液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的設計與研究

1、摘要液壓破碎錘是工程機械的輔助機械，我國整個社會工業(yè)化進程尚未完成，大量的鐵路、公路、水利基本建設正在和將要進行。未來工程方面對各類現(xiàn)代化機械設備的需求將會越來越大，給液壓破碎錘等提供了大量的市場機會。因此要求對液壓破碎錘性能上進行改進，提升產(chǎn)品的品質(zhì)，能夠提高工作效率，使其更有效的應用于工程建設。本文分析了當今液壓破碎錘的國內(nèi)外現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，描述了液壓破碎錘的研究現(xiàn)狀和設計理論。綜合氮爆錘、液壓作用錘、氣液作用液壓錘的工作原理分析得出了選用氣液作用液壓錘的優(yōu)越性。并以驚天液壓公司的型液壓錘為例，完成了著重兩方面研究：第一，對液壓破碎錘的非線性運動狀態(tài)進行合理的假設和分析。對液壓系統(tǒng)的合

2、理分析與研究，并綜合考慮關(guān)鍵元件使用壽命等因素進行合理的計算與選型。第二，利用仿真軟件對液壓破碎錘液壓系統(tǒng)進行建模和仿真，調(diào)節(jié)參數(shù)并分析其工作參數(shù)對液壓錘性能的影響，在此基礎(chǔ)上得到最優(yōu)參數(shù)使得工作效率得以提高。分析仿真結(jié)果，為以后液壓系統(tǒng)的工程應用提供了理論參考。本論文工作注重理論研究，研究過程中取得的結(jié)果與實際中相吻合，為液壓破碎錘的深入研究打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：液壓破碎錘、運動狀態(tài)、液壓系統(tǒng)、仿真、沖擊能，訂，：，、析：；論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學位論文是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在

3、文中以明確方式標明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體己經(jīng)公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責任由本人承擔。論文作者簽名：杏甓守矽口夕年歲月刁日論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導師指導下所完成的論文及相關(guān)的職務作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬學校。學校享有以任何方式發(fā)表、復制、公開閱覽、借閱以及申請專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學位論文或與該論文直接相關(guān)的學術(shù)論文或成果時，署名單位仍然為長安大學。（保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定）論文作者簽名：導師簽名：孝嘵穆易飛口哆年月日汐。羅年歲月日安大學碩±學位立前言第一章緒論液壓破碎錘是一種新型的破碎工具，它在工作過程種必須以動力源、工作介質(zhì)及能量轉(zhuǎn)換為

4、基礎(chǔ)才能運動工作的。這里動力源是液壓泵，而工作介質(zhì)就是雖常用的液壓油。運動過程中把液壓能轉(zhuǎn)換為機械沖擊能，即以液體壓力驅(qū)動液壓缸種的活塞往復運動對外作功，并對外輸出能量束進行工作。工業(yè)水平的日趨提高使得部分發(fā)達國家制造出了不同類型的液壓破碎錘，并先后被廣泛應用于各項，”】。液壓破碎錘可分為單人操作手持式和與大型機械配套的大型機載式。而在當今，由于大量的工程建設等，就需要大型的機械來運轉(zhuǎn)，所以液壓破碎錘更多被作為一種輔助設備，如圖是驚天液壓公司的拆除破碎機器人，其中拆除工具就是液壓破碎錘：圖拆除機器人液壓破碎錘因為它的優(yōu)點已經(jīng)取代了以往的那些破碎錘，成為了具有工作效率高、省力省財、生產(chǎn)效率高且噪

5、聲低、無公害的新一代的破碎工具。如圖為馬按山市驚天液壓機械制造有限公司生產(chǎn)的型液壓破碎錘：液壓破碎錘的功能特點液壓破碎錘是一種非常重要的高效作業(yè)工具，主要用來完成以下工作，：液壓破碎錘主要應用于一般各項破碎作業(yè)，比如：混凝土破碎巖石的剝離：各種建筑一自镕镕物的拆除與破碎；聚石場的采石作業(yè)或者巖石的破碎；隧道的巖石破碎等?，F(xiàn)在國家要求綠色環(huán)保，所以有些液壓破碎錘成為典型的環(huán)保型產(chǎn)品具有噪聲和粉塵控制功能。圖灌壓錘有些液壓破碎錘除了破碎功能外，還具備了一些以往破碎錘不能具備的功能比如：自動潤滑的功能，陸上和水下作業(yè)功能等。對于大型的液壓破碎錘由于它外殼可安裝，咀便利片他安裝外殼來進行簡單的搬移工作

