專利名稱：一種具有回油儲(chǔ)油腔的液壓沖擊器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種具有回油儲(chǔ)油腔的氮爆式液壓沖擊器。采用本新型結(jié)構(gòu)和原理設(shè)計(jì)的液壓沖擊器(液壓錘)，可提高其技術(shù)性能，減小沖程回油阻力，提高效率和減輕油管振動(dòng)，提高膠管使用壽命。
2、活塞沖程時(shí)，氮爆式液壓沖擊器的一大特點(diǎn)是油液此時(shí)不提供能量，而是完全靠氮?dú)庑罘e的能量，膨脹作功推動(dòng)活塞作加速運(yùn)動(dòng)，直至撞擊鑿桿把氣體的壓縮能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊\(yùn)動(dòng)的沖擊能。
3、活塞沖程時(shí)，可令活塞前腔V2的油液實(shí)現(xiàn)全部或部分排入回油儲(chǔ)油腔V1，則是氮爆式液壓沖擊器的又一大特點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)，可令活塞前腔的油液部分進(jìn)入回油儲(chǔ)油腔，而其余部分則直接排入油箱。這樣進(jìn)入回油儲(chǔ)油腔的油液則只能待活塞回程時(shí)再排入油箱，即活塞前腔的回油，在一個(gè)循環(huán)中分兩次(沖程和回程)排回油箱。
氮爆式液壓沖擊器沖程時(shí)，之所以形成前腔油液全部或是部分被排入回油儲(chǔ)油腔，還是直接排入油箱？這其中決定的因素是活塞前、后(儲(chǔ)油)腔的面積比，即A1/A2＝M。
當(dāng)A1＝A2時(shí)，M＝1。這時(shí)前腔回油全部排入回油儲(chǔ)油腔，活塞前腔排油阻力(背壓)最小。但活塞回程時(shí)，儲(chǔ)油腔向油箱的排油量加大，排油阻力也最大。當(dāng)A1＝0時(shí)，M＝0，沖程時(shí)前腔回油全部排入油箱，而排入回油儲(chǔ)油腔的油液等于零，則活塞前腔排油阻力最大，但活塞回程時(shí)，儲(chǔ)油腔向油箱的排油阻力卻等于零(無油液排回油箱)。這是兩個(gè)最極端的情況，均不是最優(yōu)設(shè)計(jì)，顯然M的取值范圍，M＝0～1之間?？梢韵胂笃溟g必有一個(gè)最優(yōu)值(最優(yōu)設(shè)計(jì))存在，使液壓沖擊器的技術(shù)性能最優(yōu)。
設(shè)計(jì)氮爆式液壓沖擊器時(shí)，可根據(jù)各種優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)求出M的最優(yōu)值一最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu1、回油管中的流量峰值最小回油管中的流量峰值越大，油管內(nèi)部所受應(yīng)力幅值越大，對(duì)油管的壽命影響也越大。因此，降低回油管中的流量峰值，將極大地提高膠管壽命。
以回油管中的流量峰值最小為目標(biāo)函數(shù)求得的最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
2、回油管中的流量脈動(dòng)最小回油管中的流量脈動(dòng)會(huì)引起油管振動(dòng)。流量脈動(dòng)的頻率越高，油管的振動(dòng)頻率也越高，引起油管的噪聲加大和疲勞失效，降低使用壽命。
以回油管中的流量脈動(dòng)最小為目標(biāo)函數(shù)求得的最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
3、回油在回油管中所消耗的能量最小活塞前腔的全部流量流回油箱所消耗的能量大小，與流回油箱的油液流動(dòng)強(qiáng)度(速度)、流動(dòng)的時(shí)間長短以及沖程和回程向油箱回油量的比例有關(guān)，即與回油的流動(dòng)狀態(tài)和方式與回油的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)。不同的流動(dòng)狀態(tài)和方式有不同的壓力損失和不同的能量消耗。當(dāng)然液壓沖擊器的效率也不同。
以回油消耗的能量最小為目標(biāo)函數(shù)求得的最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
4、沖程時(shí)活塞前腔的回油必須經(jīng)過閥口、彎管、直管和管徑的收縮與擴(kuò)張等管路返回油箱并形成背壓。這個(gè)背壓對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力。減小這個(gè)阻力是回油儲(chǔ)油腔設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)。
以沖程活塞前腔回油阻力最小為目標(biāo)函數(shù)求得的最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝1。
Mu＝1，即A1＝A2，表明活塞前腔回油全部排入回油儲(chǔ)油腔，待活塞回程時(shí)再排入油箱。顯然這種回油方式?jīng)]有充分利用沖程和回程的全部時(shí)間進(jìn)行回油，在前腔回油量一定的前提下，增加回程的排油強(qiáng)度和回油的能量消耗，也增加了管路流量脈動(dòng)與峰值，這種回油方式不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)。
