新型压力反馈液压冲击器

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能独立调频调能液压冲击器的研究

它的结构、工作原理和液压系统：分析了它的技术特性；出了实验结果．给通过实验测试表明，实验结果与仿真结果吻合良好，样机实验达到了预期的效果，证明了理论研究的正确性图５表２参４，，．
关键词：全液压式；立调频调能：独压力反馈：液压ｊ中击器
１全液压式独立调频调能液压）击器中
１１基本结构．
全液压 ห้องสมุดไป่ตู้ 立捌频捌能液压冲击器液压系统的工
作原理如阁２所示，其中液冲击器为压力反馈式；ＨＤ为压力变量泵，它的排量与控制压力成正比，只要改变控制压力，即可改变泵的排量；为先导阀，它输出的控制压力、与操纵手柄的转角成正比；只
开、；Ｒ为减压阀，主油路的油压降低供控制回停Ｄ将路使用．系统启动后，Ｄ泵处于卸荷状态，Ｈ此时泵排量最
（）４上的手柄用于控制反馈力，控制冲击能．
收稿日期：０５０ — ０２０ — ６２
作者简介：同平（６一。，杨１２）男湖南芷人，９ｌＩ：礴士，上海工程技术大学教授，主蟹从事乍辆工程新产品研发及理论研究，混凝土商业机械和冲击
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第２卷第１ｌ期２００６年３月
湖南科技大学学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆＨｎｎＵｉｒｔｏＳｉｃｏｒａｏｕａｎｅｓｙｆｃｎｅ＆ＴｃｎｌｙＮｔｒｌｃｎｅＥｉｎｖｉｅｅｈｏｇ（ａｕａＳｉｃｄｉ）ｏｅｔｏ

