液压冲击器理论与实践研究.ppt

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1、1二0一三年九月液压冲击器理论与实践研究2一、液压冲击器概述二、现有液压冲击器的研究三、新型液压冲击器的研究三、液压冲击器的实验方法研究提纲3液压冲击器是挖掘机、装载机、凿岩机、破碎锤、碎石机、夯管锤、冲击钻、潜孔锤、振动冲击锤、拆缷机器人、作功能作业车、地下碎石车、地下撬毛车等的破碎工作装置。主要用于破碎物体。应用于市政、建筑、公路、铁路、冶金、煤碳等部门。具有明显的社会效益与经济效益。一、液压冲击器概述4挖掘机装载机凿岩机破碎锤碎石机夯管锤冲击钻潜孔锤振动冲击锤拆缷机器人作功能作业车地下碎石车地下撬毛车核心部件液压冲击器冶金矿山铁路工程公

2、路工程水电涵洞市政工程建筑工程军事工程561、液压冲击器的基本结构①—钎杆，②--导向套，③--钎杆保持器衬套，④--阀盖，⑤--阀芯，⑥--阀箱，⑦--活塞环，⑧--活塞，⑨--前体，⑩--前腔，⑪--液压缸，⑫--后腔，⑬--氮气室二、现有液压冲击器的研究72、液压冲击器的工作原理工作原理示意图工作原理示意图液压冲击器的工作原理81）建立数学模型活塞回程加速段活塞制动和冲程阶段3、液压冲击器的计算机仿真9活塞运动换向阀芯方程10理想气体状态方程氮气体积与活塞几何位置关系回程段高压油流量平衡方程冲程段高压油流量平衡方程112）建立三维模型1

3、23）建立ADAMS仿真模型13ADAMS和MATLAB联合仿真144）进行动力学仿真分析阀芯活塞151-截止阀，2-溢流阀，3-过滤器，4-液压泵，5-压力表，6-活塞，7-中缸体，8-液控阀，9-手持式测量仪，a-氮气室，b-后腔，c-前腔5）液压冲击器测试实验16测试方案PS：1、如需另测氮气压力，编号前面加零。2、单次测试时间为10秒。3、A通道接氮气室B通道接上腔（回油腔）C通道接下腔（常压腔）4、表中压力为精确值，流量为非精确值PS：1、单次测试时间为10秒。2、A通道接氮气室B通道接上腔（回油腔）C通道接下腔（常压腔）3、表中压

4、力为精确值，流量为非精确值17测试部分结果18测试部分结果19系统溢流压力（MPa）前腔平均压力（MPa）活塞冲击速度(m/s)破碎锤打击能量(J)破碎锤冲击频率(HZ)109.3083.02786.074.771412.9873.62489.994.061614.3473.18195.074.93不同系统压力下的测试结果20不同系统流量下的测试结果流量（L/min）活塞冲击速度(m/s)破碎锤打击能量(J)破碎锤冲击频率(HZ)303.02786.074.77403.17194.046.56503.24999.237.56603.35210

5、5.447.8021打击不同物体时氮气室压力变化情况22打击不同物体时前腔压力变化情况236、液压冲击器存在的问题目前根据控制方法和设计概念的不同，调节液压冲击器输出工作参数的常用方法主要有：液压冲击器行程反馈调节方法，改变液压冲击器供油流量的调节方法。为了满足不同工况破碎不同的工作对象，传统的输出特性单一的冲击器已不能满足要求，需要对液压冲击器的输出特性作相应的调节以满足各种工况下最优的工作状态；而且还要提高液压冲击器的工作稳定性和降低生产成本，扩大使用范围。24三、新型液压冲击器的研究1、先导式液压冲击器的研究2526（a）P*=9MPa

6、（b）P*=15MPa272829高压蓄能器初始充气压力储油腔作用面积对冲击器工作性能的影响高压蓄能器初始充气压力对冲击器工作性能的影响302、基于螺纹插装阀的新型液压冲击器31323334353、无阀自配流型液压冲击器36仿真模型的建立基于AMESim建立的液压冲击器仿真模型37384、电控液压冲击器的研究394041在某工况下新型液压冲击器各曲线图在某工况下新型液压冲击器各曲线图42传感器活塞运动反弹氮气室压力峰值单片机比较判断信号放大智能液压冲击器A/D高速开关阀锥阀动作高速开关阀锥阀动作D/A控制策略选择算法前腔油路后腔油路冲击器冲击

7、不同物体时，活塞反弹速不同，氮气室的峰值压力不同，通过传感器采集该峰值可以识别物体特性。再经过单片机分析得出控制信号，控制高速开关阀和锥阀，可控制活塞行程，从而实现控制冲击能和冲频率的目的。5、智能液压冲击器的研究43（1）实验系统设计实验系统包括：实验硬件设备，程序调试系统以及实验信号采集系统，通过实验实现液压冲击器冲击能的无级调节性能，液压冲击器冲击频率的无级调节性能，验证理论设计研究的正确性.44实验是在上海东空国际贸易有限公司的液压泵站上进行的，该泵站供油系统采用变量柱塞泵，高速开关阀为二位三通高速开关阀；逻辑插装阀根据液压冲击器要求

8、而由上海船舶设备704研究所加工生产的二通型插装锥阀。（2）实验硬件设备45（3）程序调试系统程序调试系统由单片机仿真机和调试软件组成。单片机仿真机选用广州致远电子