一種壓力反饋式液壓衝擊器的製作方法

2023-07-14 01:56:06 1

專利名稱：一種壓力反饋式液壓衝擊器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓衝擊器，尤其涉及一種壓力反饋式液壓衝擊器，它可以通過調節控制閥組的壓力來無級調節衝擊器的衝擊能，從而提高其技術性能和擴大其使用範圍。
背景技術：
液壓衝擊器是一種以油液壓力為動力、依靠活塞往復運動輸出衝擊功率進行作業的液壓衝擊機械。目前正廣泛應用於採礦、冶金、煤炭、交通、建築和機械等行業，其中尤以物料的衝擊破碎應用最廣，並已取得了顯著的經濟效益與社會效益。縱觀液壓衝擊器的發展歷史，五十多來年技術已取得非常重大的進步。但從結構原理講，目前國內外使用的液壓衝擊器皆為行程反饋式，即活塞回程到達缸體上的反饋孔時，高壓油使閥換向，活塞轉為衝程。行程反饋式液壓衝擊器對於工作參數的調節主要是通過增設多個回程信號孔，控制各信號孔的開關來調節活塞行程，以改變液壓衝擊器的單次衝擊能與衝擊頻率。 由於行程反饋孔的位置只能剛性地設置，且由於受結構條件的限制，反饋孔最多只能設置 3個，因此行程反饋式液壓衝擊無法實現衝擊頻率的無級調節。根據衝擊破碎理論，對於某種確定的破碎對象，破碎有一個最低能量要求，當衝擊能低於其要求的最低衝擊能時，就無法破碎。為破碎不同塊度與硬度的對象，行程反饋式液壓衝擊器當行程一定時，衝擊能
E、衝擊頻率/、衝擊功率漢都隨系統的流量β同步變化，並且/⑴Q，E⑴Q2，Ν⑴ 。顯然，增加或減小衝擊能5對系統會有很大的影響。由於壓力和流量不能分開進行獨立調節控制，衝擊能與衝擊頻率同步增減，也就是說，在衝擊器頻率f無法設計得很低的情況下，必然會出現大裝機容量配小衝擊器的不合理現象，從而提高了機器設備造價，很大程度上限制了液壓衝擊器的使用範圍與工作效率的發揮。綜上所述，行程反饋式液壓衝擊器不能根據被衝擊對象的物理性能的不同，而實現無級調節液壓衝擊器的衝擊能的功能。同時，傳統的液壓衝擊器，其配流閥裝配在缸體內，這樣缸體的體積和重量大，結構複雜，加工精度要求高，成本較高。另外，多孔道的衝擊器加工時，缸體上常常出現較多的工藝孔，而工藝孔在加工完畢之後要堵塞，在液壓衝擊器高頻振動的情況下易發生油液滲漏，甚至發展為洩漏，從而影響液壓衝擊器的正常工作。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種壓力反饋液壓衝擊器，它克服了現有行程反饋式液壓衝擊器存在的不足，通過調節控制閥組的壓力設定值，能夠實現系統工作壓力即衝擊能的無級調節的功能，從而滿足不同物理性能破碎對象的需要。同時，本發明在結構上採用閥和缸體分離布置的形式，使加工工藝簡化，成本降低。本發明一種壓力反饋式液壓衝擊器，其特徵是它由衝擊器本體和控制閥組兩大部分組成衝擊器本體是液壓衝擊器的工作機構，安裝在挖掘機鬥杆的前端，它包括釺杆、 活塞、缸體、活塞後套、氮氣室活塞後套固定在缸體右端的內部，氮氣室固定連接在缸體的後端面上，活塞裝在缸體內，將缸體分成活塞前腔和活塞後腔，活塞的右端通過活塞後套後伸入氮氣室內；活塞前腔、活塞後腔、氮氣室這三腔之間相互隔離；缸體的左右兩端各有一個油口，與活塞前腔相通的為進油口，與活塞後腔相通的為回油口 ；控制閥組是液壓衝擊器的控制部分，安裝在挖掘機鬥杆或駕駛室內，它由滑閥、順序閥、可調液控二位三通換向閥組成；滑閥為二位三通結構，裡面的空腔被其閥芯分為常高壓腔al、交變腔a2和控制腔a3 三部分；衝擊器本體與控制閥組兩者分置，控制閥組通過兩根油管分別與衝擊器本體的活塞前腔、活塞後腔相連接。本發明壓力反饋式液壓衝擊器採用壓力反饋原理，利用順序閥、可調液控二位三通閥與液壓衝擊器本體的有機連接，實現對滑閥的智能切換。液壓衝擊器在工作壓力範圍內，順序閥設定的每一壓力值對應一個活塞行程，調定壓力越高，活塞行程越長，單次衝擊能越大，反之亦然。因而本發明衝擊器可以實現根據工作對象特性不同來無級調節衝擊能的功能。


