專利名稱：分體式智能型液壓錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓破碎裝置，尤其是涉及采用氮氣做功的液壓錘。
背景技術(shù)：
液壓錘應(yīng)用廣泛，可以在冶金、礦山、鐵路、公路、市政工程等領(lǐng)域中，對巖石、混凝土、鋼包、爐渣、瀝青、凍土、冰決等進行破碎、拆毀、振搗、夯實等作業(yè)。自問世以來發(fā)展迅速，至今已有三代產(chǎn)品，其中，氮氣式液壓錘出現(xiàn)較晚，其技術(shù)性能最先進、結(jié)構(gòu)最簡單和造價最低廉，有非常好的市場前景。但它的發(fā)展與國家“以信息化帶動工業(yè)化”和“提高機電設(shè)備信息化水平”的要求還相距甚遠，尚不能滿足液壓錘的數(shù)字化、智能化和信息化的市場需求。
目前市場上所見到的三代液壓錘產(chǎn)品，即全液壓式、氣液式和氮氣式液壓錘，基本結(jié)構(gòu)是由缸體、活塞桿、釬桿、控制閥、蓄能器等零件組成，三通控制閥與活塞桿相互反饋切換，使活塞桿在高壓油作用下迅速打擊釬桿并對巖石等進行破碎，并根據(jù)作業(yè)對象不同可方便地更換不同的釬桿。
全液壓式、氣液式和氮氣式液壓錘三者皆采用行程反饋原理工作，由于機械結(jié)構(gòu)的限制，致使其行程不可能實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，從而也不能無級地改變頻率和沖擊能。然而，液壓錘工作時，根據(jù)工作對象的不同，要求其輸出(沖擊能和頻率)能夠無級、獨立進行調(diào)節(jié)，以滿足工作對象對大沖擊能與低頻率以及小沖擊能與高頻率相匹配多樣輸出的要求。因為裝機容量是一定的，只有這樣，在要求輸出大沖擊能時配以低頻率，在要求輸出小沖擊能時配以高頻率，才能提高工作效率和擴大液壓錘的使用范圍。
目前全液壓式、氣液式和氮氣式液壓錘由于其基本工作原理所限，其沖擊機構(gòu)與控制器均為一體，致使液壓錘結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油路損耗大，效率低，使用、維修不便。
實現(xiàn)液壓錘智能化和遠程監(jiān)控，減輕工人的勞動強度以及要求液壓錘結(jié)構(gòu)簡單，方便制造和降低成本等方面，都是現(xiàn)代液壓錘的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控、數(shù)字化控制，工作效率高、使用方便并能減輕操作工人勞動強度的分體式智能型液壓錘。
為達到上述目的，本發(fā)明分體式智能型液壓錘采用以下技術(shù)方案本發(fā)明分體式智能型液壓錘是由沖擊器和控制器兩大部分組成，兩者分置。所述的沖擊器是由活塞、缸體構(gòu)成，是液壓錘的工作裝置，裝在工作動臂的前端；所述的控制器是由二位三通換向閥、高速開關(guān)電磁閥、壓力變送器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、計算機(CPU)以及放大器(AMP)構(gòu)成，是液壓錘的操縱控制部分。控制器通過兩根液壓油管分別與沖擊器的活塞前腔、活塞后腔聯(lián)結(jié)起來，控制器的壓力變送器與沖擊器的蓄能器連接。
沖擊器的蓄能器是氮氣室，于活塞回程時壓縮氮氣蓄能，沖程時是唯一提供活塞運動的動力源。
所述的控制器可置于主機底盤或司機室內(nèi)。
所述的二位三通換向閥為滑閥式換向閥，只用一只高速開關(guān)電磁閥與其配合，即可實現(xiàn)分體式智能型液壓錘的沖程和回程的換向。
所述的壓力變送器與氮氣室相連，也可直接安裝在氮氣室中，既可用來實現(xiàn)液壓錘正常循環(huán)的換向控制，也可用來識別工作對象物理機械性質(zhì)的智能控制。
所述活塞的前腔采用常高壓腔，即通過其中一根液壓油管直接與進油口相通；所述活塞的后腔為變壓腔，即通過另一根液壓油管直接與二位三通控制閥相聯(lián)，交替地與進油口、回油口連接。
所述活塞的前腔直徑與后腔直徑相等為宜。
本發(fā)明分體式智能型液壓錘采用以上技術(shù)方案后，具有以下優(yōu)點。
(1)采用沖擊器與控制器分離遠置的分體式結(jié)構(gòu)，安裝、使用、操作及維修更加靈活、簡便。
(2)采用了活塞前腔常壓、后腔變壓的液壓錘工作方式。從而使沖擊器的工作更加穩(wěn)定，控制閥的結(jié)構(gòu)更為簡單；(3)突破傳統(tǒng)，率先采用壓力反饋信號實現(xiàn)液壓錘換向控制；
