獨(dú)立無級調(diào)節(jié)控制的新型液壓沖擊器概述

與一般液壓機(jī)械不同，液壓沖擊器的負(fù)載是活塞運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)的正常工作，在改變流量的同時(shí)，一般都通過改變活塞運(yùn)動(dòng)行程來達(dá)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(nèi)外現(xiàn)有各種液壓沖擊器的行程調(diào)節(jié)都是有級的。一般只有二至三擋，而且調(diào)節(jié)行程很不方便。所以，在液壓沖擊器工作時(shí)，行程都保持不變，除非遇到大量大塊巖石需改變沖擊能時(shí)才進(jìn)行調(diào)整。必須指出的是，由于結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)得很低。根據(jù)巖石破碎學(xué)理論，巖石破碎有一個(gè)最低能量要求，當(dāng)沖擊能低于其要求的最低沖擊能時(shí)，就無法破碎巖石。為破碎不同塊度與硬度的巖石，當(dāng)行程不變，要增大沖擊能時(shí)，必須提高沖擊壓力，這樣沖擊頻率也升高，沖擊功率會(huì)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(diào)節(jié)過程中是連鎖同步變化的，當(dāng)沖擊能增大時(shí)，沖擊功率也增大，這就要求增大裝機(jī)容量。解決此問題的辦法是打破壓力與流量成正比的關(guān)系，使沖擊壓力和供油流量獨(dú)立無級調(diào)節(jié)控制，從而使沖擊能和沖擊頻率獨(dú)立無級調(diào)節(jié)控制。即通過調(diào)節(jié)控制沖擊系統(tǒng)的工作壓力來調(diào)節(jié)控制沖擊器的沖擊能，沖擊壓力高時(shí)沖擊能很大;沖擊壓力低時(shí)沖擊能小。通過調(diào)節(jié)控制供油泵的輸出流量來調(diào)節(jié)控制液壓沖擊器的沖擊頻率，供油流量大時(shí)沖擊頻率很高;供油流量小時(shí)沖擊頻率低。這樣，可把沖擊能調(diào)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(jī)配套底盤的型號，降低造價(jià)，有利于液壓碎石沖擊器的推廣與應(yīng)用。2新型沖擊器的結(jié)構(gòu)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(dú)立無級調(diào)節(jié)控制液壓碎石機(jī)沖擊器工作性能參數(shù)的目的。其結(jié)構(gòu)和工作原理可有多種型式，下面分析研究一種主要的結(jié)構(gòu)型式及其工作原理。(1)結(jié)構(gòu)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(gè)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?dú)馐?。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(shè)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(shè)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(shù)，回程時(shí)閥的開口量小;沖程時(shí)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(tái)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(dāng)腔e與腔f連通時(shí)，腔g與腔f阻斷，當(dāng)腔e與腔f阻斷時(shí)，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(jié)構(gòu)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?dú)馐?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(gè)系統(tǒng)處于回程開始狀態(tài)。此時(shí)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