圖1為本發明壓力反饋式液壓衝擊器的活塞正處於回程開始的狀態圖； 圖2為本發明壓力反饋式液壓衝擊器的活塞正處於衝程開始的狀態圖3為本發明壓力反饋式液壓衝擊器回程壓力達到Pl值開始衝程狀態； 圖4為本發明壓力反饋式液壓衝擊器衝程壓力達到P2值的工作狀態。其中1為釺杆，2為活塞，3為活塞前腔，4為缸體，5為活塞後腔，6為活塞後套，7 為順序閥，8為可調液控二位三通換向閥，9為滑閥的閥芯，10為氮氣室，11為滑閥，al為滑閥常高壓腔，a2為滑閥交變腔，a3為滑閥控制腔，Al為活塞前腔端面的有效面積，A2為活塞後腔端面的有效面積，A3和A4為滑閥常高壓腔al兩端面的有效面積，A5為滑閥控制腔 a3端面的有效面積，Pl為順序閥7的調定壓力，P2為可調液控二位三通換向閥8的設定壓力。
具體實施例方式本發明一種壓力反饋式液壓衝擊器，其特徵是它由衝擊器本體和控制閥組兩大部分組成衝擊器本體是液壓衝擊器的工作機構，安裝在挖掘機鬥杆的前端，它包括釺杆 1、活塞2、缸體4、活塞後套6、氮氣室10 活塞後套6固定在缸體4右端的內部，氮氣室10 固定連接在缸體4的後端面上，活塞2裝在缸體4內，將缸體4分成活塞前腔3和活塞後腔 5，活塞2的右端通過活塞後套6後伸入氮氣室10內；活塞前腔3、活塞後腔5、氮氣室10這三腔之間相互隔離；缸體4的左右兩端各有一個油口，與活塞前腔3相通的為進油口，與活塞後腔5相通的為回油口 ；控制閥組是液壓衝擊器的控制部分，安裝在挖掘機鬥杆或駕駛室內，它由滑閥11、順序閥7、可調液控二位三通換向閥8組成；滑閥11為二位三通結構，裡面的空腔被其閥芯9分為常高壓腔al、交變腔a2和控制腔a3三部分；衝擊器本體與控制閥組兩者分置，控制閥組通過兩根油管分別與衝擊器本體的活塞前腔3、活塞後腔5相連接。順序閥7入口端和可調液控二位三通換向閥8的先導控制油路都與活塞前腔3相連通，順序閥7出口端與可調液控二位三通換向閥8的A 口相連，可調液控二位三通換向閥 8的B 口接回油，並與滑閥11的控制腔a3相通。
活塞前腔3為常高壓腔，活塞後腔5為交變腔，氮氣室10內充有一定壓力值氮氣； 利用活塞2回程壓縮氮氣系統壓力由小變大的規律，通過調節順序閥7的壓力值，控制系統回程換向壓力；通過可調液控二位三通換向閥8的手柄微調彈簧的預緊力，實現活塞2在打擊點的衝程換向；順序閥7的調定壓力Pl大於可調液控二位三通換向閥8的設定壓力P2。下面結合圖1、圖2、圖3和圖4來說明壓力反饋式液壓衝擊器的工作過程 (1)液壓衝擊器的回程運動
圖1表示壓力反饋式液壓衝擊器處於回程開始時的狀態。此時，滑閥11的常高壓腔al、活塞前腔3與高壓油Ptl直接聯通，活塞後腔5經滑閥11的交變腔a2與回油口 T 連通，滑閥11的控制腔a3經可調液控二位三通換向閥8通回油口 T。由於滑閥閥芯9的臺階面積A4 > A3，閥芯9在高壓油Ptl作用下停在右端。活塞2在活塞前腔3內高壓油的作用下，克服氮氣阻力，向右做回程運動；活塞2回程時，隨著行程加大，氮氣室10中的氮氣被壓縮，系統負載增大，壓力升高。由於可調液控二位三通換向閥8的設定壓力P2 A3，閥芯9在油壓下向左運動完成配流切換，如圖3所示。此時活塞前後腔3、5都通高壓油，由於活塞兩腔的有效面積A2 > Al，活塞2在此反向差動力和氮氣壓力作用下而制動，速度很快降至零，完成了回程運動。回程運動的終了就是衝程的開始。(2)液壓衝擊器的衝程運動
圖3為本發明壓力反饋式液壓衝擊器回程壓力達到Pl值開始衝程狀態，此時和衝擊器回程結束時的狀態完全相同，活塞2停在回程上始點，滑閥閥芯9在高壓油作用下處於左位；此時活塞前腔3和後腔5均通高壓油，由於活塞兩腔的有效面積A2 > Al，活塞在此差動力及氮氣室膨脹反作用力下，速度由零開始加速向左進行衝程運動。此時系統負載減小， 系統壓力Pd降低，首先順序閥7關閉，切斷高壓油進入滑閥11的控制腔a3，活塞2加速衝程運動，活塞前腔3的油液被壓入活塞後腔5，當系統壓力Pd減至P2時，可調液控二位三通閥8換向，如圖4所示，滑閥11的控制腔a3經B 口通回油，因滑閥閥芯9的臺階面積A4 > A3，閥芯9快速切換至右位，此時活塞2到打擊點，打擊釺杆1，轉入圖1狀態，油泵繼續供油，重新開始下一循環回程運動，如此反覆。由上述工作原理可以看出，順序閥7的開啟壓力決定了系統回程換向工作壓力。 在液壓衝擊器的工作壓力範圍內，可以通過手柄無級調定順序閥開啟壓力值，每一壓力值對應一個活塞行程，調定壓力越高，活塞行程越長，單次衝擊能越大，反之亦然。這樣，本發明的衝擊器就能達到根據工作對象特性不同來無級調節衝擊能的功能，從而提高其技術性能和擴大其使用範圍。另外，由於衝擊器分為分體式，結構簡單，所以製造方便、降低了成本，同時減輕了工人的勞動強度。
權利要求
1.一種壓力反饋式液壓衝擊器，其特徵是它由衝擊器本體和控制閥組兩大部分組成衝擊器本體是液壓衝擊器的工作機構，安裝在挖掘機鬥杆的前端，它包括釺杆(1)、活塞(2)、缸體(4)、活塞後套(6)、氮氣室(10):活塞後套(6)固定在缸體(4)右端的內部，氮氣室(10 )固定連接在缸體(4 )的後端面上，活塞(2 )裝在缸體(4 )內，將缸體(4 )分成活塞前腔(3)和活塞後腔(5)，活塞(2)的右端通過活塞後套(6)後伸入氮氣室(10)內；活塞前腔 (3)、活塞後腔(5)、氮氣室(10)這三腔之間相互隔離；缸體(4)的左右兩端各有一個油口， 與活塞前腔(3)相通的為進油口，與活塞後腔(5)相通的為回油口 ；控制閥組是液壓衝擊器的控制部分，安裝在挖掘機鬥杆或駕駛室內，它由滑閥(11 )、順序閥(7)、可調液控二位三通換向閥(8)組成；滑閥(11)為二位三通結構，裡面的空腔被滑閥的閥芯(9)分為常高壓腔al、交變腔a2和控制腔a3三部分；衝擊器本體與控制閥組兩者分置，控制閥組通過兩根油管分別與衝擊器本體的活塞前腔(3)、活塞後腔(5)相連接。
2.根據權利要求1所述的壓力反饋式液壓衝擊器，其特徵是順序閥(7)入口端和可調液控二位三通換向閥(8)的先導控制油路都與活塞前腔(3)相連通，順序閥(7)出口端與可調液控二位三通換向閥(8 )的A 口相連，可調液控二位三通換向閥(8)的B 口接回油，並與滑閥(11)的控制腔a3相通。
3.根據權利要求1或2所述的壓力反饋式液壓衝擊器，其特徵在於所述的活塞前腔 (3)為常高壓腔，活塞後腔(5)為交變腔，氮氣室(10)內充有一定壓力值氮氣；利用活塞(2) 回程壓縮氮氣系統壓力由小變大的規律，通過調節順序閥(7)的壓力值，控制系統回程換向壓力；通過可調液控二位三通換向閥(8)的手柄微調彈簧的預緊力，實現活塞(2)在打擊點的衝程換向；順序閥(7)的調定壓力Pl大於可調液控二位三通換向閥(8)的設定壓力P2。
全文摘要
本發明公開了一種壓力反饋式液壓衝擊器，它由衝擊器本體和控制閥組兩大部分組成衝擊器本體包括釺杆、活塞、缸體、活塞後套、氮氣室活塞裝在缸體內，將缸體分成活塞前腔和活塞後腔；活塞前腔、活塞後腔、氮氣室這三腔之間相互隔離；控制閥組由滑閥、順序閥、可調液控二位三通換向閥組成；滑閥為二位三通結構，裡面的空腔被滑閥的閥芯分為常高壓腔a1、交變腔a2和控制腔a3三部分；衝擊器本體與控制閥組兩者分置。本發明壓力反饋式液壓衝擊器採用壓力反饋原理，利用順序閥、可調液控二位三通閥與液壓衝擊器本體的有機連接，實現對滑閥的智能切換。因而本發明衝擊器可以實現根據工作對象特性不同來無級調節衝擊能的功能。
文檔編號E02F9/22GK102312457SQ201110193749
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者徐必勇, 楊襄璧, 羅銘 申請人:安徽驚天液壓智控股份有限公司