气液联合式冲击器工作状态参数的研究

气液联合式冲击器工作状态参数的研究刘忠1 邹宇1 张凯1 霍沅明21.中国矿业大学,徐州,2211162.苏州大学,苏州,215006摘要:在气液联合式冲击器工作原理的基础上,构建了冲击凿岩过程中冲击器和岩石力学特性的数学模型,并运用MA T L A B 和AM E S i m 软件进行了联合仿真,获得了不同氮气室反馈压力㊁不同工作流量以及不同岩石特性条件下冲击器工作状态参数的曲线㊂仿真结果表明:对氮气室反馈压力和工作流量进行调节,可实现冲击器输出冲击能的无级调节;通过冲击系统活塞回弹速度的测量,可实现冲击器凿岩状态的辨识㊂关键词:冲击器;氮气反馈压力;工作流量;岩石特性中图分类号:T U 63;U 455.3 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.24.018R e s e a r c ho nP n e u m a t i c ‐h y d r a u l i c I m pa c t o rB a s e do n W o r kS t a t u s P a r a m e t e r s L i uZ h o n g 1 Z o uY u 1 Z h a n g K a i 1 H u oY u a n m i n g21.C h i n aU n i v e r s i t y o fM i n i n g a n dT e c h n o l o g y ,X u z h o u ,J i a n gs u ,2211162.S o o c h o w U n i v e r s i t y ,S u z h o u ,J i a n gs u ,215006A b s t r a c t :O n t h e b a s i s o f t h ew o r k p r i n c i p l e s o f p n e u m a t i c ‐h y d r a u l i c i m p a c t o r ,t h e p a p e r c o n s t r u c -t e d t h em a t h e m a t i c a lm o d e l o f t h e i m p a c t o r a n dr o c k m e c h a n i c s p r o p e r t i e sd u r i n g t h e p r o c e s so f i m -p a c t d r i l l i n g ,t h e c o ‐s i m u l a t i o nw a s c a r r i e do u t b a s e do n MA T L A Ba n dAM E S i m ,t h ew o r k s t a t u s p a -r a m e t e r c u r v e o f i m p a c t o rw a s o b t a i n e du n d e r t h e c o n d i t i o n s o f d i f f e r e n t f e e d b a c k p r e s s u r e s o f n i t r o -g e n c h a m b e r ,d i f f e r e n tw o r k f l o w s a n dd i f f e r e n t r o c k p r o p e r t i e s .T h e s i m u l a t i o nr e s u l t s s u g ge s t t h a t ,a d j u s t i n gf e e d b a c k p r e s s u r e o f n i t r og e n ch a m b e r a n dw o r k f l o wc a n r e a li z e t h e r e g u l a t i o n o f i m p a c t e n -e r g y c o n t i n u o u s l y ,m e a s u r e m e n t of p i s t o n r e b o u n d s p e e do f t h e i m p a c t s y s t e mc a n r e a l i z e t h e i d e n t i f i -c a t i o no fd r i l l i n g s t a t u s o f t he i i m pa c t o r .K e y wo r d s :i m p a c t o r ;f e e d b a c k p r e s s u r e o f n i t r o g e n c h a m b e r ;w o r k f l o w ;r o c k p r o p e r t y 收稿日期:20141217基金项目:国家自然科学基金资助项目(51275060);苏州市科技计划资助项目(S Y G 201325)0 引言液压冲击器是以油液压力为动力源,推动冲击活塞使其实现往复运动的机械振动装置㊂因液压冲击器特殊的工作方式,能够稳定输出循环的冲击能量,故被广泛应用于液压破碎锤㊁液压打桩机和液压凿岩机等液压冲击机械装置中㊂液压冲击器有纯液压式冲击器㊁气液联合式冲击器和氮爆式冲击器三种类型,历经行程反馈㊁压力反馈㊁无阀控三种配流方式和电磁信号控制的强制配流方式两个阶段㊂由于压力反馈控制的气液联合式冲击器工作效率高㊁工作系统稳定㊁能实现无级调频调能等优点,成为市场上销售的主流液压冲击器产品[1‐2]㊂针对气液联合式冲击器的研究主要从气液做功比和控制方式两方面来开展㊂文献[3‐4]研究了气液做功分配比问题,获得最优效率下的做功分配比㊂丁问司等[5]提出了基于氮气室压力反馈来实现冲击能的自适应输出的控制方法,并进行了实验验证,随后李传昌等[6]在此基础上也开展了相关的研究工作㊂传统对气液联合式冲击器的仿真研究未考虑工作介质(岩石特性)因素,本文以氮气室压力反馈控制的气液联合式冲击器为研究对象,充分考虑冲击器与工作介质的耦合特性,分别建立不同工作状态参数条件下的数学模型,探讨不同状态下冲击器的参数输出规律,为冲击器凿岩状态的辨识与自适应控制的研究寻求有效的途径㊂1 气液联合式冲击器的工作原理本文研究的气液联合式冲击器以氮气室压力为反馈与控制对象,采用电磁信号控制换向阀的强制配流方式,从而实现冲击器的循环往复冲击工作[7]㊂基于氮气室压力反馈控制的气液联合式冲击器工作原理如图1所示㊂冲击器工作过程分为回程和冲程两个阶段㊂回程阶段,换向阀工作于右位,高压油液进入活塞前腔,回油口与活塞后腔连通,活塞向右做回程加速运动,同时不断压缩氮气室中的氮气;当氮气室压力达到设定反馈值时,控制器发出控制信号控制换向阀动作,使换向阀工作于左位,此时活塞前后腔均通有高压油液,因活塞后腔的有效作用面㊃0733㊃中国机械工程第26卷第24期2015年12月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1.岩石2.钎杆3.活塞前腔4.活塞5.活塞后腔6.氮气室7.压力传感器8.换向阀图1 氮气室压力反馈控制的气液联合式冲击器工作原理图积大于活塞前腔的有效作用面积,在后腔油液压力与氮气室压力的共同作用下,活塞向右做回程减速运动,直至活塞速度为零㊂冲程阶段,换向阀工作于左位,在差动连接回路和氮气室压力的作用下,活塞换向向左做冲程加速运动,直至打击钎杆冲击破碎岩石,完成一个工作周期㊂冲击器如此循环往复工作,便可通过循环输出冲击能来完成连续的凿岩碎石任务㊂2 冲击器工作状态建模根据工作介质对冲击器的反作用力,冲击凿岩过程包括冲击碎石和非冲击碎石两个阶段,因此在建立冲击器工作过程动力学模型的基础上,还需要考虑岩石的力学特性对冲击器的影响㊂2.1 活塞运动的动力学模型活塞在回程加速阶段和冲程加速(回程减速)阶段所受作用力的形式有所不同,应该区分开来考虑㊂在建立数学模型过程中,假定油液是不可压缩的,忽略管道对油液压力的影响㊂活塞在回程加速阶段动力学方程为m d2x d t2=p1A1-p2A2-p d A d-f(1)式中,m为活塞的质量,k g;x为活塞的位移,m;p1为活塞前腔的压力,P a;p2为活塞后腔的压力,P a;p d为氮气室的压力,P a;A1为活塞前腔的有效作用面积,m2;A2为活塞后腔的有效作用面积,m2;A d为氮气室作用于活塞杆的有效作用面积,m2;f为活塞与缸体间的摩擦力,N㊂活塞在冲程(回程减速)阶段动力学方程为m d2x d t2=p2A2+p d A d-p1A1-f(2) 2.2 氮气室的气体状态方程由于冲击器在工作过程中,氮气室中氮气的压缩和膨胀过程比较迅速,还来不及与外界进行热交换,可假定氮气室在工作过程一直处于绝热状态㊂于是,氮气室在绝热状态的气体状态方程为p0V k0=p d V k d=p d(V0-A d x)k(3)式中,p0为氮气室的初始充气压力,P a;V0为氮气室的初始充气容积,m2;V d为对应于p d的容积,m2;k为绝热系数,其值为1.4㊂联立式(1)~式(3)可得m d2x d t2=p1A1-p2A2-p0A d(V0V0-A d x)k-f回程加速阶段p2A2+p0A d(V0V0-A d x)k-p1A1-f冲程(回程减速)ìîíïïïïïï阶段(4) 2.3 岩石力学特性方程[8‐10]假定岩石为弹性体模型,冲击凿岩碎石过程岩石的力学模型包括加载和卸载两个阶段,凿岩破碎过程中岩石受力表达式为F=K u 加载阶段F m a x-δK(u m a x-u){卸载阶段(5)式中,K为岩石的加载刚度,N/m;u为岩石的形变量,m;F m a x为岩石形变过程中的最大作用力,N;δ为岩石的卸载系数;u m a x为岩石的最大形变量,m㊂3 仿真分析运用MA T L A B软件和AM E S i m软件分别构建岩石力学模型和冲击器动力学模型,进行冲击器冲击破碎岩石过程的联合仿真[11‐12]㊂以AM E S i m系统模型中活塞的位移㊁速度作为MA T L A B模型的控制输入变量,根据凿岩机冲击破碎岩石的不同阶段(加载与卸载阶段),控制输出不同的作用力作用于AM E S i m系统模型中的活塞㊂3.1 冲击器的A M E S i m仿真模型AM E S i m软件为冲击器工作状态的动态仿真提供了良好的平台,综合运用AM E S i m中的液压库㊁液压元件设计库㊁信号控制库来搭建冲击器的仿真模型,如图2所示[13‐15]㊂图2中气液联合式冲击器采用氮气室压力作为反馈信号,来控制换向阀的动作以达到使冲击器换向的目的㊂此种强制配流方式操作方便㊁灵活,可根据工作介质的状态(岩石的性质)来设定氮气室压力阀值,实现冲击器无级调频调能的参数输出㊂3.2 岩石力学特性的M A T L A B模型在冲击凿岩过程钎杆与岩石相互接触的状态下,岩石的力学性质才能表现出来㊂仿真过程需根据冲击器的AM E S i m模型的参数输出,建立岩石力学特性的边界条件方程㊂冲击凿岩过程中岩㊃1733㊃气液联合式冲击器工作状态参数的研究刘忠邹宇张凯等Copyright©博看网. All Rights Reserved.图2 气液联合式冲击器仿真模型图石对冲击器的反作用力边界条件方程为F =-Kx x ≤0,v ≤0-K x m i n +δK (x m i n -x )x ≤0,v >00x >ìîíïïïï0(6)式中,x m i n 为冲击器活塞的最小位移,m ;v 为冲击器活塞速度,m /s㊂在S i m u l i n k 中将岩石力学特性的边界条件方程以MA T L A BF u n c t i o n 的形式封装起来,从而获得了岩石力学特性的MA T L A B 模型㊂3.3 仿真参数确定本文参照S WH B 58型液压破碎锤,根据抽象变量设计理论,以结构轻量化和冲击效率最优为原则,设计了气液联合式冲击器的结构参数,冲击器的关键结构参数如表1所示㊂表1 气液联合式冲击器关键结构参数参数数值前腔活塞杆直径(mm )53后腔活塞杆直径(mm )54.3活塞直径(mm )50.2活塞质量(k g)7.8125氮气室初始压力(M P a)0.34 仿真结果及其分析4.1 氮气室反馈压力对冲击器性能的影响设定冲击器的工作流量为40L /m i n ,工作压力为12M P a,并取氮气室的反馈压力分别为0.310M P a ㊁0.314M P a ㊁0.320M P a,获得了活塞速度和位移曲线以及冲击器工作状态参数表,如表2和图3㊁图4所示㊂表2 不同氮气室反馈压力下冲击器工作状态参数表反馈压力(M P a)末速度(m /s)频率(H z)位移(m )效率(%)0.3106.6014.330.07930.480.3147.1012.900.10131.750.3207.3911.450.13330.53由不同氮气室反馈压力条件下仿真获得的活塞速度㊁位移曲线图可知,氮气室反馈压力值增图3 不同氮气室反馈压力下活塞速度曲线图图4 不同氮气室反馈压力下活塞位移曲线图大,活塞的行程和末速度都增大,行程值由0.079m 增大至0.133m ,冲击末速度由6.6m /s 增大至7.39m /s ;冲击频率却相应减小,其值由14.33H z 降低至11.45H z ;工作效率先从30.48%提高至31.75%,然后再降低至30.53%㊂通过分析可知,氮气室反馈压力增大,活塞回程时间和位移量增大,氮气室储存的能量增大,活塞冲程加速段增大,因此冲击末速度增大㊂图3中,活塞在冲击过程中的速度发生了突变,其原因为活塞在冲程阶段末期与岩石冲击碰撞产生了回弹运动,导致活塞速度在反方向突然达到峰值,然后其数值在油液压力和氮气室压力的反作用力下迅速下降达到平稳状态㊂采用控制氮气室反馈压力的方法,能无级调节冲击器输出的冲击能量,可作为控制气液联合式冲击器参数输出的一种有效方法㊂4.2 工作流量对冲击器性能的影响设定冲击器的工作压力为12M P a,氮气室的反馈压力为0.315M P a ,取工作流量q V 分别为20L /m i n ㊁30L /m i n ㊁40L /m i n ㊁50L /m i n,获得了活塞速度和位移曲线以及冲击器工作状态参数表,如表3和图5㊁图6所示㊂表3 不同工作流量下冲击器工作状态参数表流量(L /m i n)末速度(m /s)频率(H z)位移(m )效率(%)205.6011.290.10134.58306.6912.990.10637.85407.2313.700.10734.97507.6614.200.10732.55㊃2733㊃中国机械工程第26卷第24期2015年12月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图5不同工作流量下活塞速度曲线图图6 不同工作流量下活塞位移曲线图由图5㊁图6可知,在一定范围内,随着冲击器工作流量的增大,其冲击末速度和工作频率均会增大,冲击末速度由5.6m /s 增大至7.66m /s ,工作频率由11.29H z 增大至14.2H z ㊂在工作流量由20L /m i n 到30L /m i n 增大的过程中,活塞的回程会增大,其值由0.101m 增加至0.107m ;其他变化过程中,活塞的回程几乎保持在0.107m 左右㊂冲击器的工作效率先由34.58%提高到37.85%,然后降低到32.55%㊂通过分析可知,工作流量为20L /m i n 的条件下,不能提供冲击器所需的流量要求,系统的工作压力低于系统的额定压力,导致活塞回程减小;工作流量增大,推动活塞的力会有一定的波动,导致冲击末速度会有一定程度的增大;由于氮气室反馈压力不变,且推动力的波动对回程过程影响较小,因此在正常工作状态下活塞回程保持不变㊂采用变频控制的容积调节来控制工作流量,也可实现对冲击器无级调节冲击能输出的控制㊂4.3 工作介质对冲击器状态参数的影响设定冲击器的工作流量为40L /m i n ,工作压力为12M P a ,氮气室的反馈压力为0.315M P a ,取不同性质的岩石加载刚度分别为10MN /m ㊁40MN /m ㊁80MN /m ,获得了活塞的速度情况,如图7和表4所示㊂图7 不同工作介质下活塞速度曲线图表4 不同工作介质下活塞的速度值刚度(MN /m )冲击末速度(m /s)回弹速度(m /s)107.181.87407.183.28807.184.09由图7可知,随着岩石加载刚度值的增大,活塞的回弹速度会逐渐变大,其值由1.87m /s 增大至4.09m /s ,冲击末速度保持在7.18m /s 左右不变㊂根据冲击系统的波动理论知识,活塞的回弹速度与冲击岩石的加载刚度㊁冲击末速度有关,当保持活塞冲击末速度不变时,活塞的回弹速度会随着岩石加载刚度的增大而增大,即岩石越坚硬,其回弹速度越大㊂建立活塞回弹速度㊁冲击末速度与岩石状态模型,可通过活塞回弹速度的测量来实现凿岩状态的辨识㊂5 结论(1)基于氮气室压力反馈控制的气液联合式冲击器比传统的行程㊁压力反馈控制的冲击器更具有优势,具有较强的灵活性,能实现冲击器工作参数的无级调节输出,且能实现随工作状态变化的自适应控制功能㊂(2)研究了氮气室反馈压力㊁工作流量对冲击器工作性能的影响,适当地提高氮气室的反馈压力和工作流量可增大冲击器的冲击能量,并可改善其冲击破碎效率㊂氮气室反馈压力和工作流量的调节,可以实现冲击器冲击能和冲击频率的无级调节输出,为冲击器的工作参数自适应输出提供了途径㊂(3)验证了冲击系统中波动力学理论关于活塞回弹速度计算的结论,活塞回弹速度随着凿岩状态的变化而改变,岩石的加载刚度越大,活塞的回弹速度越大㊂岩石特性与活塞回弹速度的关系,可以为冲击器凿岩状态的辨识研究提供理论参考㊂(4)气液联合式冲击器工作状态参数的建模㊃3733㊃气液联合式冲击器工作状态参数的研究刘忠邹宇张凯等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.仿真研究与实际的冲击器运动规律基本吻合,为液压冲击器的研究与开发提供了技术参考㊂参考文献:[1] 杨襄璧,罗铭.液压冲击器抽象变量设计理论[J].凿岩机械气动工具,2012(1):44‐64.Y a n g X i a n g b i,L u o M i n g.A b s t r a c tV a r i a b l eD e s i g nT h e o r y o f H y d r a u l i cI m p a c t o r[J].R o c k D r i l l i n gM a c h i n e a n dP n e u m a t i cT o o l s,2012(1):44‐64.[2] 许勤,黄园月,田祥友.液压冲击器的研究现状及发展趋势[J].工程机械,2010,41(6):47‐51,62.X uQ i n,H u a n g Y u a n y u e,T i a nX i a n g y o u.R e s e a r c hS t a t u s a n dD e v e l o p m e n tT r e n do fH y d r a u l i c I m p a c-t o r[J].C o n s t r u c t i o n M a c h i n e r y a n d E q u i p m e n t, 2010,41(6):47‐51,62.[3] 赵宏强,何清华,朱建新,等.新型液压冲击器气液做功分配比研究[J].凿岩机械气动工具,2004(2): 18‐23.Z h a o H o n g q i a n g,H e Q i n g h u a,Z h uJ i a n x i n,e ta l.G a sa n d H y d r a u l i c W o r k D i s t r i b u t i o n R a t i o o faN e w H y d r a u l i cI m p a c t o r[J].R o c k D r i l l i n g m a-c h i n e a n dP n e u m a t i cT o o l s,2004(2):18‐23.[4] 刘忠,彭金艳,梁承杰,等.无阀控自配流液压冲击器系统建模与仿真[J].中国机械工程,2010,21(23):2794‐2797.L i uZ h o n g,P e n g J i n y a n,L i a n g C h e n g j i e,e t a l.M o d-e l i n g a n dS i m u l a t i o no fV a l v e l e s sH y d r a u l i c I m p a c-t o r[J].C h i n a M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2010,21(23):2794‐2797.[5] 丁问司,迟永滨.柔性液压冲击系统[J].机械工程学报,2006,42(4):161‐167.D i n g W e n s i,C h iY o n g b i n.F l e x i b l e H y d r a u l i cI m-p a c t o r[J].C h i n e s eJ o u r n a lo f M e c h a n i c a lE n g i-n e e r i n g,2006,42(4):161‐167.[6] 李传昌,杨国平,丁冲冲,等.电控液压冲击器控制机制研究与设计[J].液压与气动,2010(7):5‐8.L i C h u a n c h a n g,Y a n g G u o p i n g,D i n g C h o n g c h o n g,e ta l.T h e o r e t i c a l A n a l y s i sa n d D e s i g n o f E l e c t r o n i cC o n t r o lH y d r a u l i cI m p a c t o r[J].C h i n e s e H y d r a u-l i c s&P n e u m a t i c s,2010(7):5‐8.[7] 胡均平,宋光伟,郭勇,等.电气液一体化打桩锤控制系统设计研究[J].郑州大学学报(工学版), 2011,32(1):72‐74,93.H u J u n p i n g,S o n g G u a n g w e i,G u o Y o n g,e ta l.D e-s i g na n dD y n a m i cR e s e a r c ho naN e wE l e c t r i c a l a n dH y d r o‐p n e u m a t i cC o n t r o lS y s t e m o fP i l e H a mm e r[J].J o u r n a l o f Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y(E n g i n e e r S c i-e n c e),2011,32(1):72‐74,93.[8] 杨襄璧,刘德顺,胡均平.撞击回弹问题的理论研究[J].中国有色金属学报,1996,6(4):171‐175.Y a n g X i a n g b i,L i u D e s h u n,H uJ u n p i n g.T h e o r e t i c a l S t u d i e s o nR e b o u n dP r o b l e mo f I m p a c t[J].T h eC h i n a J o u r n a l o fN o n f e r r o u sM e t a l s,1996,6(4):171‐175.[9] L iX,R u p e rG,S u mm e r sDA.e t a l.A n a l y s i s o f I m-p a c tH a mm e rR e b o u n d t oE s t i m a t eR o c kD r i l l a b i l i-t y[J].R o c k M e c h a n i c s a n d R o c k E n g i n e e r i n g, 2000,33(1):1‐13.[10] 刘德顺,李夕兵,朱萍玉.冲击机械动力学与反演设计[M].北京:科学出版社,2007. 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All Rights Reserved.。

