能独立调频调能液压冲击器的研究

　　随着液压技术的发展, 液压冲击机械在社会各个行业中的应用越来越广泛. 在国外已形成了一个重要的新技术产业. 目前我国在液压冲击机械的研究和生产方面与国外比较还有较大的差距.众所周知, 液压冲击机械的输出是冲击能( E) 和频率( f) 这两个参数的合理匹配, 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. 因此, 现代液压冲击机械的性能参数( E 和 f) 应是独立无级可调的. 液压冲击机械的技术性能取决于其工作机构———液压冲击器. 本文在分析研究国内外现有液压冲击器的基础上, 创新提出一种全液压式独立调频调能液压冲击器, 它有独立调节液压冲击器的冲击能和冲击频率的性能.

　　1 全液压式独立调频调能液压冲击器

　　1.1 基本结构

　　其结构主要由凿杆( 1) 、活塞( 2) 、机体( 3) 、先导式配流阀( 4) 和高压蓄能器( 5) 、低压蓄能器( 6)和氮气腔( 7) 等组成, 如图 1 所示. 先导式配流阀( 4) 上的手柄用于控制反馈压力, 控制冲击能.

　　1.2 工作原理

　　新型液压冲击器采用压力反馈控制原理, 突破传统的行程反馈控制原理, 打破 Pd与 Qd的连动关系, 实现了工作压力和供油流量的独立无级调节控制, 从而达到高效节能的目的.全液压独立调频调能液压冲击器液压系统的工作原理如图 2 所示, 其中液压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 PK, 即可改变泵的排量; JF 为先导阀,它输出的控制压力 PK、Px与操纵手柄的转角成正比;WH 为液控二位四通换向阀, 用于控制液压冲击器的开、停; DR 为减压阀, 将主油路的油压降低供控制回路使用.

　　系统启动后, HD 泵处于卸荷状态, 此时泵排量最小并通过溢流阀卸荷. 同时控制回路通过减压阀 DR已建立了工作油源备用.

　　欲令液压冲击器工作时, 只要搬动 JF 先导阀的手柄即可. 当手柄向左转动, 左边的直动减压阀工作, 输出控制油压 PK至油泵和 WH 换向阀. 在 PK作用下 WH处左位, 压力油 Pd与冲击器连通, 开始工作. 压力反馈液压冲击器工作是由活塞的回程和冲程来实现的.

　　1) 回程(活塞和换向阀阀芯起始位置如图 2 所示)

　　换向阀芯的初始位置是在换向阀弹簧力作用下处于左位, 此时高压油同时进入活塞的前后腔; 由于活塞前腔有效作用面积大于后腔有效作用面积, 活塞在前后腔压差作用下, 向右运动, 高压蓄能器充油, 系统工作压力升高. 当系统压力升高大于先导阀控制压力( 该压力由控制油路的油压 Px决定, 由司机通过手柄可视工况调定) , 先导阀打开, 高压油通过换向阀中心阻尼孔, 经先导阀口流回油箱. 此时由于高压油经过换向阀中心阻尼孔, 使换向阀芯两端产生压差, 而换向阀芯两端有效作用面积相等, 当压差产生的向右的作用力大于换向阀的弹簧力时, 换向阀换向, 使换向阀芯处于右位, 冲击器转入冲程.