專利名稱：鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓鑿巖機中的壓力控制自動換向工作裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中液壓鑿巖機沖頭的換向控制以電磁力、機械力、液動力推動閥芯實現(xiàn)換向。而在需要壓力換向的場合，需要壓力傳感元件及換向閥共同組合實現(xiàn)，使液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)復(fù)雜，且換向遲鈍，換向頻數(shù)低，不能很可靠地換向和快速地復(fù)位。而且，這種鑿巖機沖頭不能根據(jù)不同的工況條件(粘土、巖石、砂石)實現(xiàn)自適應(yīng)控制，鑿巖效率、節(jié)能效率偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)鑿巖機沖頭的可靠換向和快速的復(fù)位。本發(fā)明是鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其沖擊機構(gòu)3由氣體彈簧室H、沖擊活塞D、缸體E及沖頭G組成，該裝置由沖擊機構(gòu)3，一個主控兩位四通液控換向閥9、用于控制兩位四通液控換向閥9換向的第二兩位兩通液控換向閥13與第一兩位兩通液控換向閥 14、一個使沖擊活塞D復(fù)位的兩位兩通電磁閥7，一個液控單向閥4、兩個單向閥8與11、四個節(jié)流閥6、10、12與15，一個減壓閥5、一個提供壓力能的液壓泵1及調(diào)定系統(tǒng)壓力的溢流閥2組成，其中，沖擊機構(gòu)3的Y 口與第一兩位兩通液控換向閥14的控制口 K'之間通過油管串接了第一節(jié)流閥15，同時第一兩位兩通液控換向閥14的P' 口通過油管直接和兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)3的U 口與兩位四通液控換向閥9的B 口之間通過油管串接了液控單向閥4，液控單向閥4的控制口由油管與沖擊機構(gòu)3的X 口連接；沖擊機構(gòu)3的V 口與第二兩位兩通液控換向閥13的控制口 K"之間通過油管串接了第二節(jié)流閥12，同時第二兩位兩通液控換向閥13的P" 口通過油管直接和兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)3的X 口與兩位四通液控換向閥9的A 口之間通過油管直接相連； 沖擊機構(gòu)3的W 口與兩位四通液控換向閥9的外控口 K之間通過油管依次串接了第一單向閥11、第三節(jié)流閥10 ；兩位兩通電磁閥7通過油管直接與兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；提供壓力能的液壓泵1出口除由油管直接接兩位四通液控換向閥9的P 口外，還并聯(lián)了泄油主油路與一個給兩位四通液控換向閥9提供維持壓的控制油路，泄油主油路通過油管串接了一個溢流閥2，該溢流閥2出口接油箱；給兩位四通液控換向閥9提供維持壓的控制油路上通過油管依次串接了減壓閥5、第四節(jié)流閥6、第二單向閥8，第二單向閥8出口與兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連。由液壓泵1提供壓力能，溢流閥2用于調(diào)定液壓泵1的出口壓力。本發(fā)明的回程速度快，沖擊能的利用率高、能以巖石的松軟自動調(diào)節(jié)沖擊頻率，鑿巖效率高，能耗小。本發(fā)明的液控換向閥來自中國專利ZL03134568. 9，其原理不再贅述。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖。具體實現(xiàn)方式如圖1所示，本發(fā)明是鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其沖擊機構(gòu)3由氣體彈簧室H、沖擊活塞D、缸體E及沖頭G組成，該裝置由沖擊機構(gòu)3，一個主控兩位四通液控換向閥9、用于控制兩位四通液控換向閥9換向的第二兩位兩通液控換向閥13與第一兩位兩通液控換向閥14、一個使沖擊活塞D復(fù)位的兩位兩通電磁閥7，一個液控單向閥4、兩個單向閥8與11、四個節(jié)流閥6、10、12與15，一個減壓閥5、一個提供壓力能的液壓泵1及調(diào)定系統(tǒng)壓力的溢流閥2組成，其中，沖擊機構(gòu)3的Y 口與第一兩位兩通液控換向閥14的控制口 K'之間通過油管串接了第一節(jié)流閥15，同時第一兩位兩通液控換向閥14的P' 口通過油管直接和兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)3的U 口與兩位四通液控換向閥9的B 口之間通過油管串接了液控單向閥4，液控單向閥4的控制口由油管與沖擊機構(gòu)3 的X 口連接；沖擊機構(gòu)3的V 口與第二兩位兩通液控換向閥13的控制口 K"之間通過油管串接了第二節(jié)流閥12，同時第二兩位兩通液控換向閥13的P" 口通過油管直接和兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)3的X 口與兩位四通液控換向閥9的A 口之間通過油管直接相連；沖擊機構(gòu)3的W 口與兩位四通液控換向閥9的外控口 K之間通過油管依次串接了第一單向閥11、第三節(jié)流閥10 ；兩位兩通電磁閥7通過油管直接與兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連；提供壓力能的液壓泵1出口除由油管直接接兩位四通液控換向閥9的P 口外，還并聯(lián)了泄油主油路與一個給兩位四通液控換向閥9提供維持壓的控制油路，泄油主油路通過油管串接了一個溢流閥2，該溢流閥2出口接油箱；給兩位四通液控換向閥9提供維持壓的控制油路上通過油管依次串接了減壓閥5、第四節(jié)流閥6、第二單向閥 8，第二單向閥8出口與兩位四通液控換向閥9的外控口 K相連。由液壓泵1提供壓力能， 溢流閥2用于調(diào)定液壓泵1的出口壓力。本發(fā)明的工作過程，或者是動態(tài)結(jié)構(gòu)為在初始狀態(tài)，由于氣體彈簧室H氣體彈簧的作用，沖擊活塞D處于右側(cè)位，主油路的液壓泵1出口與兩位四通液控換向閥9的P 口相連，P 口由閥芯到A 口，再由管路到X 口形成直通狀態(tài)；當液壓泵1啟動開始工作，壓力油由X 口到達沖擊活塞D的右腔F，液控單向閥4 打開，左腔C中的油液通過U 口、液控單向閥4、兩位四通液控換向閥9的B 口及0 口回油箱，沖擊活塞D開始向左運動，沖擊活塞D到達最左位時，W 口與右腔F接通，壓力油經(jīng)過第一單向閥11、第三節(jié)流閥10進入兩位四通液控換向閥9的外控口 K，兩位四通液控換向閥 9的主閥芯右移換向，使兩位四通液控換向閥9的P 口與B 口接通，A 口與0 口接通，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥9的P 口、B 口、液控單向閥4及U 口進入左腔C，出油經(jīng)右腔F、X 口、A 口與0 口回油箱，沖擊活塞D在壓力油及氣體彈簧室H氣體彈簧的雙重作用下加速向右沖。對于中途發(fā)生反彈的動態(tài)結(jié)構(gòu)是沖頭G下的巖石較硬，沖擊活塞D未到達缸套E 的底部，沖擊活塞D發(fā)生反彈，沖擊活塞的左腔C壓力升高至大于系統(tǒng)調(diào)定壓力時，該壓力由Y 口傳入第一兩位兩通液控換向閥14的控制口 K'，第一兩位兩通液控換向閥14換向， 該閥的P' 口與0' 口接通，使兩位四通液控換向閥9的外控口 K壓力為零，兩位四通液控換向閥9復(fù)位到左側(cè)位置，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥9的P 口、A 口及X 口進入沖擊活塞D的右腔F，回油由左腔C、U 口、液控單向閥4、兩位四通液控換向閥9的B 口及0 口回油箱，沖擊活塞D左行回位，開始下一次沖擊循環(huán)。第二種沖擊活塞D滿行程運動，無反彈的動態(tài)結(jié)構(gòu)是當沖頭G下的巖石較軟，沖擊活塞D滿行程運動，在沖擊活塞D運動到最右邊時，V 口與左腔C接通，壓力油由V 口到達第二兩位兩通液控換向閥13的控制口 K"，第二兩位兩通液控換向閥13換向，該閥的P" 口與0 〃 口接通，使兩位四通液控換向閥9的外控口 K壓力為零，兩位四通液控換向閥9復(fù)位到左側(cè)位置，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥9的P 口、A 口及X 口進入沖擊活塞D的右腔 F，回油由左腔C、U 口、液控單向閥4、兩位四通液控換向閥9的B 口及0 口回油箱，沖擊活塞D左行回位，開始下一次沖擊循環(huán)。當兩位四通液控換向閥9的閥芯在右位，為使兩位四通液控換向閥9的閥芯保持在右位，經(jīng)液壓泵1出口、減壓閥5、第四節(jié)流閥6及第二單向閥8，給兩位四通液控換向閥 9的外控口 K提供一個低壓保持壓力，用于兩位四通液控換向閥9的閥芯在右位的保持。在兩位四通液控換向閥9的外控口 K的油路上，有一個復(fù)位控制的兩位兩通電磁閥7，當該閥通電時，使兩位四通液控換向閥9復(fù)位，主油路使沖擊活塞D上行，恢復(fù)沖擊動作。第二兩位兩通液控換向閥13用于沖擊活塞滿行程運動的回位控制，第一兩位兩通液控換向閥14用于沖擊活塞反彈運動的回位控制，均與兩位四通液控換向閥9的外控口 K連接，主要起泄壓作用，通流量小，閥芯質(zhì)量輕，可以實現(xiàn)快速反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其沖擊機構(gòu)(3)由氣體彈簧室(H)、沖擊活塞(D)、缸體(E)及沖頭(G)組成，該裝置由沖擊機構(gòu)(3)，一個兩位四通液控換向閥(9)、用于控制兩位四通液控換向閥(9)換向的第二兩位兩通液控換向閥(1 與第一兩位兩通液控換向閥(14)、一個使沖擊活塞D復(fù)位的兩位兩通電磁閥(7)，一個液控單向閥4、兩個單向閥 (8、11)、四個節(jié)流閥(6、10、12與15)，一個減壓閥(5)、一個提供壓力能的液壓泵(1)及調(diào)定系統(tǒng)壓力的溢流閥(2)組成，其中，沖擊機構(gòu)(3)的Y 口與第一兩位兩通液控換向閥(14) 的控制口 K'之間通過油管串接了第一節(jié)流閥(15)，同時第一兩位兩通液控換向閥(14)的 P' 口通過油管直接和兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)(3)的U 口與兩位四通液控換向閥(9)的B 口之間通過油管串接了液控單向閥G)，液控單向閥(4)的控制口由油管與沖擊機構(gòu)(3)的X 口連接；沖擊機構(gòu)(3)的V 口與第二兩位兩通液控換向閥(13)的控制口 K"之間通過油管串接了第二節(jié)流閥(12)，同時第二兩位兩通液控換向閥(13)的P"口通過油管直接和兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K相連；沖擊機構(gòu)(3)的 X 口與兩位四通液控換向閥(9)的A 口之間通過油管直接相連；沖擊機構(gòu)(3)的W 口與兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K之間通過油管依次串接了第一單向閥(11)、第三節(jié)流閥 (10)；兩位兩通電磁閥(7)通過油管直接與兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K相連；提供壓力能的液壓泵(1)出口除由油管直接接兩位四通液控換向閥(9)的P 口外，還并聯(lián)了泄油主油路與一個給兩位四通液控換向閥(9)提供維持壓的控制油路，泄油主油路通過油管串接了一個溢流閥0)，溢流閥O)出口接油箱；給兩位四通液控換向閥(9)提供維持壓的控制油路上通過油管依次串接了減壓閥(5)、第四節(jié)流閥(6)、第二單向閥(8)，第二單向閥 (8)出口與兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其特征在于在初始狀態(tài)，由于氣體彈簧室(H)氣體彈簧的作用，沖擊活塞(D)處于右側(cè)位，主油路的液壓泵(1)出口與兩位四通液控換向閥(9)的P 口相連，P 口由閥芯到A 口，再由管路到 X口形成直通狀態(tài)；當液壓泵(1)啟動開始工作，壓力油由X 口到達沖擊活塞(D)的右腔(F)，液控單向閥 ⑷打開，左腔(C)中的油液通過U 口、液控單向閥G)、兩位四通液控換向閥(9)的B 口及 0 口回油箱，沖擊活塞(D)開始向左運動，沖擊活塞(D)到達最左位時，W 