СОВРЕМЕННАЯ ЭНЕРГЕТИКА — Страница 2

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения – устройство для автоматического поддержания постоянного значения напряжения в сети потребителей, независимо от колебаний напряжения в питающей сети и величины нагрузки.Читать далее →

Металлогалогенные светильники

Технический прогресс не стоит на месте, на смену старым механизмам и устройствам приходят новые, более совершенные, производительные и экономичные, появление и широкое использование новых технических достижений позволяет добиваться лучших результатов и идти в ногу со временем. Вопросы освещения и использования осветительных приборов занимают в нашей жизни и трудовой деятельности не самое последнее место, значительное время приходится на темное время суток, когда существует острая необходимость освещать свои жилища, производственные помещения и офисы, улицы городов, других населенных пунктов и многое другое. Читать далее →

Тепловизионная диагностика электрооборудования

Тепловой неразрушающий контроль основан на регистрации температурного поля на поверхности контролируемого объекта и последующим анализе термограмм (тепловых изображений) оператором с использованием ЭВМ.Читать далее →

Предназначение рубильных молотков

Основное предназначение рубильных молотков – это рубка металла. Также они успешно используются для чеканки металла и клепки горячих заклепок, имеющих диаметр до 12 мм.Читать далее →

Пневмоинструменты с ротационными двигателями

Принцип работы ротационных двигателей

Ротационный двигатель в основном составляют статор и ротор с размещенными лопатками. Лопатки обладают возможностью радиального перемещения в прорезях ротора. Поэтому когда ротор вращается под воздействием центробежной силы, кромки лопаток постоянно прижаты к внутренней части статора. С торцевых сторон статор прикрыт крышками. По отношению внутренней цилиндрической поверхности статора ось вращения ротора располагается эксцентрично.Читать далее →

Пневмоинструменты вращательного действия с поршневыми двигателями

Принцип работы поршневых двигателей вращательного действия

Поршневой пневмодвигатель состоит из цилиндра, с перемещающимся внутри него поршнем. При помощи шатуна поршень соединен с коленвалом, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение, передающееся шпинделю пневмоинструмента посредством ряда шестерен.

С помощью эксцентрика и шестерен, которые связаны с шатуном, коленчатый вал передаёт возвратно-поступательное движение и золотнику, осуществляющему воздухораспределение в двигателе.

Если поршень находится в верхней позиции, то и золотник находится в верхней позиции. Тогда благодаря наличию у золотника выточке, которая расположена в плоскости отверстий, пространство над поршнем обладает сообщением с отверстием, сквозь которое попадает сжатый воздух. Сжатый воздух оказывает давление на поршень и принуждает его передвигаться вниз, в результате чего шатун вращает коленвал. Поворот коленчатого вала сообщается эксцентрику, а он двигает вниз и золотник.

Когда поршень достигнет нижней позиции и коленвал совершит половину оборота, золотник перекроет отверстие, тем самым преградив доступ сжатого воздуха в цилиндр, и в то же время сообщит отверстие с атмосферой. Последующее вращение вала ещё на полоборота совершается за счёт силы инерции. При этом шатун вынуждает передвинуться поршень вверх в первоначальную рабочую позицию, а другой шатун переводит золотник в исходную позицию и цикл повторяется.

Как видно из описания выше полный оборот коленчатого вала соответствует двум ходам поршня: вверх –одному холостому ходу и вниз – одному рабочему. Подобный цикл работы требует наличия существенных сил инерции, поэтому двигатель такого вида необходимо снабжать маховиком.

Определённого улучшения и облегчения в работе двигателя можно достигнуть, если сделать его с двумя цилиндрами. В таком случае при одинаковом положении цилиндров (в один ряд) главный вал будет располагать двумя коленами, сдвинутыми в отношении друг друга на 180°, и приводится во вращение парой шатунов. Причём, когда в одном из цилиндров происходит холостой ход, в другом в это время происходит рабочий.

Таким образом, на каждую половину оборота коленвала приходится рабочий ход одного из двух поршней. Всё же использование двигателя с двумя цилиндрами в полной мере не устраняет потребность в маховике, который необходим для формирования сил инерции в моменты перехода через мертвые точки (когда происходит смена направления движения поршней), а также для плавного вращения вала.