(4)本發(fā)明系通過氮氣腔的壓力信號實現(xiàn)閥的換向控制和智能化。因為，連接到氮氣室的壓力變送器能夠檢測到氮氣的壓力變化，而這壓力變化與活塞的行程有關(guān)；與液壓錘輸出的沖擊能有關(guān)。這樣，就能夠通過壓力變送器捕捉到氮氣腔中的壓力變化，來判斷活塞的行程和沖擊能，決定活塞回程和沖程的換向時刻；也能根據(jù)活塞打擊釬桿后的反彈速度大小判斷工作對象的物理機械性質(zhì)(軟、硬和大、小)，決定下一錘的沖擊能和頻率的最佳匹配組合，實現(xiàn)液壓錘的智能化；(5)首次在液壓錘上采用一只高速開關(guān)電磁閥實現(xiàn)液壓錘液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制。這是液壓錘實現(xiàn)分體和智能化的關(guān)鍵技術(shù)，因它能夠接受計算機的數(shù)字化信號。


圖1為本發(fā)明分體式智能型液壓錘的活塞正處于回程開始的狀態(tài)圖；圖2為本發(fā)明分體式智能型液壓錘的活塞正處于沖程開始的狀態(tài)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明分體式智能型液壓錘作進一步說明。
由圖1、圖2看出，本發(fā)明分體式智能型液壓錘是由沖擊器和控制器兩大部分組成，控制器置于主機底盤或司機室內(nèi)。兩者通過兩根液壓油管10和11聯(lián)接起來。
所述的沖擊器是由活塞1、缸體2構(gòu)成，是液壓錘的工作裝置，裝在工作動臂的前端。
所述的控制器是由二位三通換向閥3、高速開關(guān)電磁閥4、兩個壓力變送器5、6和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)7、計算機(CPU)8以及放大器(AMP)9構(gòu)成，是液壓錘的操縱控制部分。
兩個壓力變送器5、6和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)7、計算機(CPU)8以及放大器(AMP)9、高速開關(guān)電磁閥4順序連接。
所述的活塞1的前腔a采用常高壓腔，即通過其中一根液壓油管10直接與進油口高壓油P相通；所述的活塞1的后腔b為變壓腔，即通過另一根液壓油管11直接與二位三通控制閥3相聯(lián)，交替地與進油口高壓油P、回油口回油T連接。二位三通換向閥3采用滑閥式換向閥，只用一只高速開關(guān)電磁閥4與其配合?？刂破鞯膲毫ψ兯推?與沖擊器的氮氣室c連接，壓力變送器5既可用來實現(xiàn)液壓錘正常循環(huán)的換向控制，也可用來識別工作對象物理機械性質(zhì)的智能控制。
氮氣室c是蓄能器，于活塞1回程時壓縮氮氣蓄能，沖程時是唯一提供活塞1運動的動力源?；钊?前腔直徑d1與后腔直徑d3相等，即d1＝d3。
本發(fā)明分體式智能型液壓錘的工作過程為(1)液壓錘的回程運動圖1表示分體式智能型液壓錘處于回程開始時的狀態(tài)。此時，活塞前腔a與進油口的高壓油P直接聯(lián)通，活塞后腔b則通過油管11和二位三通換向閥3與回油口回油T聯(lián)通。這樣，活塞1在高壓油P的作用下，克服氮氣阻力，推動活塞1作回程運動?；钊爻虝r，使b腔的容積減小，其中的油液通過油管11和閥3，排至回油口。活塞回程時，隨著行程的加大，氮氣室c中的氮氣被壓縮，壓力升高，當(dāng)壓力升高到設(shè)定壓力——規(guī)定的行程時，被壓力變送器檢測到，則計算機(CPU)馬上發(fā)出指令，并經(jīng)AMP放大使高速開關(guān)閥4帶電，使其閥芯處于左位。這時控制油路的高壓油經(jīng)閥4作用于二位三通閥3，令其換向，使閥芯亦處于左位，則主油路的高壓油P經(jīng)閥3和油管11作用于活塞1的后腔b。于是活塞1的前、后腔均承受壓力相等的高壓的作用，且因兩腔的壓力作用面積相等作用力的方向相反而抵消，對活塞的運動不起作用。但氮氣室內(nèi)活塞端面所承受的氮氣壓力卻構(gòu)成了活塞回程運動的制動力，使其進入回程的制動狀態(tài)，速度很快降至零，完成了回程運動?；爻踢\動的終了就是沖程的開始。
(2)液壓錘的沖程運動圖2表示分體式智能型液壓錘活塞沖程時的工作狀態(tài)。此時，與液壓錘回程結(jié)束時的狀態(tài)完全相同活塞1停止在上死點；換向閥3在高壓油P的作用下閥芯處于左位，活塞的前、后腔均與高壓油P聯(lián)通；高速開關(guān)電磁閥4已帶電，其閥芯亦處于左位，高壓油P通過閥4作用于閥3；此時的計算機早已發(fā)出了令閥4帶電指令。
活塞1在此狀態(tài)下，速度由零開始加速運動，并以設(shè)計的最大速度沖向釬尾輸出沖擊能；與此同時，壓力變送器檢測到活塞沖擊釬尾的信號，計算機接到信號后，馬上發(fā)出令閥4斷電恢復(fù)常態(tài)的指令，于是閥4失電恢復(fù)常態(tài)(液壓錘處于回程開始時的狀態(tài))，換向閥3控制腔失壓恢復(fù)常態(tài)(閥芯處于右位)，使活塞1的后腔b經(jīng)油管11與回油T相通，為回程作好準(zhǔn)備。
關(guān)于壓力變送器工作的兩點說明活塞1沖擊釬尾時，壓力變送器能檢測出兩類信號(1)隨著活塞沖程的進行，由于活塞尾部逐步從氮氣室c內(nèi)退出其中的氮氣壓力逐漸下降。當(dāng)活塞打擊釬尾時，壓力將降至最低(充氣力)，壓力變送器即認為沖程結(jié)束，計算機檢測到此信號后，即發(fā)出令換向閥3和電磁閥4換向的指令；(2)活塞打擊釬尾后，壓力變送器也能同時檢測到活塞反彈速度大小的信號，并馬上經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器送給計算機進行處理，判定液壓錘工作對象的物理機械性質(zhì)和原輸出(沖擊能和頻率)是否相符合。否則，計算機會按照工作對象的要求重新匹配輸出，滿足液壓錘的工作要求，實現(xiàn)人工智能，提高工作效率。
必須指出，本發(fā)明分體式智能型液壓錘的回程制動階段與沖程階段的油路是相同的，如圖2所示；液壓錘的回程加速段的油路則如圖1所示，這就構(gòu)成了液壓錘的完整工作循環(huán)的全過程。
權(quán)利要求
1.一種分體式智能型液壓錘，是由沖擊器和控制器兩大部分組成，其特征在于所述的沖擊器和控制器兩者分置，沖擊器由活塞(1)、缸體(2)構(gòu)成，是液壓錘的工作機構(gòu)，裝在工作動臂的前端；所述的控制器是由二位三通換向閥(3)、高速開關(guān)電磁閥(4)、壓力變送器(5)、(6)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(7)、計算機(CPU)(8)以及放大器(AMP)(9)構(gòu)成，是液壓錘的操縱控制部分；控制器通過兩根液壓油管(10)、(11)分別與沖擊器的活塞前腔(a)、活塞后腔(b)聯(lián)結(jié)起來，控制器的壓力變送器(5)與沖擊器的蓄能器(c)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的分體式智能型液壓錘，其特征在于所述的控制器可以置于主機底盤或司機室內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分體式智能型液壓錘，其特征在于所述的二位三通換向閥(3)為滑閥式換向閥。
4.如權(quán)利要求1或2所述的分體式智能型液壓錘，其特征在于所述的壓力變送器(5)安裝在充有氮氣的蓄能器(c)中。
5.如權(quán)利要求1或2所述的分體式智能型液壓錘，其特征在于所述活塞的前腔(a)采用常高壓腔，即通過其中液壓油管(10)直接與進油口相通；所述活塞的后腔(b)為變壓腔，即通過另一根液壓油管(11)直接與二位三通控制閥(3)相聯(lián)，交替地與進油口、回油口連接。
6.如權(quán)利要求5所述的分體式智能型液壓錘，其特征在于所述活塞前腔(a)的直徑與活塞后腔(b)直徑相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分體式智能型液壓錘，是由沖擊器和控制器兩大部分組成，兩者分置。沖擊器是由活塞(1)、缸體(2)構(gòu)成；控制器是由二位三通換向閥(3)、高速開關(guān)電磁閥(4)、壓力變送器(5)、(6)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(7)、計算機(CPU)(8)以及放大器(AMP)(9)構(gòu)成；控制器通過兩根液壓油管(10)、(11)與沖擊器相連，壓力變送器(5)與蓄能器(c)連接。本發(fā)明可以在冶金、礦山、鐵路、公路、市政工程等領(lǐng)域中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，工作效率高，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
文檔編號B25D9/26GK101077575SQ20061004056
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者楊襄璧, 羅銘 申請人:馬鞍山市驚天液壓機械制造有限公司