液压冲击器抽象变量设计理论

２２
…
液压和气压的等值压力比
式，＝鱼凡表液和体中；＝，体气鲁Ａ明２
的等值压力比，与其对应的液、的承压面积气
成反比。
凿岩机械气动工具，ｏ２３２１（）
（）３氮气室的等值压力Ｐ＾
氮气室工作时，氮气的压力每时每刻都与系统压力Ｐ对应变化，中存在一个比例Ｈ其
压缩能。根据动力学设计得到活塞前腔承压面积Ａ：和活塞后腔承压面积Ａ。也就是说，，
质是在最大冲击速度ｔ，定选之后，由频率五决定
（）液压冲击器气体和液体的承压面积２
比。
在总的冲击能
中，、气液各占的比例则全
口
垒二一
（）３根据Ａ１Ａ计算活塞的结构参数，和２
（一）ｖ１ ÷
设计活塞结构和缸体的结构行程。
（）据抽象设计变量０，择计算高４根ｃ选。压蓄能器有效排量 △ 的计算公式（式７公一ｌ或公式７１）进行高压蓄能器有关参数１ —２。
式各数处回开时：鲁中参均于程始刻
＝
ｌＶ＝Ｖ。ＡＶ＝Ｖ１２而Ｖｌ，。，一，＝
的设计计算。
（— ）８５
所以Ｖ＝Ｖ：ａ
（）４按氮气做功的要求，Ａ：活塞行即和程Ｊ计算氮气室的结构参数。ｓ，