Безупречно исключают потребность в присутствии маховика двигатели с тремя и более цилиндрами. Вследствие этого преимущество в использовании для ручных пневмоинструментов приобрели трёх- и четырехцилиндровые двигатели.

Проанализированные выше двигатели считаются двигателями простого действия. Наравне с такими двигателями широкое распространение имеет также двигатель двойного действия.

Двигатель двойного действия с одним цилиндром приравнивается к двигателю простого действия с двумя цилиндрами, с совмещенными парой цилиндров и поршнями. В двигатель двойного действия сжатый воздух по очереди поступает по обе стороны поршня.

Двигатели двойного действия с двумя цилиндрами по своей конфигурации удобны для привода угловых сверлильных машин. В других случаях по большей части используются двигатели простого действия с 4 цилиндрами.

В конструкции поршневых двигателей современного исполнения вместо золотников, которые производят возвратно-поступательное движение, используются вращающиеся золотники. Тем не менее, конструкция двигателя не получает значительных изменений, кроме узла золотникового механизма. Вращающийся золотник является цилиндрической деталью с соответственными каналами, выточками и окнами, которая при собственном вращении в золотниковой коробке реализовывает необходимое распределение воздуха. С помощью цилиндрической зубчатой передачи золотник получает вращение от коленвала.

Сведения о газах

Определения и единицы измерения

Абсолютная влажность воздуха – это влажность воздуха, которая выражена количественным объёмом водяного пара (в граммах) в 1 м3 воздуха.

Относительная влажность воздуха – это соотношение абсолютной влажности к максимальной величине количественного объёма пара (в граммах), которое могло бы содержаться в 1 м3 воздуха при тех же давлении и температуре.

Удельный объем ʋ – объём единицы веса вещества, для газов обычно выражается в м3/кГ.

Удельный вес γ – вес единицы объёма вещества.

Удельный вес сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) и 0°С равен 1,293 кГ/м3.

Давление в технике замеряется в кГ/см2. Единица давления 1 кГ/см2 – это атмосфера, которая соответствует давлению столба ртути высотой 735,6 мм.

Давление, отсчет которого производят сверх давления атмосферного воздуха – избыточное, рабочее или манометрическое. Условно единица давления обозначается ати. Истинное давление, которое отсчитывается от полной пустоты – абсолютное. Условно такая единица давления обозначается ата.

В дальнейшем во всех расчетах и формулах величина давления будет обозначена в абсолютных атмосферах, т.е. в ата. Величина же давления, которая указана в технических характеристиках и заводских паспортах машин, обозначается в избыточных атмосферах, т.е. в ати.

Температура t – это уровень нагрева тела, который измеряется в градусах.

По стоградусной шкале по Цельсию температурная точка кипения воды равна 100°С, а точка таяния льда при нормальном атмосферном давлении – 0°С.

Абсолютная температура Т – это температура, которая отсчитывается от абсолютного нуля, лежащего на 273°С ниже 0°С, т.е.

Удельная теплоемкость с – это количество теплоты, которое требуется для нагрева единицы веса вещества на 1°С. В технике обычно выражается числом килограммкалорий, которые необходимо потратить для нагревания одного килограмма вещества на 1°С.

Килограммкалория или большая калория (ккал) – это количество тепла, которое необходимо потратить для нагрева 1 кГ чистой воды на 1°С. Малая калория (кал) – это одна тысячная большой калории.

Количество теплоты С, необходимое для нагрева от температуры t1 до температуры t2 какого-либо вещества, используемого в количестве G кГ:

В отличие от жидких и твердых тел для газов существует теплоемкость при постоянном давлении ср и теплоемкость при постоянном объеме cʋ.

Для идеальных газов

Основные сведения из теории удара применительно к ударным инструментам

Особенность действия ударного инструмента состоит в том, что приобретенная ударником живая сила в виде энергии удара подается рабочему наконечнику, вместе с этим ударник сбрасывает скорость и возвращается в исходное положение, готовый для нового удара.

