獨立無級調節(jié)控制的新型液壓沖擊器

與一般液壓機械不同，液壓沖擊器的負載是活塞運動的慣性力。因此，改變提供給液壓沖擊器的流量，就能改變液壓沖擊器的工作壓力和沖擊能量。但由于沖擊功率與流量的立方成正比，與活塞行程成反比，為保證液壓系統(tǒng)電動機的正常工作，在改變流量的同時，一般都通過改變活塞運動行程來達到改變液壓沖擊器沖擊能與沖擊頻率的目的，把改變液壓沖擊器活塞行程的方案稱為換擋方案國內外現(xiàn)有各種液壓沖擊器的行程調節(jié)都是有級的。一般只有二至三擋，而且調節(jié)行程很不方便。所以，在液壓沖擊器工作時，行程都保持不變，除非遇到大量大塊巖石需改變沖擊能時才進行調整。必須指出的是，由于結構尺寸的限制，沖擊器行程不可能很大，液壓沖擊器的沖擊頻率不可能設計得很低。根據(jù)巖石破碎學理論，巖石破碎有一個最低能量要求，當沖擊能低于其要求的最低沖擊能時，就無法破碎巖石。為破碎不同塊度與硬度的巖石，當行程不變，要增大沖擊能時，必須提高沖擊壓力，這樣沖擊頻率也升高，沖擊功率會增大很多。由于目前采用行程反饋原理的液壓沖擊器沖擊能和沖擊功率在調節(jié)過程中是連鎖同步變化的，當沖擊能增大時，沖擊功率也增大，這就要求增大裝機容量。解決此問題的辦法是打破壓力與流量成正比的關系，使沖擊壓力和供油流量獨立無級調節(jié)控制，從而使沖擊能和沖擊頻率獨立無級調節(jié)控制。即通過調節(jié)控制沖擊系統(tǒng)的工作壓力來調節(jié)控制沖擊器的沖擊能，沖擊壓力高時沖擊能很大;沖擊壓力低時沖擊能小。通過調節(jié)控制供油泵的輸出流量來調節(jié)控制液壓沖擊器的沖擊頻率，供油流量大時沖擊頻率很高;供油流量小時沖擊頻率低。這樣，可把沖擊能調節(jié)到很大，而沖擊頻率可降到很低，使沖擊功率不至增大很多。根據(jù)破碎現(xiàn)象來選擇沖擊能和合適的沖擊頻率，可提高效率，減小液壓碎石機配套底盤的型號，降低造價，有利于液壓碎石沖擊器的推廣與應用。2新型沖擊器的結構與工作原理新型液壓碎石沖擊器采用壓力反饋控制原理的工作方式，突破液壓沖擊器傳統(tǒng)的行程反饋控制原理和供油流量的獨立無級調節(jié)控制液壓碎石機沖擊器工作性能參數(shù)的目的。其結構和工作原理可有多種型式，下面分析研究一種主要的結構型式及其工作原理。(1)結構如圖1所示，沖擊器采用前腔常壓，后腔壓力高、低交替變化的后腔控制式。沖擊活塞1與缸體2行成四個容腔，即開有油孔I的常常壓前腔a，能連通沖程反饋信號孔II和油孔III的常低壓腔b，開有IV的可變壓力后腔c及密閉氮氣室3。缸體前部常高壓腔a經(jīng)I及油路與配油閥的常高壓腔e和供油泵輸出的高壓油源P相通，油源通道上設有高壓蓄能器5。油孔II由油路與配油閥的常低壓腔g和回油O相通，并在回油通道上設有回油蓄能器6。沖程末了，活塞端面B越過油孔II，油腔b把孔II和孔III相通。缸體后部的后腔c經(jīng)油孔IV及油路與配油閥的變壓腔f相通。配油閥采用錐閥形式和優(yōu)化的不等閥開口量技術，回程時閥的開口量小;沖程時閥開口量大。推閥腔d經(jīng)油路與壓力控制錐閥7相通，控制高壓油源P的通斷。錐閥7的開啟壓力由控制油壓Px確定。閥芯8的左右椎柱臺肩分別交替控制配油閥常高壓腔e與變壓腔f和配油閥常低壓腔g與變壓腔f的通斷，當腔e與腔f連通時，腔g與腔f阻斷，當腔e與腔f阻斷時，腔g與腔f連通。閥芯d腔有作用面積大于h腔有效作用面積，推椎閥h經(jīng)油路與高壓油源p連通。圖1新型液壓沖擊器結構與工作原理圖(a)回程開始狀態(tài)(b)沖程開始狀態(tài)1沖擊活塞2缸體3氮氣室4鎬釬5蓄能器6回油蓄能器7錐閥8閥芯9閥體(2)工作原理a回程圖1a所示為活塞已完成了一次沖擊，且閥已換向，整個系統(tǒng)處于回程開始狀態(tài)。此時配油閥的推閥腔d通過油孔II和III已與回油O相通，而推閥經(jīng)油路和閥芯中心的孔道始終與高壓油源P相通，閥芯8h腔高壓油作用下處于圖示左端位置。高壓油P經(jīng)閥體高壓腔e、油孔I與活塞前腔a相通，而后腔c則通過油孔IV經(jīng)閥體的變壓腔f、低壓腔g與回油連通;故活塞1在前腔壓