6、。液壓破碎錘的應用及舉倒：液壓破碎錘的破碎范圍比較廣，可用于建筑拆除、水拆除、巖石破碎、隧道開挖等。下面介紹兩個應用實例介紹。（）拆除公路、鐵路橋拆除巴登附近號公路上的一座長、寬、用掉鋼筋砼的橋，承包商科恩公司采用兩臺液壓破碎錘。一臺安裝在挖掘機上，另臺裝在挖掘機上，拆除作業(yè)在小時內(nèi)完成。（）高速公路施工我國鐵五局機電設各工業(yè)總公司在挖掘機上配備了液壓破碎錘，用于京沈高速公路寶山（寶坻一山海關(guān)）標段的土石方施工，在鉆機不能到達的施工地段和臨時需要破碎之處，液壓破碎錘都起到了很大的作用且效果較好。除此以外還有更多的應用實例來表明了液壓破碎錘在現(xiàn)代工程建設和社會建設中長安大學碩士學位論文所起到的重

7、要性，它已經(jīng)進入到了我們生活中。在我們平日生活中常常可以看見液壓破碎錘的應用，它是極其重要的一種輔助機械。國內(nèi)外液壓破碎錘技術(shù)現(xiàn)狀與差距國內(nèi)外液壓破碎錘的發(fā)展現(xiàn)狀液壓破碎錘是從最原始的破碎錘經(jīng)過層層改進而來的，而且因為其良好的經(jīng)濟及社會效益而發(fā)展迅速。液壓破碎錘發(fā)展到今天按其沖擊能量的來源分為：由液壓油提供，氣壓提供，液壓、氣壓混合提供，一般氣壓與液壓之比為：。但都是由液體壓力驅(qū)動活塞回到原位的。現(xiàn)在的液壓破碎錘大多數(shù)采用的液壓沖擊機構(gòu)的形式都行程反饋控制。這種控制形式的液壓錘的為了達到改變液壓破碎錘的沖擊能和沖擊頻率的目的，都是增設多個回程反饋信號孔控制各信號孔的開關(guān)或者改變系統(tǒng)的輸入流量和

8、壓力，來調(diào)節(jié)活塞行程。國外現(xiàn)狀國外液壓破碎錘形成了當今的產(chǎn)品多樣化、系列化的形式。液壓破碎錘在歐美和日韓得到大量生產(chǎn)和飛速發(fā)展。其中有我們比較熟悉的韓國液壓錘、液壓錘、液壓錘為主要代表；美國的液壓錘、液壓錘；德國克虜伯液壓錘；日本古河液壓錘、小松液壓錘；芬蘭的液壓錘等。國內(nèi)現(xiàn)狀與國外液壓破碎錘相比，我國液壓破碎錘的總的發(fā)展現(xiàn)狀是：起步不晚，但發(fā)展緩慢。世紀年代啟動開發(fā)研制液壓破碎錘，年代初得以研制開發(fā)且規(guī)模變大。而今天，大多數(shù)廠家由于質(zhì)量和銷售等問題，已經(jīng)不再生產(chǎn)這些產(chǎn)品。只有長治液壓件廠一直堅持生產(chǎn)液壓錘，馬鞍山驚天公司、湖南山河在世紀初開始生產(chǎn)自己商標的液壓破碎錘，但規(guī)模仍然較小【，。液壓

9、破碎錘的發(fā)展趨勢綜合來看，液壓破碎錘發(fā)展到今天，國外生產(chǎn)的仍優(yōu)越于國內(nèi)生產(chǎn)的，他們的主要優(yōu)勢在其性能的發(fā)展主要有以下幾個趨勢：（）沖擊能大。為了提高它的工作效率，液壓破碎錘應保證其穩(wěn)定因素等情況下盡可能提高沖擊能，當然目前這也是衡量沖擊器性能的主要指標。（）沖擊能量利用率相對較高。第一章緒論（）各個部件的破損能及時得到維修和更換。（）活塞行程可調(diào)，為了能適應于不同的工況并穩(wěn)定工作，從而使得以沖擊能和沖擊頻率得以改變。（）引進了“智能液壓破碎錘技術(shù)”。為了能連續(xù)控制沖擊能量，都是由前次打擊的阻力來決定輸出的。使沖擊過程中的震動及發(fā)熱等都相應降低，從而使釬桿的壽命得以延長，噪聲下降。液壓破碎錘的發(fā)

