專利名稱：液壓沖擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種由沖擊油缸、配流機構(gòu)、壓力變送器和氮氣室組成的，由氣體爆炸實施沖擊的，由計算機系統(tǒng)進行監(jiān)控的沖擊振動機械。
為適應(yīng)工作對象及工作環(huán)境變化的需要，沖擊器工作時必須要有調(diào)節(jié)沖擊能與沖擊頻率的功能。目前，沖擊能及頻率的調(diào)節(jié)控制方法大致分為兩種一種是以行程反饋作為控制原理的沖擊器；一種是以中國專利申請CN96118034.X(1997年8月6日公開)為代表的以壓力反饋作為控制原理的沖擊器。前一類型應(yīng)用形式多種多樣，后一類型尚處于研究階段。但不論哪一類現(xiàn)有的沖擊裝置其能量與頻率的調(diào)節(jié)均采用機械式后動調(diào)節(jié)的方法，缺乏隨工作對象及工作環(huán)境的變化而自我調(diào)節(jié)沖擊能與沖擊頻率的能力；且由于控制原理及調(diào)節(jié)方式的局限性，使得沖擊裝置工作時能量消耗大；沖擊裝置中配流閥與沖擊缸一體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得沖擊器的加工是一個高能耗、高難度的制造過程；結(jié)構(gòu)上的多臺階設(shè)計，使得沖擊活塞并非均勻細長干件，而不利于能量的傳遞，且易損耗。
為了克服以上不足，本實用新型提供一種可根據(jù)工作對象及工作環(huán)境變化而自動調(diào)節(jié)沖擊能與沖擊頻率的液壓沖擊器。
本實用新型液壓沖擊器的特征是裝配在缸體8中的沖擊活塞1有臺肩5，缸體內(nèi)形成三個容腔，即開有2孔的前腔3；開有7孔的回油儲油腔6和密閉的氮氣腔9。油缸前腔3經(jīng)油孔2由油路24接入配流閥組，配流閥組吭壓油路錐閥12經(jīng)油路15連接高壓油源HD泵；配流閥組中低壓油路錐閥23經(jīng)油路22連接油箱；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有安全閥18；低壓油路上設(shè)有濾清器20；氮氣腔9接有壓力變送器10，氮氣腔中氮氣壓力由壓力變送器10轉(zhuǎn)化為電壓值傳送給計算機；計算機將此信號分析處理后，通過控制電路控制二位三通高速開關(guān)閥11、13動作，高速4閥11、13分別為錐閥23、12的先導(dǎo)閥；其兩種位置狀態(tài)分別將錐閥控制腔與高壓油源或油箱相連，以控制插裝閥的打開與關(guān)閉；取自高壓油路上的油壓經(jīng)調(diào)整開關(guān)閥17后轉(zhuǎn)化為HD泵的壓力控制器的壓力，控制著泵的輸出流量；高速開關(guān)閥17由計算機對其實施PWM控制。
本實用新型液壓沖擊器由于采用了檢測氮氣室壓力的壓力變送器；設(shè)有通過以高速開關(guān)閥PWM控制方式來調(diào)節(jié)沖擊器流量的HD變量泵；設(shè)有與沖擊缸體分離安裝的配流閥體；設(shè)有以高速開關(guān)閥為先導(dǎo)閥的插裝閥組組合成的配流機構(gòu)設(shè)有實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)沖擊能與沖擊頻率、由壓力變送器、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、單片機組成的檢測傳感及控制系統(tǒng)。液壓沖擊器的沖擊油缸為普通液壓油缸；在不使用回油儲油腔的條件下，沖擊油缸與配流閥間只有一根液壓軟管供壓力油進入或回油。液壓沖擊器，利用氮氣室氣壓的變化率可判斷工作對象的性能，從而利用對氮氣室壓力的檢測可識別由于溫度變化或氣體泄漏而引起的工作環(huán)境改變，從而改變沖擊能與工作對象相適應(yīng)。
本實用新型液壓沖擊器由于利用傳感器系統(tǒng)對氣缸中活塞行程變化而引起的壓力變化進行檢測，并據(jù)此通過計算機系統(tǒng)控制配流閥中錐閥的開啟與關(guān)閉，命名得沖擊器前腔交替與高壓油源或油箱相通，從而控制活塞行程，達到控制沖擊能的目的。沖擊活塞在打擊點時的反彈速度因不同的工作對象(巖石等)而不一致，因此，會導(dǎo)致氣缸內(nèi)壓力變化率不同，計算機系統(tǒng)由此識別工作對象，并按設(shè)定值主動調(diào)整沖擊能與沖擊頻率。沖擊頻率經(jīng)高速開關(guān)閥17以PWM方式控制HD泵19，達到可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出流量，從而連續(xù)調(diào)節(jié)沖擊頻率的目的。配流機構(gòu)以插裝錐閥組合形式替代傳統(tǒng)的套閥、柱閥等結(jié)構(gòu)形式，并使其與沖擊缸體分離，而中間則以大孔徑的軟管相連接；同時也采用了回油儲油箱等結(jié)構(gòu)形式，達到降低油壓損失、提高效率、方便制造的目的。
簡言之本實用新型液壓沖擊器由于采用壓力反饋原理，引進計算機控制方式；并對傳統(tǒng)的配流機構(gòu)進行突破，使其與沖擊缸體分離安裝，從而具有自動控制、能耗降低、易于制造、方便使用的良好特性。
以下結(jié)合附圖對本實用新型液壓沖擊器作進一步的描述


圖1為本實用新型的回程開始狀態(tài)的系統(tǒng)示意圖。
圖2為本實用新型的沖程開始狀態(tài)的系統(tǒng)示意圖。