口與右腔(F)接通，壓力油經(jīng)過第一單向閥(11)、第三節(jié)流閥(10)進入兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K，兩位四通液控換向閥(9)的主閥芯右移換向，使兩位四通液控換向閥(9)的P 口與B 口接通，A 口與0 口接通，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥(9)的P 口、B 口、液控單向閥⑷及 U 口進入左腔(C)，出油經(jīng)右腔(F)、X 口、A 口與0 口回油箱，沖擊活塞⑶在壓力油及氣體彈簧室(H)氣體彈簧的雙重作用下加速向右沖；對于中途發(fā)生反彈的動態(tài)結(jié)構(gòu)是沖頭(G)下的巖石較硬，沖擊活塞(D)未到達缸套(E)的底部，沖擊活塞(D)發(fā)生反彈，沖擊活塞的左腔(C)壓力升高至大于系統(tǒng)調(diào)定壓力時， 該壓力由Y 口傳入第一兩位兩通液控換向閥(14)的控制口 K'，第一兩位兩通液控換向閥(14)換向，該閥的P'口與0' 口接通，使兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K壓力為零，兩位四通液控換向閥(9)復(fù)位到左側(cè)位置，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥(9)的P 口、A 口及 X 口進入沖擊活塞⑶的右腔(F)，回油由左腔(C)、U 口、液控單向閥G)、兩位四通液控換向閥(9)的B 口及0 口回油箱，沖擊活塞(D)左行回位，開始下一次沖擊循環(huán)；第二種沖擊活塞(D)滿行程運動，無反彈的動態(tài)結(jié)構(gòu)是當沖頭(G)下的巖石較軟，沖擊活塞⑶滿行程運動，在沖擊活塞⑶運動到最右邊時，V 口與左腔(C)接通，壓力油由V 口到達第二兩位兩通液控換向閥(1 的控制口 K"，第二兩位兩通液控換向閥(1 換向， 該閥的P" 口與0" 口接通，使兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K壓力為零，兩位四通液控換向閥(9)復(fù)位到左側(cè)位置，壓力油經(jīng)兩位四通液控換向閥(9)的P 口、A 口及X 口進入沖擊活塞⑶的右腔(F)，回油由左腔(C)、U 口、液控單向閥G)、兩位四通液控換向閥(9) 的B 口及0 口回油箱，沖擊活塞(D)左行回位，開始下一次沖擊循環(huán)。當兩位四通液控換向閥(9)的閥芯在右位，為使兩位四通液控換向閥(9)的閥芯保持在右位，經(jīng)液壓泵(1)出口、減壓閥(5)、第四節(jié)流閥(6)及第二單向閥(8)，給兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K提供一個低壓保持壓力，用于兩位四通液控換向閥(9)的閥芯在右位的保持。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其特征在于在兩位四通液控換向閥(9)的外控口 K的油路上，有一個復(fù)位控制的兩位兩通電磁閥(7)，當該閥通電時，使兩位四通液控換向閥(9)復(fù)位，主油路使沖擊活塞(D)上行，恢復(fù)沖擊動作。
全文摘要
鑿巖機沖頭壓控自動換向工作裝置，其目的是實現(xiàn)鑿巖機沖頭的可靠換向和快速的復(fù)位，該裝置由沖擊機構(gòu)3，一個主控兩位四通液控換向閥9、用于控制兩位四通液控換向閥9換向的第二兩位兩通液控換向閥13與第一兩位兩通液控換向閥14、一個使沖擊活塞D復(fù)位的兩位兩通電磁閥7，一個液控單向閥4、兩個單向閥8與11、四個節(jié)流閥6、10、12與15，一個減壓閥5、一個提供壓力能的液壓泵1及調(diào)定系統(tǒng)壓力的溢流閥2組成，第二兩位兩通液控換向閥13用于沖擊活塞滿行程運動的回位控制，第一兩位兩通液控換向閥14用于沖擊活塞反彈運動的回位控制，均與兩位四通液控換向閥9的外控口K連接，主要起泄壓作用，通流量小，閥芯質(zhì)量輕，可以實現(xiàn)快速反應(yīng)。
文檔編號E21B1/26GK102155154SQ20101022314
公開日2011年8月17日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者萬圣, 姚天鵬, 羅富方, 羅生梅, 趙學(xué) 申請人:蘭州理工大學(xué)