науч. симп - Орел:
ОрелГТУ, 200. - С. 136-142.
3. Александров, Е.В., Соколинский, В.Б. Прикладная теория и расчеты
ударных систем / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский - М: Наука,
1969. -201 С.
4. Батуев, Г.С. Инженерные методы исследования ударных процессов /
Г.С. Батуев, Ю.В. Голубков, А.К. Ефремов, А.А. Федосов / Москва
«Машиностроение» 1977.
5. Ушаков, JI.C. Импульсные технологии и гидравлические ударные
механизмы: учебное пособие для вузов / Л.С. Ушаков - Орел:
ОрелГТУ, 2009. - 250 С.
6. Герц, Г. Принципы механики, изложенные в новой связи / Г. Герц. - М:
АН СССР, 1959. -387 С.
7. Александров, Е.В. Исследование процесса ударного взаимодействия
горной породы и инструмента / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский. -
Взам. инв. №
М: ИГД.им. А.А. Скочинского, 1964. - 129 С.
8. Александров, Е.В. Прикладная теория соударения стержней с торцамипроизвольной формы. Научный доклад. / Е.В. Александров - М.: ИГД
им. А.А. Скочинского, 1965. - 26 С.
Подп. и дата
9. Марци Й.М. // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М.
Прохоров. — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969—1978.
10. Гюйгенсон Х. // Три мемуара по механике // Изд-во Академии наук
Инв. № подп.
СССР, 1951.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
80
11. Алимов, О.Д. Удар. Распространение волн деформаций в ударных
системах / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В.Э. Еремьянц - М: Наука,
1985. -360 С.
12.Манжосов, В.К. Модели продольного удара / В. К. Манжосов. Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 159 С.
13.Ушаков, JI.C. Научные основы разработки и создания ударноскалывающих исполнительных органов горнопроходческих машин:
Дисс. ... докт. техн. наук. / JI.C. Ушаков - Караганда: Изд-во КарПТИ,
1988. - 322 С.
14.Ушаков, JI.C. Проблемы исследования и создания импульсных
приводов и ударных машин /JI.C. Ушаков, Ю.Е. Котылев //Механизмы
и машины ударного, периодического и вибрационного действия:
Материалы международ, науч. симп. - Орел: ОрелГТУ, 2000. - С. 10-17.
15.Ушаков, JI.C. Перспективы применения гидроударников в качестве
рабочих органов технологических машин /JI.C. Ушаков, Ю.Н.
Каманин, Н.Д. Фабричный //Мир транспорта и технологических
машин. - 2010. - С. 128-132.
16. Гидравлическое устройство ударного действия: а.с. № 699167 / JI.C.
Ушаков, В.А. Кравченко и др.
17. Манжосов В.К. / Модели продольного удара / В.К. Манжосов. –
Ульяновск: УлГТУ, 2006. – 160 с.
18.Пеженков А.П., Данилов А.А. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
ДЕТАЛЕЙ
ГИДРОУДАРНИКА
//
Успехи
современного
естествознания. – 2011. – № 7. – С. 174-175.
19.Беклешев
В.К.
Нормирование
в
научно-исследовательских
организациях, М.: Экономика, 1989г.
20.Технико-экономические обоснования дипломных проектов. Учебное
пособие для втузов. Л.А. Асторина, В.В. Белоусов, В.К. Беклешев и др.,
под. ред. Беклешева. – М.: Высшая школа, 1997. – 176 с.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
81
21. Горбунов В.Ф., Лазуткин А.Г., Ушаков Л.С. Импульсный гидропривод
горных машин. – Новосибирск: Наука, 1 86. – 1 7 с.
22. Fairhurst, С. Mine & quarry engineering / Fairhurst С. - March-April, 1961.
- 169-178 С.
23. Jonson, G.R. Tree-dimensional computer code for dynamic respons of solid
to intense impulsive loads /G.R. Johnson, D.D. Colby, D.J. Vavrick. //Int. J.
Инв. № подп.
Подп. и дата
Взам. инв. №
Num. Met. Eng. - 1979. -Vol. 14. - С 1865-1871.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
82
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ
на тему:
«РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОЛНОВОДА
ПРИ ТОРЦЕВОМ УДАРЕ БОЙКА»
Выполнил: студент группы 41-ПМ Степанов П.Г.
Руководитель: д.т.н., профессор Ушаков Л. С.
Орел - 2018
Обзор работ
Великобритания
«Галлин Добсон»
Гидроударник – гидравлическое устройство ударного
действия, предназначенное для преобразования энергии
потока рабочей жидкости в механическом импульсе.
Германия
«Хаузерр»
Великобритания
«Холбустер»
Германия
«Хаусалит»
Республика
Беларусь
«Белкоммунмаш»
Италия
«Индеко»
Германия
«Зальцгиттер»
1 – рабочий инструмент, 2 – ограничители хода рабочего инструмента,
3 – гидравлические каналы, 4- поршень-боек, 5 – золотниковый рапределитель,
6 – гидропневмоаккумулятор, 7 – направляющая.
Гидравлический молот
Техническая характеристика
гидравлического молота «Скалтер»
Гидравлический молот «Скалтер»
1 – инструмент; 2 - корпус; 3 - дифференциальный боек; 4 –
аккумулятор, 5,7 – плунжеры; 6 – золотник.
Чертеж боек – инструмент
Расчетная схема
1 − длина бойка,
2 − длина инструмента
3 − толщина материала
Ẋ3 - скорость распространение волны в уступе породы
Математическая модель
Схема продольного удара стержней конечной длины.
На основе теории упругости и механики твердого тела составлено уравнение равновесия сил при соударении бойка и волновода.
Движение поперечных сечений соударяющихся стержней описывается волновым уравнением вида
 2 1 , 
1  2 1
−
= 0, −1 ≤  ≤ 0,
 2
12  2
2
2
 2 , 
1  2
− 2
= 0, 0 ≤  ≤ 2 ,
 2
2  2
где 1 ,  , 2 ,  – продольное перемещение поперечного сечения соответственно стержней 1 и 2, x – координата сечения, t – время, a1 и a2 –
скорости распространения волн в материале стержней.
Начальные условия определяют состояние стержней перед их соударением: при t=t0=0.
1 , 0
1 , 0
2 , 0
2 , 0
= 0 ,
= 0,
= 0,
=0