10、展綜合來看，有以下幾個趨勢：（）產(chǎn)品系列化：根據(jù)的物塊形狀和硬度決定選用沖擊能的大小。產(chǎn)品的系列化使得用戶根據(jù)工作對象來對液壓錘的型號、零部件進行選擇，來達到有效破碎的目的。（）智能化：在各種技術(shù)應用發(fā)展的基礎(chǔ)上，希望能實現(xiàn)自動調(diào)頻調(diào)能來應對于不同工況。比如壓力反饋式控制的液壓錘。（）破碎錘的結(jié)構(gòu)形式多樣化：按沖擊能源的分類、裝配的分類、及沖擊能分類等。（）功能多樣化、結(jié)構(gòu)柔性化：為了適用現(xiàn)代施工要求，功能的多層化和多種附加功能使液壓破碎錘在功能上也具有了很大的柔性【，】。國內(nèi)外液壓破碎錘的差距我國的液壓破碎錘較之國外的在研制和生產(chǎn)上有較大的差距。除了在性能指標、能量利用率、使用壽命，制造成本

11、高等方面，還有以下幾方面：（）液壓破碎錘作為工程機械中的輔助機械，我國對液壓破碎錘的理論研究較多，但是缺乏真正的生產(chǎn)投入。（）對于活塞加工過程中的熱處理問題存在差異。我國對活塞熱處理時間要求不夠準確，而國外則控制的比較準確。（）材料的選擇滿足不了實際要求。（）我國液壓破碎錘的生產(chǎn)未形成系列化、規(guī)模化。（）沒有形成自己的產(chǎn)品特色，在結(jié)構(gòu)形式上基本是沿用國外的結(jié)構(gòu)。液壓破碎錘存在的問題現(xiàn)在液壓破碎錘在質(zhì)量和性能方面存在的主要問題：（）釬桿強度、韌性問題釬桿是被控制對象（即負載），它受活塞驅(qū)動，所以打擊過程中釬桿受力變化較大。長安大學碩士學位論文為了保證韌性和強度，釬桿的材料精度和加工處理工藝等要求

12、就比較高。（）襯套和釬桿的摩擦力問題襯套是連接和卡住釬桿和活塞的工具，適當?shù)哪Σ亮Σ拍鼙ＷC釬桿的使用壽命，所以解決摩擦力的問題就是靠潤滑，發(fā)展方向是采用自動潤滑系統(tǒng)。（）氣蝕問題打擊作業(yè)過程中由于打擊壓力非常大易造成襯套磨損活塞彎曲和被卡住，從而易產(chǎn)生氣蝕。若設計時未充分考慮這點，最終會產(chǎn)生氣蝕，活塞損壞。（）聯(lián)結(jié)架問題要提高破碎錘的打擊的穩(wěn)定性且為了減少振動，破碎錘與聯(lián)結(jié)架要采用彈性連接，且要使破碎錘與載體連接緊密。液壓破碎錘的研究現(xiàn)狀及設計理論研究研究現(xiàn)狀：現(xiàn)在對液壓破碎錘的研究，根據(jù)采用不同的數(shù)學模型，可以分為線性模型和非線性模型兩種方法。而實際上液壓破碎錘的數(shù)學模型是一個非線性模型。（

13、）線性模型：很直觀的顯示液壓破碎錘的運動規(guī)律。建立線性模型：以假設“液壓油壓力恒定不變?yōu)榛厩疤?；抓住運動的主要因素；簡化活塞和閥芯受力。比如中南大學楊襄璧教授提出了抽象設計變量理論，推導出了液壓破碎出結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)的整套設計公式，得出了不同優(yōu)化目標的值。以沖程時間比：鏟沖程時間（）周期時間（）作為設計變量。（）非線性模型：能較精確地揭示液壓錘的物理現(xiàn)象?？紤]的影響因素較多，而且分析了它的受力狀態(tài)比較全面。通過分析和研究最終描述其運功的規(guī)律，且是高階非線性微分方程組。這種模型得到的方程很難求解，只能通過計算機求得數(shù)值解?，F(xiàn)今，中南大學何清華老師將液壓錘運動過程分為個工作狀態(tài)，認為活塞和換向閥是

14、一個互相控制運動的過程，建立了一種數(shù)學模型并進行了仿真。采用“準勻加速計算法，能對對各種運動狀態(tài)進行轉(zhuǎn)換，并對仿真結(jié)果進行了驗證和修正，從而以減少積累誤差，且提高了仿真計算的精度。】。設計理論研究本文以何清華老師對液壓破碎錘運動狀態(tài)的分析為參考，在研究液壓破碎錘的運動第一章緒論過程是對其進行了非線性研究與分析，描述了各個運動狀態(tài)。由于液壓破碎錘運動的復雜性，非線性模型也都建立在一些假設的基礎(chǔ)上，所以也只能是近似地描述破碎錘的運動規(guī)律。并對液壓破碎錘整個運動過程進行了計算機的建模與仿真，以便用戶能清楚了解到液壓破碎錘在打擊破碎物體時的運動變化。論文研究的背景及意義我國整個社會工業(yè)化進程尚未完成，

