專利名稱：一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖擊能的檢測方法，尤其是涉及一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法。
背景技術(shù)：
沖擊能反映了液壓錘的破碎能力，沖擊頻率反映了液壓錘的破碎速度，這是兩個非常重要的參數(shù)。在許多廠商的樣本或技術(shù)文件中往往只提供沖擊頻率，不標(biāo)注沖擊能。相對于沖擊頻率而言，沖擊能的檢測是一件非常困難費時費力費錢的事。因為沒有統(tǒng)一的檢測方法與標(biāo)準(zhǔn)，所測得結(jié)果的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、可比性都很差，容易引起爭論，這就是許多廠商不提供沖擊能的原因。 目前，常用的沖擊器沖擊能性能測試方法有末速度法、示功圖法、應(yīng)力波法、機械測量法、氮氣室壓力測量法。例，CN 1387030A公開了一種測量氮氣室壓力來計算活塞的動能的方法，該測量方法簡便易行，但對于沒有氮氣室的全液壓作用液壓錘，則無法使用。同時它是根據(jù)氮氣室體積的變化，來求解活塞運動的位移，推算出活塞運動的最大速度，最后得出動能，但忽略了活塞前后腔作用面積以及活塞本身的重量，得出結(jié)果精確度沒有本發(fā)明精確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測試方法簡單，操作安全、方便，測量準(zhǔn)確率高的液壓破碎錘沖擊能的檢測方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)壓力傳感器采集壓力信號，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡；2)數(shù)據(jù)采集卡對壓力信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給計算機；3)計算機將壓力信號存儲在存儲器中，并將壓力信號以曲線的形式在顯示器上顯示出來；4)計算機判斷液壓錘類別，如果判斷為氮爆式液壓錘則進行步驟5)，如果判斷為氣液聯(lián)合式液壓錘則進行步驟6)，如果判斷為全液式液壓錘則進行步驟7) ；5)計算機根據(jù)氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氮爆式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氮爆式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8) ；6)計算機根據(jù)氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氣液聯(lián)合式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氣液聯(lián)合式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8) ；7)計算機根據(jù)全液式液壓錘的上腔油壓曲線和下腔油壓曲線以及全液式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出全液式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8) ；8)利用辛普森法則對活塞的加速度曲線進行數(shù)值積分處理，得出最大速度，并進一步得出沖擊能。所述的步驟I)中的壓力傳感器設(shè)置在氮爆式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，或設(shè)置在氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，或設(shè)置在全液式液壓錘的上腔油液管口處和下腔油液管口處。所述的步驟5)包括計算機截取氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。所述的步驟6)包括計算機截取氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。所述的步驟7)包括計算機對上腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。
所述的步驟7)還包括計算機對下腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能準(zhǔn)確檢測出破碎錘的沖擊能，測試方法簡單，操作安全、方便。不僅可用于實驗室對破碎錘的沖擊能進行測試，也可方便的用于生產(chǎn)廠家對各種工況的破碎錘性能做出出廠檢驗。


圖I為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明裝置在應(yīng)用狀態(tài)時的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用本發(fā)明對氣液聯(lián)合式液壓錘進行測試的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為采用本發(fā)明對氮爆式液壓錘進行測試的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為采用本發(fā)明對氣液聯(lián)合式液壓錘進行測試的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I如圖I所示，一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，該方法包括以下步驟步驟I)壓力傳感器采集壓力信號，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡。壓力傳感器根據(jù)所要檢測的裝置的不同，使用時，其安裝位置也不同，壓力傳感器可以設(shè)置在氮爆式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，也可以設(shè)置在氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，還可以設(shè)置在全液式液壓錘的上腔油液管口處和下腔油液管口處。步驟2)數(shù)據(jù)采集卡對壓力信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給計算機；步驟3)計算機將壓力信號存儲在存儲器中，并將壓力信號以曲線的形式在顯示器上顯示出來；步驟4)計算機判斷液壓錘類別，如果判斷為氮爆式液壓錘，則計算機根據(jù)氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氮爆式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氮爆式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟5)。計算機進行處理時，需要截取氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。如果判斷為氣液聯(lián)合式液壓錘，則計算機根據(jù)氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氣液聯(lián)合式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氣液聯(lián)合式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟5)。計算機進行處理時，需要截取氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。如果判斷為全液式液壓錘，則計算機根據(jù)全液式液壓錘的上腔油壓曲線和下腔油壓曲線以及全液式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出全液式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟5)。計算機進行處理時，需要對上腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。當(dāng)全液式液壓錘的下腔油壓也有變化時，計算機還需要對下腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。步驟5)利用辛普森法則對活塞的加速度曲線進行數(shù)值積分處理，得出最大速度，并進一步得出沖擊能。如圖2所示，為實施本發(fā)明方法還需要的硬件裝置如下計算機23、數(shù)據(jù)采集卡22、壓力信號傳感器21。壓力信號傳感器21與數(shù)據(jù)采集卡22連接，將采集的壓力傳感器信號傳送給數(shù)據(jù)采集卡22，數(shù)據(jù)采集卡22對壓力傳感器信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的壓力傳