附圖描述了本實用新型液壓沖擊器的結(jié)構(gòu)特征裝配在缸體8中的沖擊活塞1有臺肩5，缸體內(nèi)形成三個容腔，即開有2孔的前腔3；開有7孔的回油儲油腔6和密閉的氮氣腔9。油缸前腔3經(jīng)油孔2由油路24接入配流閥組，配流閥組吭壓油路錐閥12經(jīng)油路15連接高壓油源HD泵；配流閥組中低壓油路錐閥23經(jīng)油路22連接油箱；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有安全閥18；低壓油路上設(shè)有濾清器20；氮氣腔9接有壓力變送器10，氮氣腔中氮氣壓力由壓力變送器10轉(zhuǎn)化為電壓值傳送給計算機；計算機將此信號分析處理后，通過控制電路控制二位三通高速開關(guān)閥11、13動作，高速4閥11、13分別為錐閥23、12的先導(dǎo)閥；其兩種位置狀態(tài)分別將錐閥控制腔與高壓油源或油箱相連，以控制插裝閥的打開與關(guān)閉；取自高壓油路上的油壓經(jīng)調(diào)整開關(guān)閥17后轉(zhuǎn)化為HD泵的壓力控制器的壓力，控制著泵的輸出流量；高速開關(guān)閥17由計算機對其實施PWM控制，出口壓力連續(xù)可調(diào)。因此，泵的流量亦可連續(xù)調(diào)節(jié)。
附圖還描述了本實用新型的液壓沖擊器的工作過程1.返回行程，見
圖1所示活塞和閥芯的位置壓力變送器10將活塞處于打擊點時的壓力值傳送給計算機，計算機分析處理后控制高速開關(guān)閥11、13動作。高速開頭閥11將錐閥23的控制腔與高壓油接通，錐閥23關(guān)閉。同時，高速開關(guān)閥13將錐閥12的控制腔與油箱接通，錐閥12打開，油路15將沖擊缸前腔3與高壓油源相連，活塞1在高壓作用下作回程運動。同時壓縮氮氣腔9中的氮氣，而回油儲油腔通過油路22向油箱排油。當?shù)獨馐抑袎毫_到某一設(shè)定值時，計算機發(fā)出指令高速開關(guān)閥13將錐閥12控制腔連通高壓油，錐閥12關(guān)閉，切斷高壓油路15，回程結(jié)束。
2.沖程行程，見圖2所示活塞和閥芯的位置計算機發(fā)出指令，高速開關(guān)閥11將錐閥23控制腔與油箱連通，錐閥23打開，前腔接通回油路而卸荷，活塞1在壓縮氮氣作用下向前沖擊，前腔3中油一部分進入回油儲油腔6，一部分進入油箱。同時高壓油路中油液充入高壓蓄能器14，備以回程需要。當活塞沖擊釬桿25并反彈時，計算機記錄下由反彈引起的氮氣室內(nèi)壓力變化率，并據(jù)此調(diào)整壓力設(shè)定值，以備調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，同時，計算機發(fā)出指令控制高速開關(guān)閥13動作使錐閥12打開并接通高壓油路，沖程過程結(jié)束。重新開始下一循環(huán)過程。
權(quán)利要求1.一種液壓沖擊器，包括沖擊油缸、活塞、控制閥、配流閥組、高速開關(guān)閥、蓄能器、壓力變送器、計算機控制系統(tǒng)，其特征在于裝配在缸體8中的沖擊活塞1有臺肩5，缸體內(nèi)形成三個容腔，即開有2孔的前腔3；開有7孔的回油儲油腔6和密閉的氮氣腔9，油缸前腔3經(jīng)油孔2由油路24接入配流閥組，配流閥組吭壓油路錐閥12經(jīng)油路15連接高壓油源HD泵；配流閥組中低壓油路錐閥23經(jīng)油路22連接油箱；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有高壓蓄能器14，低壓油路上設(shè)有低壓蓄能器21；高壓油路上設(shè)有安全閥18；低壓油路上設(shè)有濾清器20；氮氣腔9接有壓力變送器10，氮氣腔中氮氣壓力由壓力變送器10轉(zhuǎn)化為電壓值傳送給計算機；計算機將此信號分析處理后，通過控制電路控制二位三通高速開關(guān)閥11、13動作，高速4閥11、13分別為錐閥23、12的先導(dǎo)閥；其兩種位置狀態(tài)分別將錐閥控制腔與高壓油源或油箱相連，以控制插裝閥的打開與關(guān)閉；取自高壓油路上的油壓經(jīng)調(diào)整開關(guān)閥17后轉(zhuǎn)化為HD泵的壓力控制器的壓力，控制著泵的輸出流量；高速開關(guān)閥17由計算機對其實施PWM控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊器，其特征在于(1)沖擊油缸可為普通液壓油缸；(2)在不使用回油儲油腔的條件下，沖擊油缸與配流閥間只有一根液壓軟管供壓力油進入或回油。
專利摘要本實用新型包括沖擊油缸、活塞、控制閥,其特征在于:設(shè)有通過以高速開關(guān)閥PWM控制方式來調(diào)節(jié)沖擊器流量的HD變量泵;設(shè)有由壓力變送器、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、單片機組成的檢測傳感及控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了機電一體化、改變了工作環(huán)境、降低油壓損失、提高了作業(yè)效率、便利了加工制造。
文檔編號E21B1/00GK2383958SQ99218218
公開日2000年6月21日 申請日期1999年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月24日
發(fā)明者楊襄璧, 丁問司, 張新, 胡均平, 楊國平 申請人:中南工業(yè)大學(xué)