Движущийся ударник обладает следующей энергией:

где  – масса движущегося ударника в кГсек2м-1; G1 – вес ударника в кГ; g = 9,81 м/сек2 – ускорение силы тяжести; ʋ1 – скорость движения ударника в анализируемый момент в м/сек.

В момент соударения двух тел общая живая сила системы понижается на величину:

где m1 и m2 – массы соударяющихся тел; ʋ1 и ʋ2 – скорости соударяющихся тел прямо перед ударом, k– коэффициент восстановления, характеризующий упругие свойства данных тел.

Поскольку скорость ʋ2 рабочего наконечника молотка перед ударом обычно принимается равной нулю, выражение выше принимает следующий вид:

Величина коэффициента восстановления установлена в диапазоне 0 < k < 1; k = 0 для тел совершенно не упругих и k = 1 для тел вполне упругих, если явление удара проходит в диапазоне упругости.

Величина k в электро и пневмомолотках (у которых, как правило, совершается удар стали о сталь, т.е. ударника молотка о торец хвостовика рабочего наконечника), будет зависеть от марки стали, ее термообработки и других причин. Согласно экспериментальным показателям, при наличии подобающей термообработки ударника и хвостовика имеют место лишь упругие деформации, а уровень коэффициента восстановления стремится к единице.

Энергия системы (ударник – наконечник) после удара

Энергия А2, которая приобретается рабочим наконечником, нечто иное, как часть энергии А системы, а её величина находится в зависимости от отношения .

Если  – скорость ударника после удара будет равняться нулю и А2 = А кГм.

Если  – после удара ударник будет отскакивать в противоположную сторону, при этом часть энергии будет израсходована напрасно. В таком случае

Если  – после удара ударник будет продолжать движение в начальном направлении, но с меньшей скоростью. В данном случае величина А2 будет зависеть от твердости материала, обрабатываемого наконечником. В процессе обработки мягкого материала, при ударе рабочий наконечник, в сравнении со скоростью ударника, получает большую скорость и поэтому часть его энергии, которая могла бы быть продуктивно применена, поглощает буфер.

В процессе обработки твердых и крепких материалов нередко наблюдается существенное сопротивление продвижению рабочего наконечника в обрабатываемый материал, при этом масса наконечника как будто повышается. В итоге ударник отскакивает, поскольку происходит явление подобно тому, что имеет место при .

Когда обрабатываются материалы средней твердости, в некоторых случаях после удара ударник продолжает передвигаться как цельная часть с рабочим инструментом, при этом передает ему весь собственный остаток энергии, т.е. здесь может происходить явление, подобное при .

Отсюда следует, что на практике при  число полезно используемой энергии, которая зависит от условий работы, находится в диапазоне:

Коэффициент полезного действия удара или в отдельных случаях при  выражение выше изменится до:

Относительно случая  величина К.П.Д. удара может изменяться в диапазоне, который определяют с помощью двух последних выражений.

Максимально низкий К.П.Д. удара может быть зафиксирован при . В связи с этим, когда проектируются молотки, стремятся соблюдать условие m1 = m2 k, при этом под m2 понимают приведенную массу рабочего наконечника т.е. m2 = αmp.н, где mp.н – действительная масса рабочего наконечника, а коэффициент α учитывает влияние твердости материала, который обрабатывается наконечником.

Когда k = 1, выражение выше можно представить в следующем виде:

где G1 – вес ударника, а G2 – вес рабочего наконечника.

Когда обрабатываются мягкие материалы (как уголь, кирпич и т.п.), α принимают равной единице. Значение величины α повышается с усилением крепости обрабатываемого материала.

Для конструкций электрических и пневмомолотков, выпущенных отечественным производителем, ηуд = 0,85-0,98. Машинная продуктивность молотка обычно выражается как:

где z – количество ударов за минуту; Спр – показатель эффективности проходки, представляющий собой соотношение величины h внедрения в мм рабочего наконечника к соответствующей энергии единичного удара, выраженного в кГм, т.е.

ηб – К.П.Д. буксы, близкий к единице.