柔性冲击、柔性冲击器及柔性冲击系统

收稿日期：ｏＯ１ — ２２ｏ一１８
通过压力变送器７采集到氮气腔较低的压力值并处理后，制作为先导阀的进、油高速开关阀动控回作，锥阀ｌ开，阀Ｉ关闭。击器前腔通高压使打锥Ｉ冲油，塞回程，压缩氮气腔，其压力逐渐升高，活并使同时储油腔中油液被排回油箱。
Ｍａｋｅｉｅｅｃ，１９ｒｔｎｇＲｓａｒｈ６５，２（２）：２６～３１
丁问司彭浩舸黄麓升
摘要：出了一种基于微机控制、实现柔性配流的新型冲击器工作原提可
理。新型冲击器可实现冲击能与冲击频率的独立无级调节，有时间、间、具空环
境、换、件等多种柔性品质。提出了柔性冲击及柔性冲击系统的概念，互软指
（）程阶段１回活塞处于前端（图ｌ）ＣＵ见ａ。Ｐ
采用柱阀或套阀来配流。传
压冲击器的柔性品质很低。
为了解决传统液压冲击器的弱点，高其柔性提品质，在我们研制的氮爆式液压冲击器中采用了压力反馈原理和机电一体化技术。于新原理和新技基术设计的液压冲击器能适时地调整冲击能、冲击频
了柔性冲击系统的基本组成模式。关键词：性；击器；统；理柔冲系原中图分类号：１７５ＴＨ３．１文献标识码：Ａ

一种新型分体式液压冲击器研究

液压冲击器是一种冲击式液压振动装置，以高压油作为传动介质，用液压力驱动活塞往复运动做功，撞击钎杆，从而输出冲击能。液压冲击器作为一种新型
液压工程设备，广泛应用于矿山岩石的二次破碎、旧城
这样冲击频率也升高，冲击功率会增大很多。由于其
冲击系统的压力与流量的平方成正比，压力和流量不
碎有一个最低能量要求，当冲击能低于其要求的最低
传统的液压冲击器，其配流阀装配在缸体内，这样
收稿日期：０６０ —８２０７０作者简介：陈涛（９９）男，徽蚌埠人，师，士研究１７一，安讲硕生，主要从事分体式液压冲击器方面的研究工作。
制系统的工作压力来调节冲击器冲击能，系统压力高时
冲击器的结构形式，即通过改变活塞运动行程来达到．冲击能大，系统压力低时冲击能小。通过调节控制供油改变液压冲击器冲击能与冲击频率的目的。行程反馈泵的输出流量来调节冲击器的冲击功率，供油流量大时式液压冲击器对于工作参数的调节一般是通过增设多个回程信号孑，制各信号孑的开关来调节活塞行Ｌ控Ｌ
程，以达到改变液压冲击器的单次冲击能与冲击频率。但由于受冲击器结构的限制，一般只有二三档可调，
冲击能与冲击频率的调节范围很小，因此在很大程度上限制了液压冲击器的使用范围与工作效率的发挥。
在实际工作中，采用人工调节方式，频繁地停机调节不
仅操作麻烦，浪费工时，而且极易造成系统的污染。根据冲击破碎理论，对于某种确定的破碎对象，破
（安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山２３０）４０２

液压冲击器流场分析

Ｈｙｒｍｅｈｎｃ．Ｄｉｅｅｔｌｑａｉｎｆｍｏｉｎａｄｂｓｏｑａｉｎｏｕｄｆｌｆａｈｄａｌｍｐｃｏｒｕｌｄ０ｃａｉｓｆｒｎｉｕｔｓｏｔｎａｉｆｗｅｕｔｓｆｒｆｉｅｄｏｙｒｕｉｉａｔｒｆａｅｏｏｃｌｏｌｉｃｗｅｅｂｉｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｆｏｆｌｉａｙｒｕｉｒｓｕｅｅｄａｋｍｐｃｏｗｓｎｌｚｄｅｅｉｔｅｈｏｙｆｌｗｉｄｎｈｄａｌｐｅｓｒｆｅｂｃｉａｔｒａａａｙｅｈｒｗｔｈｔｅｒｏｅｃｈ
程；对冲击器的力学模型进行简化，并求解了流场中的速度分布和流动损失情况。为了形象地得出冲击器流场的参数变化规律，利用Ｃｒ软件和Ｆｕｎ的前处理器Ｇｍｉ对冲击器的流场进行了建模，ａａｌｌｅｔａｂｔ并利用Ｆｕｎ软件对液压冲击器的瞬ｌｅｔ态流场进行了模拟求解。对比ＣＤ模拟的结果和求解基本方程的结果，Ｆ结果比较吻合。对瞬态流场的分析表明，在进油口截面突然变化的部位流速变化较大，离这一区域后开始趋于平稳，远而冲击过程中的中腔出油口存在速度较大的区域。另外，随着进油速度增大，流场的紊流情况加剧，流动的损失量呈抛物线增加。关键词：液压冲击器；压力反馈；基本流场；ＦＣＤ
振
第３１卷第１２期
动
与
冲击
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＲＡＯＮＡＮＤＳＢＴＩＨＯＣＫ

电控液压冲击器控制机制研究与设计

出版社，００５２０．．
［］姚怀新．３工程车辆液压动力学与控制原理［Ｍ］．北京：人
民交通出版社，０６１．２０．０
［］朱经昌，４魏宸官，车辆液力传动［．京：等．Ｍ］北国防工业
出版社，９２１．１８．１
６
液压与气动
２１第７期００年
ｆ。一ｃ一１一一］。一ｌ一ｃ６等ｃ，２号ｅｌ
点，又保持了齿轮传动的优越性。由于功率分流液压调速装置介于液压传动与齿轮传动之间，长避短，扬从而为在高效率情况下无级调速传递大容量的功率开辟
了一条新途径。
［］杨乃乔，２姜丽英．液力调速与节能［Ｍ］．京：北国防工业
１引言
２电控液压冲击器理论分析
液压冲击器是一种广泛应用于矿山岩石的破碎、混泥土构建的拆毁等工程建设中的液压工程设备。液压冲击器是以外界液压源为动力，外界的液压能转把化为机械能，冲击活塞往复运动并锤击钢钎，使从而达到破碎岩石的目的。
很好地适应工作对象，高工作效率。最后经过实验验证和数据分析，证了这种控制方法的可行性与正提验
确性。
关键词：压冲击器；节原理；气反馈；液调氮电控；实验
中图分类号：Ｈ１７文献标识码：文章编号：００５（０００－０５４Ｔ３Ｂ１０４８８２１）７００－０

新型液压冲击机械控制系统方案研究

ａｔｔｈｅｏｂｊｅｃｔｔＯｂｅｂｒｏｋｅｎ；ｄｉｒｖｅｒｕｎｎｉｎｇｇｅａｒ．Ｉｃｏｍｂｉｎｅｙｅａｒｓｏｆｎｅｗｈｙｄｒａｕｉｌｃｉｍｐａｃｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｅｘｐｅｉｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
经验交流
新型液压冲击机械控制系统方案研究
Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｎｅｗｉｍｐａｃｔｈｙｄｒａｕｌｉｃ
李鲤刘善春（兰州城市学院，甘肃兰州７３００７０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｔｈｅｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｏｃｋｄｒｉｌｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｈａｍｍｅｒ，ｔｈｅｒｅｍｕｓｔｂｅａｖａｒｉｅｔｙｏｆｉｍｐｒｏｖｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｒｉｌｌｓ，ｈｙｄｒａｕｉｌｃｅｘｃａｖａｔｏｒｓｗｉｔｈｍａｔｃｈｉｎｇｄｕｅｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ：ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｍｐａｃｔｏｒ；ｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｕｆｉｎｇｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｒｏｔａｒｙｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｒｍＳＯｔｈａｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｒ

冲击器工作原理

冲击器工作原理冲击器是一种常见的工业设备，广泛应用于建造、挖掘、采矿等领域。

它通过利用高压气体或者液体的冲击力，将能量转化为机械能，从而实现工作效果。

下面将详细介绍冲击器的工作原理。

一、工作原理概述冲击器的工作原理基于液压或者气压的原理，通过产生高压气体或者液体，并将其释放到冲击器的工作腔室中，从而产生冲击力。

具体而言，冲击器的工作原理包括以下几个关键步骤：1. 压缩阶段：冲击器内部的压缩机构将气体或者液体进行压缩，增加其压力和能量储备。

2. 推动阶段：当压缩机构达到一定压力时，通过阀门控制释放气体或者液体，使其进入工作腔室。

3. 冲击阶段：气体或者液体进入工作腔室后，由于其高压状态，会产生冲击力，将能量传递给工作物体，从而实现冲击效果。

4. 回收阶段：冲击器内部的回收机构会将冲击器中的气体或者液体回收，以便下一次循环使用。

二、液压冲击器的工作原理液压冲击器是一种常见的冲击器类型，其工作原理基于液压力学的原理。

具体而言，液压冲击器的工作原理包括以下几个关键部份：1. 液压系统：液压冲击器内部包含一个液压系统，该系统由液压泵、液压油箱、液压管路和液压阀等组成。

液压泵通过供给液压油将其压力提高，然后通过管路输送到冲击器的工作腔室。

2. 液压缸：液压冲击器的工作腔室内部包含一个液压缸，液压缸由活塞、密封装置和工作物体等组成。

当液压油进入液压缸时，活塞会受到液压力的作用而运动，从而将能量转化为机械能。

3. 液压阀：液压冲击器内部的液压阀用于控制液压油的流动，以实现压缩、释放和回收等过程。

液压阀的开关状态由液压控制系统控制，根据工作需要进行调节。

4. 液压控制系统：液压冲击器的液压控制系统负责控制液压阀的开关状态，从而控制液压油的流动。

该系统可通过手动操作、电气控制或者计算机控制等方式实现。

三、气压冲击器的工作原理气压冲击器是另一种常见的冲击器类型，其工作原理基于气体力学的原理。

具体而言，气压冲击器的工作原理包括以下几个关键部份：1. 气源系统：气压冲击器内部包含一个气源系统，该系统由气源、气压调节器、气缸温和阀等组成。

LUKAS液压起复器的介绍

LUKAS液压起复器的介绍LUKAS液压起复器﹙液压分离式千斤顶﹚主要用于公司铁路线上运行的320吨混铁车脱轨事故的救援和由于受到环境限制不能使用吊机的铁路运输救援工作，以及其他工作上的应用。

2007年4月份购买并开始使用。

LUKAS液压起复器是由压力供应站﹙53MPa﹚、操作桌、高低压分配阀、高压油管、正立油缸、正立油缸底座、带调节盘的横移小车、横移油缸、复轨桥、环形增高件、饼形增高件、复轨桥连接板等组成；1、LUKAS压力供应站；是为复轨器提供匹配液压动力的设备，可分为燃油式和电动式。

型号；GC-6/520便携式一台3.5马力四冲程汽油发动机人工启动方式LUKAS液压泵工作最大允许压力；53 MPa油箱容积；42公升可用油容积；35公升设有切断阀、溢流阀、泄压阀有4个手柄﹙供抬起移动﹚软管快速连接接头供油量；低压下6公升/分高压下2.5公升/分体积；﹙长×宽×高﹚560×540×665毫米重量；无油时大约50公斤﹙第一次加入40公升液压油﹚有油时大约85公斤型号；PC-6/520便携式一台3马力单项电机220－400V50HZ人工启动方式LUKAS液压泵工作最大允许压力；53 MPa油箱容积；42公升可用油容积；35公升设有切断阀、溢流阀、泄压阀有4个手柄﹙供抬起移动﹚软管快速连接接头供油量；低压下6公升/分高压下2.5公升/分体积；﹙长×宽×高﹚560×540×665毫米重量；无油时大约55公斤﹙第一次加入40公升液压油﹚有油时大约90公斤2．LUKAS控制桌；是用来操控油缸和横移小车横移的控制阀组，可以控制救援设备的动作方向、速度，一台型号；CT7-6/4DVV 6代表6控制杆为了操作和准确移动的方便，设置如下；控制4个液压油缸和两个双向油缸或使用高、低压分配阀控制4个液压油缸和4个双向油缸起重液压油缸控制阀数量；4横移液压油缸控制阀数量；2横移液压油缸定位阀数量；2完全循环阀组工作标准压力；53MPa带有保险锁和移动把手液压快速连接接头体积；﹙长×宽×高﹚1025×700×1070毫米控制桌脚架重量；8公斤总重；68公斤3．红/蓝压力管；15米10根工作最大允许压力；53 MPa连接控制桌和起重液压油缸颜色；红/蓝带有快速接头和单向针阀重量；5.4公斤4．黑压力管；15米6根工作最大允许压力；53 MPa连接控制桌和横移液压油缸颜色；黑色带有快速接头和单向针阀重量；6.1公斤5．黑压力管；15米6根工作最大允许压力；53 MPa连接控制桌和压力供应站颜色；黑色带有快速接头和单向针阀重量；4公斤6．LUKAS液压油缸；是用来对事故车辆进行顶升的起重。

液压冲击器的分类与工作原理

液压冲击器的分类与工作原理液压冲击器是一种以油液压力为动力，以活塞往复运动输出冲击能来进行作业的液压冲击机械，它主要由活塞、控制阀和蓄能器三个基本运动体所组成，目前正广泛应用于采矿、冶金、煤炭、交通、建筑和机械等行业。

它具有以下特点：1)液压冲击机构属于一次式液压传动装置，即本身既是液压冲击发生装置又是液压冲击执行机构；2)液压冲击装置利用油路中交替变化的压力液流传递液压能，直接产生活塞的周期振动，并以冲击方式输出能量，这种振动方式属于受迫振动；3)油路中交替变化的压力液流是依靠液压冲击装置在冲击过程中的运动参数(如速度、加速度和振幅等)或液体参数(如压力、流量等)的变化作为反馈信号来控制的；4)液压冲击装置是输出高频率和高能量的一种新型阀――活塞组合的动力部件，其控制阀总是处于全能量的切换状态，流量自动调节装置(气体的、液体的或机械的蓄能装置)与液压冲击的耦合特性能保证机构稳定运动和提高效率。

液压冲击器根据配流方式的不同，可分为无配流液压冲击器、强制配流液压冲击器和自动配流液压冲击器等。

无配流液压冲击器只是在原动力上应用了液压力，并未脱离机械冲击的模型，强制配流式液压冲击器是在一般液压传动的基础上改进而成，所以也并没有充分体现和满足液压冲击系统的特点和需要[50]。

自动配流式液压冲击器是目前在工程实践中应用的一种液压冲击器。

它的配流装置不是依靠外界动力来驱动，而是依靠配流装置与振荡活塞之间的各种反馈关系来驱动的。

反馈可分为位移反馈、压力反馈、加速度反馈和综合反馈等。

由于加速度反馈的液压冲击器的工作稳定性不及位移和压力反馈式的液压冲击器，因此位移和压力反馈式液压冲击器应用最为广泛。

位移反馈式液压冲击器工作原理位移反馈式液压冲击器主要由缸体、冲击活塞、随动阀、控制阀等部件组成，基本机构原理如图3．1所示，其中，a、c、c＇、g孔通高压油，b、f孔通低压回油，d孔经管道与d＇孔相通，e孔经管道与e＇孔相通。