只有按本實(shí)用新型給出的Mu＝0.68設(shè)計(jì)回油儲(chǔ)油腔時(shí)，其綜合指標(biāo)最優(yōu)。最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68完全滿足回油管中的流量峰值最小、脈動(dòng)最小和能量消耗最小的目標(biāo)要求，提高了液壓沖擊器的技術(shù)性能和工作效率，是一個(gè)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
眾所周知，液壓沖擊器活塞的回程時(shí)間是沖程時(shí)間的6～10倍，且隨沖擊頻率的高低有所變化?；钊扒坏幕赜褪窃跊_程時(shí)間進(jìn)行還是在回程時(shí)間進(jìn)行？是在整個(gè)循環(huán)時(shí)間都回油？還是沖程和回程都回油，且按什么樣的比例回油？這些不同的回油方式使得回油液在回油管中有不同的流動(dòng)特性，并影響著油液的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，表現(xiàn)出極大的不同效果，影響著回油管的工作效率，以及油管的振動(dòng)和應(yīng)力狀態(tài)；影響著液壓沖擊器的技術(shù)性能。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是，認(rèn)定回油儲(chǔ)油腔具有控制回油方式的作用?；钊笄幻娣eA1與前腔面積A2之比M＝A1/A2，是回油儲(chǔ)油腔的設(shè)計(jì)變量，它的每一個(gè)數(shù)值都代表了一個(gè)回油儲(chǔ)油腔的設(shè)計(jì)。根據(jù)回油儲(chǔ)油腔設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)求得設(shè)計(jì)變量Mu，它能代表一個(gè)最優(yōu)設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型找到了回油儲(chǔ)油腔最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
按本實(shí)用新型給出的氮爆式液壓沖擊器結(jié)構(gòu)、工作原理和最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu開發(fā)設(shè)計(jì)的液壓沖擊器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工作效率高、振動(dòng)小和油管壽命長等諸多優(yōu)越的技術(shù)性能。
一種方式是，活塞1沖程和回程換向共用反饋孔K1孔；活塞1臺(tái)肩的高度L就是其回程加速行程。
另一種方式是，可以設(shè)置兩個(gè)反饋孔K1和K3(虛線所示)，其特征在于K1控制沖程換向，而K3則控制回程換向，且活塞1臺(tái)肩高度L大于回程加速行程，有利于活塞兩端密封長度的加大，減小漏泄。
本新型氮爆式液壓沖擊器的設(shè)計(jì)還在于設(shè)計(jì)變量M＝0～1；最優(yōu)設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
權(quán)利要求1.一種氮爆式液壓沖擊器，由活塞1、缸體2、氮?dú)馐?、換向閥4和鑿桿5組成，其特征在于活塞1的A1面與缸體2和氮?dú)馐?的左端面圍成回油儲(chǔ)油腔V1，在回油儲(chǔ)油腔V1上開有油口K1和K2，分別與控制閥4和回油口T相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氮爆式液壓沖擊器，其特征在于活塞1沖程和回程換向共用K1反饋孔；活塞1臺(tái)肩的高度L就是其回程加速行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氮爆式液壓沖擊器，可以設(shè)置兩個(gè)反饋孔K1和K3(虛線所示)，其特征在于K1控制沖程換向，而K3則控制回程換向，且活塞1臺(tái)肩高度L大于回程加速行程，有利于活塞兩端密封長度的加大，減小漏泄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的一種氮爆式液壓沖擊器，其特征在于設(shè)計(jì)變量M＝0～1；
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的一種的氮爆式液壓沖擊器，其特征在于設(shè)計(jì)變量Mu＝0.68。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氮爆式液壓沖擊器,其由活塞1、缸體2、氮?dú)馐?、換向閥4和鑿桿5組成,活塞1的A1面與缸體2和氮?dú)馐?的左端面圍成回油儲(chǔ)油腔V1,在回油儲(chǔ)油腔V1上開有兩個(gè)油口K1和K2分別與控制閥4和回油口T相連通。由于活塞臺(tái)肩兩端的面積比M=A1/A2的不同,它有效地控制著液壓沖擊器的回油方式和技術(shù)特性。采用本新型結(jié)構(gòu)和原理設(shè)計(jì)的液壓沖擊器(液壓錘),可提高其技術(shù)性能,減小沖程回油阻力,提高效率和減輕油管振動(dòng),提高膠管使用壽命。
文檔編號(hào)B25D9/00GK2519715SQ0127964
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者羅銘, 楊襄璧 申請(qǐng)人:羅銘, 楊襄璧