Согласно практическим данным показатель эффективности проходки Спр довольно стремительно повышается с ростом энергии удара А2. По этой причине следует вывод, что при увеличении работы удара и сохранении мощности приводного двигателя в неизменном положении посредством понижения числа ударов за единицу времени, можно одновременно достичь повышения производительности молотка. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что имеет место существование некоторых оптимальных соотношений между энергией единичного удара и числом ударов в единицу времени при котором мощность приводного двигателя будет применена максимально рационально и молоток будет обладать минимальным весом.

Основываясь на анализе изменения Спр в зависимости от А2, можно сделать вывод, что выбор коэффициента эффективной энергии удара меньше 1,0-2,5 кГм для тяжелых работ нецелесообразен.

На схеме представлена кривая Спр = f (А2ηб), которая создана в соответствии с опытными данными, полученными при бетонных работах.

Мощность двигателя для перевода молотка

где ηмех – К.П.Д. редуктора и ударного механизма

Механизированные ручные инструменты: Классификация, назначение и и область применения

Механизированный ручной инструмент – это ручной инструмент, главный рабочий ход которого исполняется посредством соответствующего двигателя, в то время как вспомогательные движения и управление данным инструментом осуществляются уже воздействием на инструмент непосредственно вручную.

Используется механизированный ручной инструмент для обрабатывания металлов, древесины, горных пород и т. д. Диапазон его применения чрезвычайно широк во всех областях промышленности.

Как правило, ручной механизированный инструмент оказывается незаменимым помощником при различных работах: обработке различных громоздких и тяжёлых деталей прямо на месте их установки и в готовых конструкциях, сборке всевозможных сооружений, возведении мостов, и т.д.

В сравнении с обычными немеханизированными инструментами главное отличительное достоинство механизированного инструмента при его применении – значительное облегчение условий труда и повышение производительности, плюс существенное снижение утомляемости рабочего. Производительность труда повышается до 5 раз, а в отдельных случаях – до 15 и более.

Таким образом (при использовании механизированных инструментов) значительно снижается и стоимость работ.

Классификация механизированных инструментов

Род энергии, подводимой к двигателю механизированных инструментов, классифицирует их на 3 основные группы:

  • электрифицированные
  • пневматические
  • моторизованные (работают от двигателя внутреннего сгорания).

Однако в настоящее время также распостранены гидравлические инструменты и пороховые инструменты ударного действия.

Инструменты, которые работают от гибкого вала, относятся к одной из трех групп, перечисленных выше. Это зависит от рода двигателя, которым комплектуется данный инструмент.

Вне зависимости от рода питающей энергии, по характеру и виду движения механизированные инструменты подразделяются на следующие 3 категории:

  • Инструменты с вращательным движением рабочего органа, которые, в свою очередь, подразделяется на подкатегории:
  • с круговым движением (гайковерты, сверлилки, дисковые пилы и т. д.);
  • с движением по замкнутому контуру (ленточные пилы, цепные пилы, долбежники и др.).

Инструменты с возвратным движением рабочего органа. Подразделяются на подкатегории:

  • с возвратно-поступательным движением (напильники, ножницы, лобзики);
  • с колебательным движением (вибраторы);
  • ударного действия (трамбовки, молотки и т.д.);
  • давящего действия (прессы для обжимки и пр.).

Инструменты со сложным движением рабочего органа. В свою очередь разделяются на подкатегории:

  • ударно-поворотного действия (бурильные молотки, перфораторы);
  • со специальным движением рабочего органа (например, полировочные инструменты) – т.е. к данной подкатегории относятся остальные инструменты, движение рабочего органа которых не согласовывается с характеристиками, приведенными выше.

Кроме того, механизированные инструменты классифицируются и по своему назначению:

  • для обработки металла (резьбонарезатели, сверлилки, зачистные машины, ножницы и т. д.)
  • для обработки древесины (всевозможные пилы, сверлилки, рубанки, долбежники, шлифовалки и т. д.)
  • для сборочных работ (шпильковерты, гайковерты и т. п.)
  • для бурильных и земляных работ (ломы, лопаты, бурильные и отбойные молотки и др.)