Краевые условия определяют отсутствие сил на торцах стержней в сечениях x = -l1 и x = l2:
1 −1 , 
2 2 , 
= 0,
,


взаимодействии
а также определяют равенство сил и условия сопряжения в ударных сечениях (x=0) стержней при непосредственном их
1 1
1 0, 
2 0, 
1 0, 
= 2 2
, если
< 0,



где 1 , 2 – модуль упругости 1-го рода материала стержне; 1 , 2 – площадь поперечных сечений стержней 1 и 2,
1 0, 
2 0, 
1 0, 
=
, если
< 0,



Либо отсутствие сил в ударных сечениях стержней, если их взаимодействие отсутствует:
1 0, 
2 0, 
= 0,
= 0.


Диаграмма изменения напряжений в элементах ударной системы
Осциллограмма №1:
σ1 =   − изменение напряжения в волноводе при ударе бойком.
σ2 =   − изменение напряжения в образце породы.
Передачи энергии с помощью ударной системы в горную породу
Осциллограмма №2
Силовая характеристика полного цикла
взаимодействия
ударной системы с породой.
1 – датчик установлен на волноводе вблизи торца,
по которому наносится удар;
2 – датчик установлен около лезвия инструмента.
Диаграмма изменения напряжений в элементах ударной системы
График 1
Изменение максимальных напряжений
в промежуточном звене («головной импульс»)
в зависимости от скорости удара 1 и соотношения
поперечных сечений бойка и инструмента: 1….5 –

соответственно 1 = 12,8,6,2,1.
2
График 2
Изменение напряжений в промежуточном звене в
зависимости от диаметра бойка 1 и скорости удара
м
м
1 = 8,3 и2 = 3,9 : 1,2 при 1 >>2 ; 1′ , 2′ с
с
при 1 ≈ 2 .
Безопасное использование гидроударника
Взам. инв. №
Подп. и дата
Инв. № подп.
ВКР 2018.150303.140340 ДО
Изм. Кол.уч. Лист № док.
Подпись
Дата
Лист
83
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа