Усталостное разрушение
долота пневмоперфоратора
Отбойный молоток (или перфоратор) представляет собой ручную машину ударного действия, предназначенную для отбойки угля различной крепости, некрепких сланцев и руд, а также рыхления твердого и мерзлого грунтов.
Пневматический отбойный молоток состоит из исполнительного органа - пики 8, ударного механизма, воздухоразделительного механизма и пускового устройства. Ударный механизм включает в свой состав ствол 5, внутри которого совершает возвратно-поступательное движение ударник 6. Пусковое устройство состоит из рукоятки 1, вентиля 3, пружины 12, амортизатора 2 и футорки 11. Пуск молотка в работу осуществляется нажатием на рукоятку 1. При снятии усилия с рукоятки 1 доступ воздуха в молоток прекращается.
В процессе работы долото испытывает изгиб и усталостные напряжения, связанные с повторяющимися ударами .
Определим, что является причиной разрушения.
|
|
В процессе работы долото испытывает изгиб (рисунок слева). Определим напряжения, которые возникают в процессе работы. Рассмотрим расчетную схему, которая изображена на рисунке справа. Пусть во время работы человек давит на долото с силой 30кг. Силы R и R1 определим из условия равновесия. Примем: AB=0,62м, BC=0,03м. Наибольшие напряжения, полученные в результате расчета, оказались меньше допускаемых напряжений. Значит изгиб не является причиной разрушения. |
|
В процессе работы долото испытывает усталостные напряжения, связанные с повторяющимися ударами. Эти удары приводят как к сжатию, так и к растяжению.
|
Ударник наносит удар по хвостовику пики. Представим схему
работы перфоратора в виде пружинного механизма (рисунок справа). От нанесенного
ударником удара по длине механизма "побежит" волна сжатия (синий
цвет). Отразившись от свободного конца пики, волна "побежит" в
другую сторону. Но это уже будет волна растяжения (красный цвет). |
|
Для изготовления долота используются, преимущественно, высокопрочные стали. Для таких сталей свойства при растяжении и сжатии различны. Поэтому усталостные трещины появляются не от сжимающего удара, а от отраженной волны растяжения. И вместо ожидаемого разрушения под углом 45o к оси долота имеет место поперечное разрушение, характерное для растяжения.
Таким образом, усталостные трещины появляются в результате усталостных напряжений от растяжения.
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Строительная механика
Прикладная механика Детали машин Теория машин и механизмов