液压震击器工作原理

液压震击器工作原理
《液压震击器工作原理》
液压震击器是一种通过液压力来实现减振和缓冲的装置。

它主要由一个液压缸、一个活塞、一个气阀以及液体组成。

当外力施加在液压震击器上时，液体将通过活塞进入液压缸内。

液压力的作用下，活塞会向上移动，并将能量转化为压缩空气的压力。

当震击力减小或消失时，活塞会向下移动，将压缩空气释放到外部环境中。

液压震击器的工作原理可以简化为以下几个步骤：
1. 初始状态下，液压震击器处于放松状态，活塞处于下降位置。

2. 外力作用下，液体进入液压缸内，活塞受到液压力的推动而向上移动。

3. 活塞上升过程中，液压力将压缩空气逐渐塞入一个气阀中。

4. 当震击力消失或减小到一定程度时，活塞会开始向下移动。

5. 活塞下降时，气阀打开，压缩空气被释放到外部环境中，从而达到减振和缓冲的效果。

液压震击器的工作原理通过液压力和压缩空气的相互作用来实现减振和缓冲的效果，广泛应用于机械设备、工程建筑等领域。

一种新型氮气式液压冲击器的实验研究

式蓄能器，腔常高压、腔变压，程反前后行馈的液压冲击器。新型冲击器，工作原在理和结构上的创新，使其具有更好的性
能，有一定的优越性。拥新型冲击器取消了隔膜式蓄能器，从
直流电，号输出电压范围０５量程为信～Ｖ。
４Ｐ。０Ｍａ
图２图３图４分别是在氮气腔初始充、、
气压力为Ｉ９ＭＰ．ａ时所测得的氮气腔压力５
２４．ＹＱＣＩ型液压冲击器测试仪 —Ｉ
根本上避免了传统冲击器，由于隔膜式蓄能器的存在而带来的问题和不足，简化并了冲击器的结构。此冲击器的配流阀具有
较好的稳定性，不需要单独设置稳定油路。冲击器活塞在冲程阶段，后腔均通前
本实验主要采集的是氮气腔压力。是
通过ＫＬＥ公司生产的Ｐ２Ｒ８０６３ＥＬＲＡ１／０９．— １０型压力变送器．其电源电压为８２Ｖ０～８
直流电。号输出电压范围０５量程为信～Ｖ，
关键词：隔膜式蓄能器；气式液压冲击器；氮气压测定方法。
中图分类号：Ｄ２．Ｔ４２５文献标识码：Ａ
ｌ新型氮气式液压冲击器系统２实验系统组成简介实验测试系统的组成如图

液压冲击器性能气压测试法分析

３２７
振
动、测
试
与
诊
断
第３Ｏ卷
对式（）４中的主要参数求导，ａ＜ｏ有ｆ
，
＜ｏ，
ａ０ｆ＜
，
即固有频率厂随管道长ｚ和腔室容积的增
Ｃ／ｐａｌ＝ｖ
加而降低，随管道截面积Ａ的增加而提高。
图３带管道的压力传感系统计算模型
基本吻合，正确设计冲击器性能参数气压测量系统提供了有效的方法。为
关键词液压冲击器
中图分类号
气压测试
模型传递特性
ＴＵ６ＴＰ０．３２６１
度，最终可计算出活塞在打击点时的冲击能Ｅ。ｇ］
第３卷第４期Ｏ
２１００年８月
振动、试与诊断测
ＪｕｎｌｆＶｉｒｔｎ，ｅｓｒｍｅｔ＆ＤｉｇｏｉｏｒａｂａｉＭａｕｅｎｏｏａｎｓｓ
Ｖｏ．３Ｏ．４１０Ｎ
Ａｕｇ．２０１０
液压冲击器性能气压测试法分析 ‘
研究，理论上分析了管道谐振频率以及管道瞬态压力往复反射状态变化对测量误差的影响规律。对大功率液压从碎：￣ＴＢ２Ｘ的冲击性能参数采用两种不同结构参数的测压系统进行对比，验结果表明，论分析和试验数据７５试理

新型氮爆式液压冲击器的特性分析

成。
运动，当活塞中段左侧面越过控制口时，腔前
的高压油通过反馈孔进入配流阀的控制腔，
从而迫使阀芯开始换向运动。当配流阀换向完毕后，后腔也与高压油相通，样活塞的前这腔、后腔均和高压油液相通，并且它们的受力
的缺陷：
（）由于传统氮气膨胀冲击器前后两腔１和回油相通。那么通过回程反馈孔进入配流阀右边控制腔的油液也会变为低压油液，见
图１．这样系统供油就没有完全进入冲击器
前传统的氮气膨胀冲击器属后腔常低压，前
腔变压，结构原理如图１示【其所 ” 。
内部。而是到达配流阀为止。么富余的高压那
圈１传统氮爆式冲击器｜构原理圈者
凿岩机械气动工具。０６１２０（）
维普资讯
流量就由蓄能元件储存起来，样会使蓄能这
油相通，阀芯换向，使阀换向完毕后，冲击器
改变压力，这样，阀芯就始终处于左极限位置。使高压油液同时进入冲击器的前腔和后腔。保证了新型冲击器在整个冲击过程中油
的后腔又与回油相通。而前腔还是与高压油液相通。同时已具备足够速度的活塞打击钎
工稳定油路，大了制造成本。加
元件的压力上升，加大了蓄能元件的负担和
损耗。
有鉴于此，在总结传统氮爆式冲击器优缺点的基础上，提出了一种前腔常高压、后腔

新型液压冲击机械控制系统方案研究

新型液压冲击机械控制系统方案研究摘要：液压冲击机械是一种新型的工程机械，论文在分析了目前国内外液压冲击机械工作原理与控制技术现状的基础上，提出了新型的液压控制系统方案，分析了液压冲击机械工作性能参数的控制方法，有利于实现液压冲击机械的智能化控制。

关键词：液压冲击机械作参数制系统液压冲击机械是20世纪70年代发展起来的工程机械设备，作为冲击破碎工作与动力控制的源泉，液压控制系统是冲击机械系统的重要组成部分。

它必须保证设备正常工作的技术性能要求，同时还需考虑使用经济性指标。

不管是液压凿岩机还是液压破碎锤，必须有各种性能完善的液压钻车或液压挖掘机与其配套，才能完成应有的工作机能。

液压控制系统的主要功能是：控制液压冲击器的工作；控制液压支臂的变幅运动及回转运动以便使冲击器对准要破碎的物体；驱动行走机构等。

一、电液控制阀在液压冲击系统中的应用一个设计合理的液压控制系统必须使液压冲击器协调系统完成冲击、回转、推进等工作机能，同时又赋予其安全保证功能(如自动防卡、自动停推等控制功能)。

随着液压冲击机械的迅速发展，其液压系统也不断得到优化，各种型式及性能的电液控制阅相继应用于液压冲击破碎系统中。

要实现液压冲击机械系统的自动控制，从简化系统结构的角度考虑，冲击系统压力应该在数字信号控制下无级变化输出；同时，推进系统压力和转钎流量也必须能在数字信号控制下无级变化输出。

电液伺服阀控制、电液比例阀控制和高速开关电磁阀控制均能实现对这些量的无级变化输出。

二、液压冲击机械液压控制系统总体方案方案设计系统工作原理：1.泵的启动.所有控制阀处于图示位置，启动泵的驱动电机。

此时冲击系统通过电液换向阀14的右位卸荷，转钎系统通过电液换向阀3的中位卸荷，而推进系统此时无压力油进入。

2.冲击、推进工作原理.dt通电；电渡换向圆14处于左位，接通冲击油路；高速开关电磁阀9、10、11通电处于脉冲宽度调制(pwm)状态。

高速开关电磁阀11输出控制压力作用于恒压变量泵的变量机构，使泵输出所需的调定压力，当泵(冲击泵)的最大输出流量q 大于液压冲击机械在冲击系统压力为阀11调定压力下要求的冲击流量q时，实际冲击系统压力p等于阀11的调定压力，而冲击流量q取决于冲击系统压力p。

