一種鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置的製作方法

2023-04-25 04:49:21

專利名稱：一種鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，屬於鑿巖衝擊器的衝擊性能 檢測裝置的改造技術。
背景技術：
氣動或液壓式鑿巖衝擊器都是利用高壓流體作為動力介質，驅動衝擊器內部的活 塞，使活塞進行高速度、高頻率的往復運動，以實現對鑽頭施加一種周期性的衝擊力，從而 達到碎石鑽孔的效果。衝擊器的動力性能直接影響衝擊鑽進的破巖效率。衝擊器的衝擊頻 率和衝擊能量是衝擊器各項性能參數中最重要的兩個工作參數。但研究和實際現場使用發 現，這兩個工作參數又與巖石的力學性能、衝擊器對巖石的預壓緊力大小等條件有密切關 系。長久以來工程界研究了各種方法解決這方面的問題，但都各有其優缺點，特別是這些方 法難以做到方便的模擬巖石的力學性能，並且在此基礎上進行高速高頻接觸式的工作性能 測試。目前行業內對氣動或液壓式鑿巖衝擊器衝擊性能的標準檢測方法為應力波法 (見GB/T 5621-1999)。根據標準中相關規定，所需要的主要設備為貼有應變片的特製或一 般釺杆，釺杆另一端抵住吸能裝置，目的是儘量不出現能量反射現象。即使出現反射能量， 也要求反射能量不應超過入射波能量的20%，以模擬在實際應用中通過巖石反射的能量。 釺杆的適當位置貼有應變片傳感器，通過採集和處理應變信號換算出擊打釺杆的衝擊器的 衝擊性能。這種方法有幾個關鍵因素要處理好，否則得到的結果有大的差異。例如，釺杆的 長度和重量要把握的恰到好處；應變片傳感器要定標，而且一般通過自由落體重物來定標， 與高頻衝擊力的情況有區別，因此誤差較大；吸能器必須根據巖石的吸能效果對應設計，否 則影響檢測效果。具體的說就是這種方法複雜、影響因素多、操作難度大。此外也有適合在實驗室內研究所採用的所謂光電位移微分法、電磁感應法、觸點 法、高速攝影法、氣動法、示功圖法和能量法等。但這些方法基本都是對衝擊器活塞進行研 究，只能起到間接檢測的作用。考慮實際生產中運用的要求，這些檢測方法表現出測試器材 及設備複雜、操作不方便、對人的操作技術要求過高、工作量較大、成本高等缺點。由於衝擊 器的實際工作環境相對惡劣，這些方法都無法或很難在施工現場進行實時測試。有些方法 在測試過程中甚至要破壞衝擊器內部的某些工作機理，造成測試時衝擊器的工作狀態與實 際工作情況有較大的出入。如果只是要求對不同品牌、不同型號的衝擊器產品性能參數進 行相對比較時，這些檢測方法顯得更加不可靠、不直觀。衝擊器在實際生產應用中，無論生產廠家還是用戶，一般都以衝擊器的衝擊頻率 和衝擊能量作為判斷衝擊器的品質或者選購衝擊器的主要依據，但是如果考慮到衝擊器實 際使用時複雜的地理環境和使用條件，也需要在上述性能參數的基礎上再創建一個綜合的 性能參考量，這個綜合的性能參考量不僅能夠反映衝擊器的衝擊頻率和衝擊能量，而且還 能模擬衝擊器擊碎巖石以及衝孔速度的綜合效果。但現有方法及其裝置的都難以滿足該要 求。
實用新型內容本實用新型的目的在於考慮上述問題而提供一種不僅能夠檢測衝擊器的衝擊頻 率和衝擊能量，而且還能模擬衝擊器擊碎巖石以及衝孔速度的綜合效果的鑿巖衝擊器的衝 擊性能檢測裝置。本實用新型易於標定、設備成本和實驗成本都較低。本實用新型的技術方案是本實用新型的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，包括 有鑿巖衝擊器、將衝擊器固定並施加定量預壓緊力的施壓液壓缸、主動液壓缸和被動液壓 缸，鑿巖衝擊器的鑽頭直接打擊主動液壓缸，主動液壓缸和被動液壓缸之間的液壓油路上 安裝有阻尼元件和單向閥，主動液壓缸和被動液壓缸分別設有測量其液壓參數的第一壓力 傳感器和第二壓力傳感器，被動液壓缸上安裝有用於儲存由於衝擊力驅動而傳遞過來的能 量的儲能裝置，主動液壓缸和/或被動液壓缸分別設有測量其活塞的位移的位移傳感器， 位移傳感器、第一壓力傳感器及第二壓力傳感器的信號輸出端與性能檢測系統的信號輸入 端連接。上述主動液壓缸和被動液壓缸之間的液壓油路上安裝有壓力表。上述性能檢測系統為計算機輔助檢測系統。上述鑿巖衝擊器為氣動或液壓式鑿巖衝擊器。上述儲能裝置為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。上述阻尼元件為流體阻尼孔。上述阻尼孔的大小能調節。本實用新型避免了傳統檢測方法為了直接獲得氣動衝擊器內部活塞的運動參數 而不得不對衝擊器做出一些改變其工作機理的措施，從而為保證檢測處理出來的性能參數 的準確性提供了可靠的前提條件；本實用新型的裝置很好地模擬了在施工現場衝擊器所要 擊碎鑽孔的巖石，使得測試時衝擊器的工作環境更為接近於施工現場的工作環境；可以準 確地獲得氣動衝擊器擊碎巖石模擬鑽孔時輸出的最終效果，而不是間接地從衝擊器內部活 塞中獲得；本實用新型裝置簡單、操作方便、受人為的影響較小、可重複利用，甚至可以將本 實用新型裝置製作成一套標準的氣動衝擊器的檢測設備，對不同的氣動衝擊器產品的性能 參數進行檢測、比較，從而降低檢測的成本。另外，可以將檢測出來的壓力變化描繪成一條 壓力曲線，為優化氣動衝擊器的設計提供依據。本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方 便實用的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置。

圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。
具體實施方式
實施例本實用新型的結構示意圖如圖1所示，本實用新型的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測 裝置，包括有鑿巖衝擊器1、將衝擊器1固定並施加定量預壓緊力的施壓液壓缸2、主動液壓 缸4和被動液壓缸9，鑿巖衝擊器1的鑽頭3直接打擊主動液壓缸4，主動液壓缸4和被動液壓缸9之間的液壓油路上安裝有阻尼元件6和單向閥7，主動液壓缸4和被動液壓缸9分 別設有測量其液壓參數的第一壓力傳感器5和第二壓力傳感器8，被動液壓缸9上安裝有 用於儲存由於衝擊力驅動而傳遞過來的能量的儲能裝置，主動液壓缸4和/或被動液壓缸 9分別設有測量其活塞的位移的位移傳感器11，位移傳感器11、第一壓力傳感器5及第二 壓力傳感器8的信號輸出端與性能檢測系統的信號輸入端連接。本實施例中，被動液壓缸 9設有測量其活塞的位移的位移傳感器11。上述主動液壓缸4和被動液壓缸9之間的液壓油路上安裝有壓力表。本實施例中，上述性能檢測系統為計算機輔助檢測系統。上述鑿巖衝擊器1為氣動或液壓式鑿巖衝擊器。本實施例中，鑿巖衝擊器1為氣 動式鑿巖衝擊器。上述儲能裝置10為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。本實施例中，儲能裝 置10為重物。上述阻尼元件6為流體阻尼孔。上述阻尼孔的大小能調節。本實用新型鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置的檢測方法，其包括如下過程1)鑿巖衝擊器1的鑽頭3直接打擊主動液壓缸4，第一壓力傳感器5和第二壓力 傳感器8分別測量主動液壓缸4和被動液壓缸9的液壓參數，第一壓力傳感器5測量出主 動液壓缸4的力學數據，被動液壓缸9上的儲能裝置10儲存由於衝擊力驅動而傳遞過來的 能量，且位移傳感器11實時測量主動液壓缸4和/或被動液壓缸9活塞的位移情況；2)性能檢測系統採集第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器8以及位移傳感器11的 信號，經過計算機處理從而得到模擬鑿巖衝擊器1施工現場實驗的衝擊頻率、衝擊功率和 衝擊力力學參數，從而得到鑿巖衝擊器1的實際工作狀況。上述阻尼孔元件6能調節阻尼效果，通過調節阻尼效果及結合液壓系統能模擬鑿 巖衝擊器1所打擊的巖石的力學性能。實施例2 本實用新型的結構示意圖如圖2所示，本實施例與實施例1的不同之處在於上述 主動液壓缸4設有測量其活塞的位移的位移傳感器11，儲能裝置10為彈簧。
權利要求一種鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於包括有鑿巖衝擊器(1)、將衝擊器(1)固定並施加定量預壓緊力的施壓液壓缸(2)、主動液壓缸(4)和被動液壓缸(9)，鑿巖衝擊器(1)的鑽頭(3)直接打擊主動液壓缸(4)，主動液壓缸(4)和被動液壓缸(9)之間的液壓油路上安裝有阻尼元件(6)和單向閥(7)，主動液壓缸(4)和被動液壓缸(9)分別設有測量其液壓參數的第一壓力傳感器(5)和第二壓力傳感器(8)，被動液壓缸(9)上安裝有用於儲存由於衝擊力驅動而傳遞過來的能量的儲能裝置，主動液壓缸(4)和/或被動液壓缸(9)分別設有測量其活塞的位移的位移傳感器(11)，位移傳感器(11)、第一壓力傳感器(5)及第二壓力傳感器(8)的信號輸出端與性能檢測系統的信號輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上述主動液壓 缸(4)和被動液壓缸(9)之間的液壓油路上安裝有壓力表。
3.根據權利要求1所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上述性能檢測 系統為計算機輔助檢測系統。
4.根據權利要求1所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上述鑿巖衝擊 器(1)為氣動或液壓式鑿巖衝擊器。
5.根據權利要求1所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上述儲能裝置 (10)為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。
6.根據權利要求1至5任一項所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上 述阻尼元件(6)為流體阻尼孔。
7.根據權利要求6所述的鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置，其特徵在於上述阻尼孔的 大小能調節。
專利摘要本實用新型是一種鑿巖衝擊器的衝擊性能檢測裝置。包括鑿巖衝擊器、施壓液壓缸、主動液壓缸和被動液壓缸，鑿巖衝擊器的鑽頭直接打擊主動液壓缸，主動液壓缸和被動液壓缸之間的液壓油路上安裝有阻尼元件和單向閥，主動液壓缸和被動液壓缸分別設有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，被動液壓缸上安裝有用於儲存由於衝擊力驅動而傳遞過來的能量的儲能裝置，主動液壓缸和/或被動液壓缸分別設有測量其活塞的位移的位移傳感器，位移傳感器、壓力傳感器的信號輸出端與性能檢測系統的信號輸入端連接。本實用新型的檢測裝置能反映衝擊器的衝擊頻率和衝擊能量，且能模擬衝擊器擊碎巖石以及衝孔速度的綜合效果。本實用新型檢測裝置的檢測方法簡單直觀、操作方便。
文檔編號G01M99/00GK201680981SQ20102012816
公開日2010年12月22日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者李鍛能, 江濤 申請人:廣東工業大學