專利名稱：無級(jí)調(diào)頻錐閥控制液壓沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由工作油缸和配油閥組成、靠液壓直接驅(qū)動(dòng)的沖擊振動(dòng)機(jī)械。
目前國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)、液壓碎石機(jī)上使用的液壓沖擊裝置，通常采用滑閥式配油閥和具有兩個(gè)臺(tái)肩的沖擊活塞，用改變沖擊活塞的行程距離控制沖擊頻率。如美國專利(US3470976)所介紹的一種沖擊器。是在油缸上設(shè)置多個(gè)推閥孔，調(diào)整調(diào)節(jié)塞使不同位置的推閥孔與配油閥連通，因而可以得到數(shù)種沖擊頻率，但這種調(diào)頻方式的機(jī)構(gòu)工藝復(fù)雜，不便加工，而且密封困難油液容易外漏。另外，如日本三菱商事株式會(huì)社制造的MKB1300液壓沖擊器。在油缸的常高壓腔中軸向開有兩個(gè)調(diào)節(jié)孔，分別與油路相通，兩油路的連接處有一個(gè)控制閥控制兩油路的通斷，從而改變活塞行程，得到900次/分或450次/分的兩種沖擊頻率。上述液壓沖擊器都只能作到頻率的分級(jí)調(diào)節(jié)，難以適應(yīng)各種工況的需要。另外，它們均采用雙臺(tái)肩的沖擊活塞，存在一個(gè)常低壓腔而使油液泄漏較多，容積效率和總效率難以提高。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種油液泄漏少、容積效率高、可無級(jí)調(diào)節(jié)沖擊頻率的液壓沖擊裝置。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是油缸中采用單臺(tái)肩的沖擊活塞，缸體內(nèi)的變壓腔的供油油路中裝有液壓阻尼器;推閥孔兩側(cè)設(shè)置回程加速油孔和回程限位油孔;配油閥設(shè)置回程控制腔;并構(gòu)成新的配油系統(tǒng)。結(jié)合附圖詳述如下裝配在缸體2中的沖擊活塞1有一個(gè)臺(tái)肩5，缸體內(nèi)形成三個(gè)容腔，即開有油孔10的變壓腔3、開有油孔14的常高壓腔7、開有油孔15的回油儲(chǔ)油腔9。油孔14由油路16與高壓源P相通，并設(shè)有蓄能器26。油孔10與14之間順序開有回程加速孔11、推閥孔12、回程限位孔13，回程加速孔11與推閥孔12由油路21連通，且兩孔的最大外間距小于活塞臺(tái)肩的長度。活塞1在三個(gè)容腔的有效作用面積-作用面4、作用面6、作用面8(設(shè)分別為f1，f2，f3)應(yīng)符合關(guān)系式f2＜f1≥f3。
閥體39與裝配的閥芯30形成多個(gè)容腔。推閥腔27與缸體的推閥孔12連通;回程控制腔29與回程限位孔13由油路18連通，另外還可與推閥腔27相通;容腔37與油缸變壓腔3由油路24、22連通;另外還可與常低壓通道腔38相通;常高壓腔35由油路34與高壓源P相通，它可與一常低壓腔31(由油路20通回油箱0)相對(duì)設(shè)置，由閥芯30的臺(tái)肩32分隔密封。也可將常高壓腔35設(shè)置于常低壓通道腔38(由油路23通回油箱0)相鄰的一端。閥芯30有兩個(gè)密封面28和36，分別控制常低壓通道腔38與容腔37的通、斷和推閥腔27與回程控制腔29的通、斷。密封面28和36可以做成與對(duì)應(yīng)容腔等徑的圓柱面，也可以做成錐面、球面、旋轉(zhuǎn)拋物面或橢圓面等變徑的密封面，即其橫截面的半徑是沿軸向減小(或增加)的(其中以錐面的較易于加工)，當(dāng)然，兩密封面也可以分別采用上述不同形式。采用變徑密封面(如錐面)時(shí)應(yīng)注意下述關(guān)系;若設(shè)常低壓通道腔38的有效作用面積為f4、推閥腔的有效作用面積為f3、常高壓腔作用面33的有效作用面積為f6、密封面36所在的作用面的有效作用面積與f4的差值為f7、密封面28所在的作用面的有效作用面與f5的差值為f8，則有如下關(guān)系f5＞f6+f7f6＞f8液壓阻尼器25安裝在變壓腔3的高壓油路中，連通油路22和17。它是一種可調(diào)通流量的節(jié)流閥，最好采用三角式節(jié)流閥。因其閥芯與閥體配合形成沿軸向逐漸由小變大的三角錐形通流孔，可使流量調(diào)節(jié)更為精細(xì)。
下面說明本發(fā)明的工作原理。
一.返回行程(活塞和閥芯的起始位置按圖1所示)高壓油由推閥孔12經(jīng)油路19、17進(jìn)入推閥腔27，閥芯30在右端受壓面和常高壓受壓面33的力差作用下處于左邊位置，高壓油經(jīng)油路19、液壓阻尼器25、油路22進(jìn)入變壓腔3。因變壓腔作用面4大于常高壓腔作用面8的面積，使活塞在力差作用下開始返程運(yùn)動(dòng)，同時(shí)回油儲(chǔ)油腔9的油液經(jīng)油路15返回油箱。當(dāng)變壓腔作用面4移動(dòng)到使回程加速孔11開通時(shí)，液壓阻尼器25被短路，高壓油直接經(jīng)油路11進(jìn)入變壓腔3，使活塞回程運(yùn)動(dòng)加速。當(dāng)常高壓腔作用面8越過回程限位孔13時(shí)，進(jìn)入變壓腔3的高壓油才被切斷，活塞靠慣性力繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離，致使變壓腔3處于瞬時(shí)負(fù)壓狀態(tài)，與此同時(shí)，閥芯右側(cè)的推閥腔27也為負(fù)壓，故閥芯受常高壓的作用向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，這樣就使變壓腔3與回油相通而處于低壓狀態(tài)，在常高壓腔7的常高壓作用下，活塞回程運(yùn)動(dòng)減速直至速度為零，完成返回行程。
二.沖擊行程(活塞和閥芯的起始位置按圖2所示)沖擊行程開始時(shí)變壓腔3處于低壓狀態(tài)，活塞在常高壓腔7的壓力下向前作加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)變壓腔3的回油進(jìn)入回油儲(chǔ)油腔9暫時(shí)儲(chǔ)存起來。當(dāng)活塞向前運(yùn)動(dòng)到使回程加速孔11關(guān)閉，然后打開推閥孔12并與常高壓腔7相通，由于液壓阻尼器25的限流作用，使其與油路17、19的結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一定的壓力，該壓力作用到推閥腔27中，因閥芯右側(cè)端面大于閥芯在常高壓腔38的受力面，所以使閥芯30開始向右側(cè)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞沖擊鑿桿40并開始反彈時(shí)，閥芯30已換向完畢而處于左側(cè)位置，至此完成沖擊行程。系統(tǒng)處于附圖1所示的狀態(tài)，重新開始下一循環(huán)的返回行程。
三.調(diào)頻原理當(dāng)裝置的其他參數(shù)固定以后，調(diào)節(jié)液壓阻尼器25的通流量即可使沖擊頻率在零到設(shè)計(jì)最大值之間變化。液壓阻尼器25的通流量調(diào)大時(shí)，返回行程中使回程開始至回程加速階段的時(shí)間縮短，從而提高了沖擊頻率。調(diào)小液壓阻尼器25的通流量時(shí)情況相反。
本發(fā)明的液壓沖擊裝置，采用單臺(tái)肩活塞的油缸結(jié)構(gòu)，取消了已有技術(shù)中存在的常低壓腔，由于回程時(shí)為等壓強(qiáng)的力差作用，兩容腔間不產(chǎn)生油液泄漏，而存在壓差的沖程時(shí)間一般只占一個(gè)循環(huán)過程的1/3，因而大大降低了容腔的油液泄漏;另一方面，單臺(tái)肩活塞的加工精度容易保證，在杜絕拉缸事故的前提下，適當(dāng)控制臺(tái)肩與缸體的間隙，還可進(jìn)一步減少因間隙產(chǎn)生的泄漏。通過調(diào)節(jié)裝置上的液壓阻尼器的通流量，即可方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)頻，可以適應(yīng)不同作業(yè)的需要。若采用錐式配油閥，因其通流量大、動(dòng)作速度高、密封性好，可大大減少閥口壓降損失，節(jié)省閥芯運(yùn)動(dòng)的能量消耗，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)也能減輕閥芯的沖擊。本發(fā)明的一般指標(biāo)為容積效率可達(dá)82.5%，總效率56.6%，頻率調(diào)節(jié)范圍20～800次/分。
對(duì)


如下圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(回程開始狀態(tài));
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(沖程開始狀態(tài));
圖3為本發(fā)明采用的另一種配油閥的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明中的一種配油閥。
本發(fā)明的實(shí)施例以附圖為典型方案。
實(shí)施例1.如附圖1或附圖2所示單臺(tái)肩的沖擊活塞，返程時(shí)間與沖程時(shí)間之比為70∶30;配油閥有六個(gè)容腔，即把常高壓腔設(shè)置于閥的中部，閥芯有一個(gè)臺(tái)肩，使其另一側(cè)為常低壓腔，兩個(gè)錐形密封面。
實(shí)施例2.如附圖3所示配油閥為五個(gè)容腔，即常高壓腔設(shè)在如圖示的左端;同時(shí)將常低壓通道腔加工有一擴(kuò)展腔。
實(shí)施例3.如附圖4所示配油閥為六個(gè)容腔，密封面為環(huán)形的。
權(quán)利要求
1.一種無級(jí)調(diào)頻錐閥控制液壓沖擊裝置，其油缸缸體2的內(nèi)孔中裝有活塞1，缸體內(nèi)形成三個(gè)容腔即與油孔10相通的變壓腔3、與油孔14相通的常高壓腔7、與油孔15相通的回油儲(chǔ)油腔9、推閥孔12位于油孔10與14之間、活塞的變壓腔作用面4大于常高壓腔作用面6、同時(shí)大于或等于回油腔作用面8；其配油閥部分的閥體39由閥芯30的裝配形成多個(gè)容唬揮鋅刂品就叢碩耐品 7和常高壓腔35、常低壓通道腔38及與其相通的容腔37、容腔37與缸體變壓腔3連通，閥芯30在推閥腔27的有效作用面積大于在常高壓腔35的有效作用面積，本發(fā)明的特征是(1)缸體中的活塞只有一個(gè)臺(tái)肩5、將變壓腔3與常高壓腔7隔開；(2)缸體上位于油孔10和推閥孔12之間開有回程加速孔11，它由油路21與推閥孔12連通且兩孔最大外間距小于活塞臺(tái)肩5的長度；位于推閥孔12和油孔14之間開有回程加速孔13；(3)在變壓腔的高壓供油油路22與17之間連接有一個(gè)液壓阻尼器25；(4)閥體39中設(shè)有可與推閥腔27相通的回程控制腔29，它與缸體的回程限位孔13連通；(5)閥芯有兩個(gè)密封面28和36不同時(shí)地切斷常低壓通道腔38與容腔37和推閥腔27與回程控制腔29的連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊裝置，其特征是，所述配油閥閥芯的密封面28和/或36為變徑密封面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓沖擊裝置，其特征是，所述密封面28和或36為錐形密封面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊裝置，其特征是，所述配油閥閥芯有一個(gè)臺(tái)肩32，其一側(cè)設(shè)有一常低壓腔31與另一側(cè)的常高壓腔35相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊裝置，其特征是，所述配油閥的常高壓腔35設(shè)置于配油閥的一端，與常低壓通道腔38相鄰。
全文摘要
無級(jí)調(diào)頻錐閥控制液壓沖擊裝置，其主要特征是油缸采用單臺(tái)肩沖擊活塞，缸體內(nèi)形成常高壓腔和變壓腔，以及回油儲(chǔ)油腔；采用閥芯具有錐形密封面的錐式配油閥；設(shè)有調(diào)節(jié)沖擊頻率的液壓阻尼器，在回程加速孔、回程限位孔和回程控制腔的配合作用下，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)沖擊頻率，調(diào)頻范圍寬、油缸泄漏損失小，配油閥快速性好。容積效率可高達(dá)82.5％，系統(tǒng)總效率達(dá)56.6％。
文檔編號(hào)F15B13/042GK1034793SQ88105670
公開日1989年8月16日 申請(qǐng)日期1988年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月6日
發(fā)明者楊襄璧, 張克南 申請(qǐng)人:中南工業(yè)大學(xué)