新型液压冲击机械的工作原理与控制方案设计分析

科技信息
０机械与电子Ｏ
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＬＹＩＦＲＴＯＮＣＥＣＥＨＯＯＧＯＭＡＩＮ
２１０１年
第３期
新型液压冲击机械的工作原理与控制方案设计分析
周静安（夏三瑞机械环保设备有限公司宁夏银川７００）宁５０４
作参数的功能。按照它们工作参数调节原理的不同，归纳为行程控制方式、量控制方式、力反馈控制方式。可流压
【键词】压冲击机械；击频率；作流量；作介质；－效率；关液冲工工．作Ｙ反馈控制方式；济性经
【摘要】着生产力的向前发展，别是矿产资源开发和公路铁道建设工程投入的进一步加大，为主要工程机械之一的液压冲击机械随特作得到了迅速发展。人们开始研制能够适应不同工作状况的液压冲击机械来满足工程实际要求。为适应钻凿（碎）同物理性质的岩石，求液破不要压冲击器的工作参数可以调节，适应多种情况的岩石，高其适应范围和工作效率。目前世界上很多厂家生产的液压冲击机械都具有调节工以提
２新型液压冲击器工作参数调节原理
冲击破碎的理论与实践表明．于某种确定的工作介质．对总存在个最优的冲击能与之相匹配，这一最优的冲击能作用下，在冲击器

