[发明专利]全液压独立无级调频调能液压冲击器

说明书

技术领域

本发明属于一种液压控制系统，特别是能根据被冲击物的硬度不同而自动无级调节液压冲击器的冲击频率和冲击能，是结合机械、电子、控制技术为一体的机电一体化设备。

背景技术

纵观液压冲击器的发展历史，三十多年来已取得了非常重大的进步。但从结构原理讲，却基本没有变化，一直延用至今。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上的反馈孔时，高压油使阀换向，活塞转为冲程。液压冲击器的行程反馈工作原理决定了它的技术特性，不能实现液压冲击器独立无级调频诃能的功能。

本发明的目的是：采用压力反馈工作原理，研翩出一种新型独立元级调频诃能液压冲击器。并从理论和实践方面证明其技术上的先进性、总体方案的可行性。为液压冲击机械进入新的发展阶段提供技术基础。

发明内容

新型液压冲击器采用压力反馈控制原理，突破了液压冲击器传统的行程反馈控制原理的工作方式，打破Po与Qo的连动关系，实现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。从控制先导阀调定压力方式来分，全液压式压力反馈液压冲击器可分为手控式和液控式。手控式和液控式的不同之处只在于控制先导阎词定压力的手段上，手控式是通过人工旋转先导阀的手轮来实现的，而液控式则是液压油来控制的。

液控式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。

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，先导阀打开，高压油通过换向阀中心阻尼孔，经先导配流阀的换向阀阻尼孔流回油箱。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，冲击器转人冲程。

换向阀芯处于右位后，活塞前腔与油箱连通，活塞在后腔高压油和高压蓄能器排油的作用下，活塞向左加速运动进行冲程，前腔压力油一部分通过机体内的通道流人储油腔，一部分流回油箱。冲程加速后阶段，系统压力降低，高压蓄能器排出大量的油补充到后腔，先导阀关闭。在换向阀弹簧力的作用下，换向阀芯复位。与此同时，活塞冲击凿秆，冲程结束。

附图说明

图1是液压冲击器系统仿真程序主框图。

具体实施方式

首先通过键盘设置液压冲击器的回程反馈控制压力、冲程反馈控制压力与变量泵先导油口的起始控制压力，当电液换向阀通电后，变量泵向液压冲击器供油，与此同时，CPU发出控制信号使高速开关阀(以下简称开关阀)1通电、2断电，于是插装阀1上腔通压力油而关闭、插装阀2上腔通回油而开启，使液压冲击器活塞后腔通回油，活塞在前腔压力油推动下开始回程运动，因活塞尾部氮气室压缩储能，系统压力逐渐升高，通过压力传感器1采样冲击器系统压力，当系统压力达到设定的回程反馈控制压力时，CPU发出控制信号使开关阀1断电、2通电。插装阀1开启、2关闭，活塞后腔通压力油，由于活塞后腔面积大于前腔面积且在活塞尾部有氮气室的气体膨胀力，于是活塞在油压力与氮气膨胀力的共同作用下开始回程制动与冲程加速运动，在活塞加速冲程时，系统压力下降，当系统压力降至冲程反馈控制压力时，CPU发出控制信号使开关阀1通电、2断电，插装阀1关闭、2开启，与此同时活塞冲击镐针完成一次工作循环；在一个工作循环内，通过压力传感器3，CPU定时采样变量泵先导油口的控制压力，与设定的控制压力进行比较，根据误差大小对开关阀3、4采取脉宽调制(PWM)或开关控制方式控制先导口油压使之维持在设定油压范围内(即保持变量泵排量为设定排量)。根据压力传感器2采样得到的镐钎冲击反弹缓冲腔的峰值油压大小，CPU通过控制计算改变回程反馈控制压力、冲程反馈控制压力及变量泵先导油口控制压力。这样就使得液压冲击器能够根据工作介质的物理特性变化，连续自动控制活塞的冲击能与冲击频率，使两者能够达到合理匹配。

使用机电一体化的压力反馈式液压冲击器，采用单片机控制高速开关阀实现了液压冲击器的微机控制，使得液压冲击器在工作过程中能够根据工作介质的不同物理性质自动调节单次冲击能与冲击频率，保证液压冲击器的工作性能始终处于最佳状态，无疑对于提高液压冲击器的自动化与智能化水平，提高生产效率，降低能源消耗都有十分重要的意义。这种机电一体化的液压冲击器的技术含量较高，是液压冲击器的发展方向，还有一段产业化的路子要走。