新型压力反馈式液压锤的试验研究

　　

　　目前国内外使用的液压冲击器皆为行程反馈式，即活塞回程到达缸体的反馈孔时，高压油使阀换向，活塞转为冲程。但这种传统的行程反馈式液压锤不能实现无级调频调能的功能，而压力反馈液压锤可在有限冲击功率下，扩大其冲击能和冲击频率的调节范围，并方便地实现冲击能与冲击频率的独立无级调节，增加液压冲击器对工作对象的适应能力。

　　为了验证新型压力反馈液压冲击器理论的可行性，以及关键参数对冲击器性能的影响，对其进行了试验研究。

　　1 冲击器系统工作原理

　　如图 1 所示，活塞回程开始时刻，活塞的上一次冲击已经结束，并处于瞬时停顿状态，换向阀处于右位，顺序阀关闭。这时高压油分为两路，一路流向顺序阀，一路经换向阀进活塞前腔。活塞在前腔高压油作用下做回程运动，氮气室被压缩，系统压力逐渐上升，当系统压力达到顺序阀控制压力时，顺序阀打开，换向阀右腔通高压油，由于换向阀右腔有效面积大于左腔，因此，高压油推动换向阀阀芯使其向左位运动。此时，活塞前后腔都通高压油，因活塞后腔有效面积大于前腔，活塞在此压差和压缩氮气下向左加速运动。

　　活塞开始冲程，整个系统负载快速降低，系统油压随之下降，当系统压力低于顺序阀控制压力时，顺序阀关闭，进入换向阀右腔的高压油路被阻断，换向阀芯在左腔高压油作用下向右位运动，右腔的油液通过节流阻尼孔回油箱，通过改变节流阻尼孔的大小来调节换向阀芯换向时间，使活塞到打击点后完成换向，此时活塞后腔通低压油，进入下一循环的回程工况。

　　2 试验系统组成

　　试验系统组成如图 1 所示。本次试验设备主要由液压系统、液压破碎锤、微机系统，此外还有冲击器、测试仪器以及标定仪器组成。测试方法采用冲击机构的气压测定法，通过测定氮气室的压力变化，由气体状态方程进一步转化，从而得到活塞的位移和速度等参数。此方法具有较高的精度。

　　2.1 液压冲击器与液压系统

　　试验所用的冲击器和液压系统是惊天液压公司所研制的分体式压力反馈式液压锤样机和液压锤振动测试专用台（如图 2）。该试验台由两台恒压变量泵、相关的功能控制阀及必要的辅助液压元件组成。试验台基本参数如下：额定工作压力 21 MPa，单泵最大流量 140 L/min，双泵最大流量 280 L/min，单台电

　　2.2 微机系统

　　微机系统主要由计算机、PCL- 818HD 多功能数据采集卡组成，其 A/D 板为 16 路 100 kHz多功能插入式数据采集卡，能确保在所有增益（×1,2,4,8 可编程）及输入范围内达到 100 kHz的采样速率。