冲击器工作原理

冲击器工作原理引言概述：冲击器是一种常见的工具，广泛应用于建筑、汽车维修等领域。

它通过高速旋转的锤头产生冲击力，从而实现对螺栓、螺母等紧固件的拆卸或安装。

本文将详细介绍冲击器的工作原理，包括动力来源、传动机构、冲击力产生和控制等方面。

一、动力来源1.1 电动冲击器：电动冲击器是通过电动机提供动力。

电动机将电能转化为机械能，驱动锤头旋转产生冲击力。

电动冲击器具有体积小、重量轻、使用方便等优点，适用于一些轻型工作。

1.2 气动冲击器：气动冲击器是通过气体压缩机提供动力。

气体压缩机将气体压缩，形成高压气体，通过管道输送到冲击器中。

高压气体进入冲击器后，推动活塞运动，从而驱动锤头旋转产生冲击力。

气动冲击器具有动力强、使用范围广等优点，适用于一些重型工作。

1.3 液压冲击器：液压冲击器是通过液压系统提供动力。

液压系统由液压泵、液压阀等组成，通过液体的压力传递动力。

液压冲击器具有动力稳定、操作灵活等优点，适用于一些需要精确控制的工作。

二、传动机构2.1 锤头：冲击器的锤头是冲击力产生的关键部件。

锤头通常由金属制成，具有一定的重量。

当锤头高速旋转时，其惯性产生的冲击力可以用于拆卸或安装紧固件。

2.2 齿轮传动：冲击器通常采用齿轮传动机构，将动力从电动机、气体压缩机或液压系统传递到锤头。

齿轮传动具有传动效率高、传动力矩大等优点，可以满足冲击器的工作需求。

2.3 手柄和触发器：冲击器的手柄和触发器是用于操作冲击器的部件。

手柄通常由耐用的材料制成，具有舒适的握持感。

触发器用于控制冲击器的启停，通过按下触发器来控制冲击器的工作。

三、冲击力产生3.1 离心力：冲击器的锤头通过高速旋转产生离心力。

离心力是由旋转运动产生的惯性力，可以用于产生冲击力。

离心力的大小与锤头的质量和旋转速度有关，可以通过调整锤头的质量和旋转速度来控制冲击力的大小。

3.2 冲击力传递：冲击力产生后，需要通过传递机构将冲击力传递到螺栓、螺母等紧固件上。

冲击器工作原理

冲击器工作原理冲击器是一种常用的工具，用于施加高强度的冲击力以完成各种工作任务。

它的工作原理可以分为机械原理和能量转换原理两个方面。

一、机械原理冲击器的机械原理主要包括弹簧机械原理和液压机械原理两种。

1. 弹簧机械原理弹簧机械原理是冲击器中常见的工作原理。

冲击器内部装有一个或多个弹簧，当施加外力使其压缩时，弹簧会储存能量。

当外力释放时，弹簧会迅速回弹，将储存的能量转化为冲击力，从而实现对工件的冲击作用。

2. 液压机械原理液压机械原理是冲击器中另一种常见的工作原理。

冲击器内部装有一个液压系统，液压系统由液压油、液压泵、液压缸等组成。

当施加外力使液压泵工作时，液压油会被泵入液压缸中，液压缸的活塞受到液压油的压力作用而向前移动，从而产生冲击力。

二、能量转换原理冲击器的能量转换原理主要包括机械能转换和电能转换两种。

1. 机械能转换机械能转换是指冲击器将外部施加的机械能转化为冲击力的过程。

在冲击器的工作过程中，外部施加的机械能通过弹簧或液压系统的作用，转化为内部储存的能量，再通过释放这些储存的能量来产生冲击力。

2. 电能转换电能转换是指冲击器通过电能来产生冲击力的过程。

一些高级冲击器采用电动机作为动力源，通过电能转换为机械能，进而产生冲击力。

电动冲击器通常具有更高的工作效率和更大的冲击力。

冲击器的工作原理多种多样，不同类型的冲击器采用不同的原理。

在实际应用中，根据工作需求和工件特点选择合适的冲击器工作原理，可以提高工作效率和质量。

以上是关于冲击器工作原理的详细介绍，希望对您有所帮助。

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石器等）二种。（２）四通阀控活塞工作结构型，即双面回油。这些机型都有正式产品，实践证明其原理正确、结构合理、性能较好，所眦在技术上是可行的。但就其产品及使用情况而言，以单面回油前腔常压型居多，双面回油型次之，前腔回油后腔常压型目前几乎已淘汰。
目前国内外现有的液压冲击器的配流装置不是依靠外界动力来驱动，而是依靠配流装置与冲击活塞之问的位置反馈关系来驱动的，二者之间既相互驱动又相互制约，即所谓的行程反馈式液压冲击器。
ｈ…＊一……～…～…～…～～…～～…～￡４
‘
８业对象来调节系统压力，从而实现降低主机（如挖掘机等）装机容萤的目的。
Ｓ
关键词：液压冲击器压力反馈
１液压冲击器的类型
液压冲击机构是新一代高效节能凿岩设备—— 液压凿岩机和液压碎石机的主要工作机构，它设计的好坏直接影响到液压凿岩机和液压碎石机的使用性能。目前液压冲击机构主要有两大类：有阀型和无阀型。由于无阀结构是利用油的微量可压缩性作传动介质，有较太油腔，因而结构尺寸大，应用受到限制，故未能得到发展，仅美国生产了两型样机进行试验。而在生产实践中取得较好效果的还是有阔型的液压冲击机构。
8.期刊论文吴万荣.袁文君.唐崇茂.刘永磊.WU Wan-rong.YUAN Wen-jun.TANG Chong-mao.LIU Yong-lei 液压冲击
器独立调节能频的控制 -现代制造工程2009,""(1)
冲击能和冲击频率是液压冲击机械的重要输出工作参数;合理匹配冲击能和冲击频率,可适应不同的作业条件,产生最佳工作效果,从而提高生产率和降低成本,扩大其使用范围.为了实现液压冲击器输出工作参数的能频独立控制,提出一种基于压力反馈原理的新型能频独立调节液压冲击器,并且建立系统的非线性数学模型,对其进行计算机仿真,揭示了系统各参数对冲击器工作性能的影响,并对其设计理论和方法进行研究.
3.期刊论文杨襄璧.杨国平.龙国键.刘忠压力反馈式全液压式独立调频调能液压冲击器研究 -中国机械工程
2002,13(23)
分析了国内外液压冲击器的技术现状,提出了一种新型全液压式独立调频调能液压冲击器;阐述了液压冲击器的结构、工作原理和液压系统;分析了液压冲击器的技术特性;给出了实验结果.
4.期刊论文徐必勇.叶兴海.罗铭.XU Bi-yong.YE Xing-hai.LUO Ming 新型压力反馈式液压冲击器动力学建模与仿
7.期刊论文陈涛.罗铭.CHEN Tao.LUO Ming 一种新型分体式液压冲击器研究 -液压与气动2007,""(2)
在分析传统的行程反馈式液压冲击器的基础上, 提出了一种新型的基于单片机控制的压力反馈式液压冲击器, 并阐述了新型液压冲击器的阀体分离的结构特点与工作原理, 为液压冲击器的智能控制研究奠定了基础.
２行程反馈液压冲击器存在的问题
目前国内外液压凿岩机和液压碎石机均采用行程反馈液压冲击机构形式，行程反馈的主要原理是：依靠冲击活塞或配流阀的位移来开关信号油口以实现冲击活塞的换向，其主要存在的问题是：
工程机械，２０００（３）
｛１）接该琢毽设诗豹多接渡莲肄击器静接位不熬遘三挡，并且，多数采用人工调节，以达到调节蕊冲击能的目的。但在生产实际中，频繁城调节不仅操作寐瘊，占用工对，而盈投翳造成系统的污染。（２）按该原理设计的液压冲击器其冲击系统的压力号流量的孚方戎正比，压力翻浚量不戆分开避罩亍独立无级调节控制，冲击能垮冲击频率同步增减，其冲击频率无法设计得很低。因此，在有限的冲击臻率条｛牛下，其最大狰击麓瞧谨毒限，往往瑷搬了主机的装机容量，
文章在分析目前国内外同有液压冲击器基础上,突破了液压冲击器传统的行程反馈控制原理采用压力反馈原理,创新推出一种全液压独立无级调频能液压冲击器及其液压控制系统,并对其设计理论和方法进行了研究.建立了新型液压冲击器系统的非线性数学模型,对新型液压冲击器系统地蚝了计算机数字仿真研究,系统、深入地研究了新型液压冲击器系统各参数对冲击器工作性能的影响.该文对液压冲击器回油储油腔进行了理论与实验研究,为后腔常压式液压冲击器的推广和应用奠定了理论基础.首次将自适应控制理论应用于淮压冲击器的缓冲装置中,提出了由单片机的步进电机控制的液压冲击器自适应缓冲装置的控制系统,通过计算机仿真研究论证了新型缓冲装置的可行性.
2.学位论文张新机电一体化的新型压力反馈式液压冲击器系统研究 1999
该文在分析国内外液压冲击器技术现状的基础上,着眼技术进步,克服其不足,创新推出一种机电一体化的压力反馈式液压冲击器.克服了传统行程反馈式液压冲击器的冲击能与冲击频率不能独立无级调节的缺陷,且能够根据工作介质特理特性变化自动调节冲击器系统的非线性数学模型,对压力反馈式液压冲击器系统进行了数字仿真研究,系统、深入地研究了冲击器系统各参数对冲击器工作性能的影响,从中获得了有关压力反馈式液压冲击器运动的规律性认识;设计了液压冲击器的冲击反弹缓冲装置,首次提出了以缓冲腔的峰值油压作为对工作介质物理特性变化的判断依据,通过动态仿真与实验研究,从理论与实践两方面验证了这一判断依据的可行性;提出了基于高速开关新型液压冲击器的单片机微机控制系统,首次在液压冲击器上运用模糊控制策略,实现了对液压冲击器的输出工作参数进行模糊控制;研制了机电一体化的压力反馈式液压冲击器的实验样机,通过实验采集的数据表明,实验结果与仿真结果吻合良好,样机实验达到了预期的效果.
撬供二手汽车罱等
汽车吊１０ｏｔ矗囝小林
９６年产垂新
浅车昂１００ｔ桀州（日本雇＿盘）９６年产少用
巍车吊６８｛菇避ｄ、鞲
９８书产奎靳
艳掘杠目畚ＰＣ２００Ｂ一§鼙１童考ｌｓ年产’堆
履带吊５ｏｔ３０ｍ杭州
９ｚ年产未甩
门座吊６０ｔ吉棘
救点珏力机Ｊ３ｆｉ一２；嫡密
９０年产九崴．７９阜产丰罔
随着冲击活塞的左移，系统难力将降低，当冲击活
寒抉要达到ｉ串老点珏曹，系统疆宓降摄至先导阑静趣
合压力；辫先导阀关闭后，节流孔没有压力油通
过，不产生压降，配流阀芯在弹簧７的作用下换
淀，西裂庄透位置，重薪并疑Ｆ一谵臻回程运韵。
目前滚产品样机已试制出，经过彻步调试证明
熊期效果疆好。
＜收藕日期：１９９９－０９—１５’
积，Ａ４＝Ａ５，Ｐ。为系统压力，凸为经过节流孔降缝麓的配滚阉芯右腔豹压力，蜀为配滚阑弹簧剐
度，‰为配流阀弹簧预压缩餐，ｘ为配流阀弹赞压
缩量或配流阀阀芯ｌ｝勺工作位移。
≤３）洚击工援（活塞秘怒滚瓣芯越箍位萋麴藿
ｉｂ所示）
当配漉阔换向聪，配流阕芯处于右位。这时，
肄击活塞左腔与低压往连逶，｛孛击活塞开始渖程，
３薪型缝力反溃渡基；孛毒器瓣绻褥；｝器王终原理
运过臻炎突破＿，渡压砖击器传统越行程反瀵控制方式，采用压力反馈的控制方式，宴现了液脆冲击器冲击能的无级调节。３．１薪型液压津击瓣静结掏特点
新型液压冲击器的结构如图１所示，它由冲击缸搀ｌ，ｉ巾老话塞２、裹压罄能器３、配渡阉阉搏４、配流阀阀芯５、阻尼器６、配流阀弹簧７、先导阀阀芯８、先导阀弹簧９和调节手柄ｌＯ组成。
9.学位论文赵宏强独立无级调节控制的新型液压碎石机研究 1998
该文在分析目前国内外液压碎石机及其冲击器结构、原理及设计理论与方法以的基础上,突破液压冲击器传统的行程反馈控制原理,创新提出了采用压力反馈控制方式的液压冲击器工作原理,解决了液压冲击器的冲击能与冲击频率不能独立无级调节的难题.从而可通过无级调节控制冲击系统的压力,无级调节控制冲击器的冲击能,压力高时冲击能大,压力低时冲击能小;通过无级调节控制油泵供给冲击系统的流量,无级调节控制冲击器的冲击频率,流量大时冲击频率高,流量小时冲击频率低.由于实现了冲击器冲击能和冲击频率的独立无级调节控制,使碎石机能适应各种工况的需要,提高了工作效益.
真研究 -建筑机械（上半月）2009,""(3)
针对一种基于压力反馈分体式新型液压冲击器进行动力学建模和仿真研究,对涉及到的相关问题进行描述并进行了处理,得出了该冲击器的仿真模型 ,通过仿真结果和实验结果的对比分析,验证了仿真模型的正确,也说明对相关问题处理是合理的,符合实际工况.
5.学位论文杨国平全液压独立无级调频调能液压冲击器的研究 2000
新型压力反馈液压冲击器
中南工业大学杨襄璧扬国平张新刘忠
ｉ…一…一……～…………一…………………“４日
８
摘要本文提出了一种新型压力反馈液压冲击器的结构和工作原理。所谓压力器冲击能的目的，压力高时冲击能大，压力低时冲击能小，该冲击器可针对不同作；
地靛电话经理
山东淄博市张家藏落中心整２６ｓ号
Ｏ５３３－３５８２１１８传真：Ｏ５３卜３５８ｆｉ２ｊ
张燕
邮编：２５５０８６
新型压力反馈液压冲击器
作者：作者单位：刊名：
英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
杨襄璧，杨国平，张新，刘忠中南工业大学
工程机械 CONSTRUCTION MACHINERY AND EQUIPMENT 2000，""(3) 3次
相似文献(10条)
1.期刊论文张新.杨国平.刘忠.张星星压力反馈式液压冲击器动态仿真研究 -工程机械2000,31(4)
文章提出了一种新型的基于单片机控制的压力反馈式液压冲击器的结构原理,通过建立冲击器的非线性数学模型,对压力反馈式液压冲击器进行了数字仿真研究,从中获得了一些有关压力反馈式液压冲击器运动的规律性认识.
（１ｊ秘程工熬
如图ｌａ所示，先导阀８｜’田合，由于配流阀芯
左右腔压力和作用嘶积相等，在弹簧７的作用下，
辩流阕芯５处于定位；肆击活塞２蔫后腔均遥蕊压
油路，储油腔始终通低压油路，因Ａ，＞Ａ：，则
Ａ｛热＞』２Ｐｌ，｛孛击撼塞开始囱鑫运动，实理彝羧工