感器信號傳送給計算機23，經(jīng)過VC編程處理軟件的處理，將結(jié)果顯示在顯示器上。如圖3所示，對于氣液聯(lián)合式液壓錘，活塞在一個工作周期中，活塞運動有兩種工況回程和沖程。回程通過閥與活塞的互控運動，回程時上腔31通回油，活塞32向上做回程運動?；钊?2在回程運動時，壓縮氮氣，從而使氮氣室33的壓力升高,氮氣室33的體積減小,活塞32在重力和氮氣壓力的作用下減速，直到速度降為零，此時閥34已經(jīng)完成換向，活塞上腔31與回油腔隔離，與下腔35相通，形成差動連接，上下腔壓力相等，都為高壓油。沖程此時由于Pl =P2，活塞速度為零，在自重和氮氣壓力的作用下，活塞沖程開始加速，活塞沖程速度加大，氮氣室壓力降低，最終以最大的速度沖擊釬桿，完成作業(yè)。在沖程的過程中，氮氣室可看成一個氮氣彈簧裝置，氮氣彈簧的彈性勢能、活塞前后腔的差動能和自重的作用下，全部轉(zhuǎn)化為動能，沖擊釬桿。得活塞受力平衡出公式為P3AjP2A2-P1A1+!!^ = ma此時，P2= P1,加速度a =
mP3------氮氣室壓力(傳感器測出);A3------氮氣室作用面積；P2------上腔壓力(傳感器測出)；A2------上腔作用面積；P1------下腔壓力；A1------下腔作用面積；m------活塞質(zhì)量；g------重力加速度。對于氣液聯(lián)合式破碎錘，我們需要在氮氣室的氣門處和上腔油液管口處設(shè)置壓力傳感器，由于壓力傳感器測量的數(shù)據(jù)既包括回程也包括沖程的數(shù)據(jù)，只要截取出氮氣室和上腔在沖程運動中壓力變化曲線，結(jié)合其它常數(shù)ApAyAynug,就可將活塞運動的加速度a用曲線的形式表現(xiàn)出來。實施例2對于氮爆式液壓錘，如圖4所示，在回程開始時，活塞上腔42通回油，下腔41通高壓油。下腔41的高壓油推動活塞44并使得活塞克服自重和氮氣室43的壓力而上移。此時活塞頂部壓縮氮氣，氮氣的壓力升高，使得活塞減速，最終完成回程。
活塞開始沖程，下腔41由換向閥46切換油路，使得上腔42通高壓油，下腔41通回油。沖程時，上腔油壓作用及氮氣壓力作用使得活塞下移并快速沖程對外做功，考慮活塞重力，忽略活塞運動時所受的摩擦阻力及回油壓力，得出活塞受力平衡公式為
權(quán)利要求
1.一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)壓力傳感器采集壓力信號，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡； 2)數(shù)據(jù)采集卡對壓力信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給計算機； 3)計算機將壓力信號存儲在存儲器中，并將壓力信號以曲線的形式在顯示器上顯示出來； 4)計算機判斷液壓錘類別，如果判斷為氮爆式液壓錘則進行步驟5)，如果判斷為氣液聯(lián)合式液壓錘則進行步驟6)，如果判斷為全液式液壓錘則進行步驟7)； 5)計算機根據(jù)氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氮爆式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氮爆式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8)； 6)計算機根據(jù)氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線、上腔油壓曲線以及氣液聯(lián)合式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出氣液聯(lián)合式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8)； 7)計算機根據(jù)全液式液壓錘的上腔油壓曲線和下腔油壓曲線以及全液式液壓錘的物理參數(shù)，計算得出全液式液壓錘的活塞的加速度曲線，并進行步驟8)； 8)利用辛普森法則對活塞的加速度曲線進行數(shù)值積分處理，得出最大速度，并進一步得出沖擊能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，所述的步驟I)中的壓力傳感器設(shè)置在氮爆式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，或設(shè)置在氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣室的氣門處和上腔油液管口處，或設(shè)置在全液式液壓錘的上腔油液管口處和下腔油液管口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，所述的步驟5)包括計算機截取氮爆式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，所述的步驟6)包括計算機截取氣液聯(lián)合式液壓錘的氮氣壓力曲線波峰到波谷時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時截取相同時間段內(nèi)的上腔油壓曲線的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，所述的步驟7)包括計算機對上腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，其特征在于，所述的步驟7)還包括計算機對下腔油壓曲線上任意一點的取值與以該點為中心兩秒內(nèi)的均值進行比較，并截取油壓取值從大于均值到小于均值之間的曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓破碎錘沖擊能的檢測方法，該方法包括以下步驟1)壓力傳感器采集壓力信號，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡；2)數(shù)據(jù)采集卡對壓力信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給計算機；3)計算機將壓力信號存儲在存儲器中，并將壓力信號以曲線的形式在顯示器上顯示出來；4)計算機判斷液壓錘類別，并分別進行計算得出活塞的加速度曲線；5)利用辛普森法則對活塞的加速度曲線進行數(shù)值積分處理，得出最大速度，并進一步得出沖擊能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有測試方法簡單，操作安全、方便，測量準(zhǔn)確率高的等優(yōu)點。
文檔編號G01L5/00GK102735385SQ20111008415
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者尹文龍, 楊國平 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)