Музей разрушений

 

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

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru