新型压力反馈式液压锤的试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com新型压力反馈式液压锤的试验研究刘东光，罗铭，徐必勇(1．安徽工业大学机械工程学院；2．惊天液压机械制造有限公司)摘要：针对一种新型压力反馈式液压锤进行试验研究。试验结果表明：改变液压锤相关的工作参数，可以实现独立调节冲击能和冲击频率的功能，验证了该种控制方案理论的可行性，并对试验结果进行了详细分析总结，为深入了解其运动规律提供了依据。'0●0々00口o●00●c关键词：液压冲击器；压力反馈；冲击能；冲击频率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

2、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1．活塞2．氮气室3．顺序阀4．节流孔冲击已经结束，并处于瞬时停顿状态，换向阀处于右5．蓄能器6．换向阀芯位，顺序阀关闭。这时高压油分为两路，一路流向顺图1压力反馈液压锤试验原理图序阀，一路经换向阀进活塞前腔。活塞在前腔高压油2试验系统

3、组成作用下做回程运动，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，顺序阀打试验系统组成如图1所示。本次试验设备主要开，换向阀右腔通高压油，由于换向阀右腔有效面积由液压系统、液压破碎锤、微机系统，此外还有冲击大于左腔，因此，高压油推动换向阀阀芯使其向左位器、测试仪器以及标定仪器组成。测试方法采用冲击运动。此时，活塞前后腔都通高压油，因活塞后腔有机构的气压测定法，通过测定氮气室的压力变化，由效面积大于前腔，活塞在此压差和压缩氮气下向左气体状态方程进一步转化，从而得到活塞的位移和加速运动。速度等参数。此方法具有较高的精度。活塞开始冲程，整个系统负载快速降

4、低，系统油2．1液压冲击器与液压系统压随之下降，当系统压力低于顺序阀控制压力时，顺试验所用的冲击器和液压系统是惊天液压公司序阀关闭，进入换向阀右腔的高压油路被阻断，换向所研制的分体式压力反馈式液压锤样机和液压锤振阀芯在左腔高压油作用下向右位运动，右腔的油液动测试专用台(如图2)。该试验台由两台恒压变量通过节流阻尼孔回油箱，通过改变节流阻尼孔的大泵、相关的功能控制阀及必要的辅助液压元件组成。小来调节换向阀芯换向时间，使活塞到打击点后完试验台基本参数如下：额定工作压力21MPa，单泵最成换向，此时活塞后腔通低压油，进入下一循环的回大流量140L／min，双泵最大流量280

5、L／min，单台电程工况。机功率45kW，电机转速1450r／min。作者简介：刘东光(1983一)，男，河北秦皇岛人，在读硕士，研究方向：压力反馈液压锤的产品开发。一58—学兔兔www.xuetutu.com3试验结果分析3．1顺序阀控制压力对冲击器性能的影响图4为氮气室初始压力、输人流量一定(氮气室压力为0．8MPa，流量为110L／min)，单独改变顺序阀控制压力时，冲击器的性能曲线。图2液压冲击器与试验台实物图2．2微机系统微机系统主要由计算机、PCL一818HD多功能数图4改变顺序阀控制压力时的输出性能曲线据采集卡组成，其A／D板为16路100kHz多功能插

6、入式数据采集卡，能确保在所有增益(×1,2，4，8可编由图4可以看出，随着顺序阀控制压力的增加，程)及输入范围内达到100kHz的采样速率。液压锤冲击能增加，冲击频率减小。这是由于顺序阀2．3测试仪器的控制压力增加，会使活塞回程距离加大，冲击末速试验运用HUBA一51IOEM陶瓷厚膜压力传感度就增大，冲击时间也随之增加。器3个，主要用于测试液压破碎锤工作时的前腔压当调定压力过低时，会使冲击器死机，这是因为力、氮气室压力和换向阀后腔压力。流量表1个，主当顺序阀打开时，节流孔虽有油液通过，但换向阀阀要用于观察系统流量的大小。芯两端产生压差很小，不能使阀芯换向，致使活塞在2

7、．4试验软件回程极限位置死机；设定压力过大，也会使活塞到达本试验采用的软件是安徽工业大学与惊天液压行程极限位置停顿，使顺序阀不能打开，致使冲击器公司联合研制的，是基于VC与Matlab语言编写的死机。液压锤专业测试软件。从其输出界面中可以清晰地综上所述，顺序阀压力值在许可范围内调定时，看出在液压锤打击过程中的各项性能参数的变化过可实现该冲击器冲击能和冲击频率的无级调节。程。图3是该样机在氮气室压力0．8MPa、流量1103．2氮气室压力对冲击器性能的影响L／min、节流孔直径为1mm、顺序阀控制压力为15．5图5为流量110L／min，顺序阀控制压力