新型沖擊式液壓碎石器
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        移動式沖擊式液壓碎石器是安裝在液壓挖掘機或鏟運機上用于夯土、破碎巖石等工作的機械,對液壓挖掘機的液壓系統稍加改造,便可使液壓挖掘機有破碎大塊巖石的功能,可廣泛用于采礦、建筑、冶金、水利等工程中。
        根據巖石破碎理論,為了保證順利破碎巖石,碎石器的沖擊能必須大于其最低沖擊能的要求。如何方便的實現沖擊能和沖擊頻率的調節,提高生產率,降低能耗是液壓沖擊碎石器發展中亟待解決的問題。新型液壓沖擊碎石器突破液壓沖擊器傳統的行程反饋原理的工作方式,采用壓力反饋控制原理的工作方式,打破了沖擊力與供油流量的平方成正比的關系,實現沖擊力和供油流量的獨立無級調節控制,從而達到獨立無級調節控制液壓碎石器工作性能參數的目的。
        液壓沖擊碎石器的結構與原理
        圖1所示為液壓沖擊碎石器的系統原理圖,其動力油源為變量泵11;高速開關閥8作二通插裝閥7的先導閥;系統的執行器為由沖擊活塞1與缸體2形成4個容腔的沖擊缸(帶動鎬釬完成碎石工作),4個容腔分別為缸體前部開有油口I的常高壓前腔a,能連通沖程反饋信號孔Ⅱ和油口Ⅲ的常低壓腔b,開有油口Ⅳ的可變壓力后腔c及密閉氮氣室3。沖擊缸的往復運動由配油閥控制。沖擊缸的常高壓腔a經油口工及油路與配油閥心9的常高壓腔e和供油泵11輸出的高壓油P相通,油源通道上設有高壓蓄能器5?;賾涂冖蠐捎吐酚肱溆頭У耐品籨相通,油口Ⅲ由油路與配油閥的常低壓腔g和回油口0相通,并在回油通道上設有回油蓄能器6。沖程末了時,活塞端面B越過油口Ⅱ,油腔b把沖程反饋信號孔Ⅱ和油口Ⅲ連通。缸體后部的后腔c經油口Ⅳ及油路與配油閥的變壓腔f相通。液壓沖擊碎石器動作為一定頻率下的回程和沖程,其原理如下。 
           
                                                           (a)回程開始狀態 (b)沖程開始狀態
                                                           圖1液壓沖擊碎石器的工作原理
1-沖擊活塞;2-缸筒;3-氮氣室;4-鎬釬;5-高壓蓄能器;6-回油蓄能器; 7-=通插裝閥;8-高速開關閥;9-配油閥心;10-閥體;11-液壓泵 
        1)回程 圖1 (a)所示為回程開始狀態的原理圖,此時活塞已完成了一次沖擊,且閥已換向,整個系統處于回程開始狀態。此時配油閥的推閥腔d通過缸的油口Ⅱ和油口Ⅲ已與回油口O相通,而推閥腔h經油路和閥心中心的孔道始終與高壓油P相通,閥心9在h腔高壓油作用下處于圖示的左端位置,高壓油P經配油閥的高壓腔e、缸的油口I與活塞前腔a相通,而缸的后腔c則通過油口Ⅳ經閥的變壓腔f、低壓腔g與回油口O連通,故活塞1在前腔a中壓力油的作用下向右開始回程,同時壓縮氮氣室3,高壓蓄能器5充油;隨著回程增加,氮氣室3壓縮量增大,其壓力升高,系統壓力隨之升高。當壓力升高到調定值時,高速開關閥8的電磁鐵通電,閥8切換至下位,從而使得二通插裝閥7開啟,高壓油進入推閥腔d中,因d腔作用面積大于h腔作用面積,閥心在壓力差作用下迅速向右作回程換向運動,閥的控制變壓腔f與高壓腔e連通,這樣活塞前、后腔均與高壓油相通,形成差動連接,活塞回程,加速階段結束。盡管活塞后腔作用面積大于前腔作用面積,以及氮氣壓力作用,此時活塞因慣性作用將繼續向右運動,只不過作減速運動,直到速度為零,完成整個回程動作。綜上可知,活塞回程包括回程加速和回程減速兩階段。
        2)沖程活塞回程結束,為沖程作好了準備,沖程開始時整個油路狀態如圖7-25 (b)所示,它與回程減速階段一樣。閥心9在油液壓力差作用下仍處于右位,缸的活塞前、后腔均與高壓油P相通,保持差動連接?;釗?在壓力差及氮氣膨脹作用下向左加速運動,開始沖程。沖程加速后期,速度很高,需要油液流量大,系統壓力降低,高壓蓄能器5排出大量油液補充到后腔中。當活塞端面B越過沖程換向反饋信號口Ⅱ時,推閥腔d經油口Ⅱ、油口Ⅲ與回油口0溝通,失去高壓,高速開關閥8斷開,二通插裝閥7關閉,閥心在h腔高壓油作用下迅速向左作沖程換向運動,隨即活塞1沖擊鎬釬4,沖程結束。沖擊器又恢復到回程初始狀態,重新開始下一循環回程運動 系統中的高速開關閥8為一種可高頻(100~200Hz)工作的電磁閥,其控制方式為脈寬調制(PWM)。利用計算機控制高速開關閥的通斷時間比(通調率)可連續地控制錐閥上腔壓力,從而控制錐閥啟閉。
        系統工作中,M、N點的壓力由壓力傳感器采集并送至計算機與設定值盧比較,從而判斷是否調整高速開關閥的通調率,以打開或關閉錐閥。M點的壓力在沖擊缸回程過程中,由于氮氣室和高壓蓄能器的存在不斷升高,當達到某一設定值時,在計算機的控制下錐閥打開,實現沖程運動。其沖擊能量的大小與回程位置有關,并反映到M點壓力值上。M點沖程壓力設定值高(可無級調節),沖擊能大,反之,則沖擊能小。沖程時當N點壓力降到回油壓力時,在計算機控制下,可關閉錐閥實現回程運動。沖擊器的沖擊頻率可通過控制泵供給沖擊系統流量實行無級調節控制,流量大時沖擊頻率高,反之,沖擊頻率低。依據上述原理可實現沖擊器沖擊能與沖擊頻率的獨立無級調節控制。如果盧值調節得過大,系統回程壓力升高卻又不能打開二通插裝閥7時,活塞仍舊回程。當回程繼續到活塞端面A越過信號孔Ⅱ時,壓力油就會經缸的前腔a及油口I進入到推閥腔d中,從而使閥心向右作回程換向運動,活塞后腔。通高壓油,活塞回程減速,然后進行沖程運動。這樣就可限制系統沖擊壓力過高,避免沖擊行程過長、沖擊能過大而導致機器損壞。這種控制原理,在沖擊系統壓力越高時活塞行程越長,沖擊系統壓力越低時活塞行程越短;與恒功率多擋液壓鑿巖機沖擊器的行程長時沖擊系統壓力低,行程短時沖擊系統壓力高的控制原理完全不同。
        技術特點
        液壓沖擊碎石器具有如下技術優勢。
        1)高液壓,可使碎石器具有很高的沖擊力,工作性能良好。
        2)能和主機一起自行行走,機動性較好。 
        3)具有較低的工作噪聲,從根本上改善了工程施工,特別是市政建設中的環境?;の侍?。
        4)能在操作者難以到達的工作場所進行作業,工作適應性好。
        5)封閉的液壓系統避免了雜質的侵入,降低了工作件的磨損,工作可靠性高。
        6)改善了操作者的工作條件。 ”
        基于壓力反饋控制式工作原理的新型液壓沖擊器能獨立無級調節控制沖擊能與沖擊頻率,突破了傳統的行程反饋控制式工作原理的液壓沖擊器沖擊能與沖擊頻率不能獨立無級調節的缺陷,形成了一套新的液壓沖擊器工作原理,根據這種工作原理設計出的新型液壓碎石機能適應各種工況要求,能耗低,生產效益高。此類碎石機在較低流量時,沖擊頻率可調節得很低,而沖擊能可調節得很大,沖擊功率也不會太大,有利于減小裝機容量,減少機器造價,便于液壓碎石器的推廣使用。


本文標題:新型沖擊式液壓碎石器


分類:液壓行業知識
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