15、大量的鐵路、公路、水利基本建設正在和將要進行。給液壓錘等工程機械輔件提供了大量的市場機會。由于市場需求的強勁，國內(nèi)己有很多廠商陸續(xù)開發(fā)了多種液壓破碎錘并推出了自己品牌的液壓破碎錘。雖然大多數(shù)廠家的產(chǎn)品都引進的國外先進技術(shù)，但同國外的液壓破碎錘相比，液壓破碎錘質(zhì)量和性能等方面依然存在很多問題。因此，對液壓破碎錘整體的設計與研究，縮短與國外的技術(shù)差距，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，提升產(chǎn)品的品質(zhì)具有積極的意義。經(jīng)過前期調(diào)研，為了提高當前液壓破碎錘的工作效率和性能，本文以驚天液壓公司的系列液壓錘為例，對其液壓系統(tǒng)進行分析研究，分析其工作參數(shù)對液壓錘性能的影響，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化參數(shù)使得工作效率得以提高。本論文研究

16、的內(nèi)容研究的課題是圍繞驚天液壓有限公司的型液壓破碎錘，論文前期對國內(nèi)外先進技術(shù)及設備進行了調(diào)研，廣泛搜集和整理與論文相關(guān)的資料。并對液壓破碎出工作運行過程的分析，利用高級建模軟件對液壓系統(tǒng)進行建模與仿真。本文完成的主要內(nèi)容如下：（）對液壓破碎錘國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及研究現(xiàn)狀進行了分析；（）對液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的工作原理進行詳細的闡述；（）對液壓破碎錘運動過程和運動狀態(tài)詳細分析；（）完成了液壓破碎錘液壓系統(tǒng)液壓元件選型計算；（）基于的液壓系統(tǒng)建模與仿真，并對仿真結(jié)果進行深入分析。立大學順立第二章液壓破碎錘結(jié)構(gòu)及功能分析液壓破碎錘的結(jié)構(gòu)形式液壓破碎錘的基本組成液壓破碎錘的基本組成：液壓破碎錘本體、托架等

17、零郁件。液壓破碎錘本體是液壓破碎錘芙鍵部件。如圖所示。；鹱“液壓缸，一活塞一邊桿螺栓，一后蔬一換向闊莆能器前蓋：一釬桿襯套：釬桿圖液壓破碎錘主體結(jié)構(gòu)圈般的液壓破碎錘自身都會帶一個換向閥。液壓破碎錘是將換向閥、液壓缸、蓄能器等元件集一身的一種破碎工具。換向閥與液壓缸干日瓦反饋控制，自動完成活塞的往復運動，并以能量轉(zhuǎn)換形式最終把液壓能轉(zhuǎn)化為活塞的沖擊能，將能量傳遞給釬桿，釬桿在獲得沖擊能后便可達到將作對象破碎的目的。液壓破碎錘各部件的作用、液壓缸液壓缸是執(zhí)行元件，此處使用的液壓缸是雙桿單作用式的，活塞只在沖程叫對外做功。液壓缸內(nèi)部有前后兩個工作腔，組成活塞往復運動的空間。液開缸是液壓破碎錘的最主要

18、的部件。、活塞活塞與釬桿由襯套連接組成一體的，活塞上下運動來打擊釬桿。液壓破碎錘依靠活第二章液壓破碎錘結(jié)構(gòu)及功能分析塞的運動能量實現(xiàn)打擊，獲得的打擊能量破碎巖石。所以活塞的壽命就很重要，這就對活塞的材料性能要求很高。常采用具有高品質(zhì)的特殊的合金鋼?；钊闹匾笜耸腔钊挠捕?、材料的韌性、表面精度和同心度。、換向閥控制液壓缸后腔接通或斷開高壓油，實現(xiàn)活塞往復運動。換向閥換向的次數(shù)就是活塞往復運動的次數(shù)，即液壓破碎錘的頻率。、蓄能器蓄能器在這里主要起到兩個作用：一是作為輔助動力源，在短時間里提供一定數(shù)量的壓力油，滿足系統(tǒng)對速度、壓力的要求；二是起到緩沖、吸收液壓沖擊的作用。、釬桿釬桿以能量轉(zhuǎn)換形式

19、來接受沖擊能對外界工作對象進行打擊，所以釬桿材料要求精度高。采用優(yōu)質(zhì)特殊鋼材，經(jīng)熱處理后堅韌、耐磨、不易斷裂。為了適應各種不同工況，而采用不同的釬桿規(guī)格。、氮氣室內(nèi)充氮氣，儲存動力。其作用主要有：一是沖程時為活塞提供部分動力，氮爆式錘打擊力則完全靠氮氣提供，提高打擊破碎效率。二是減小油路中不規(guī)則的液壓力，同時減少對加載機械比如液壓挖掘機和操作者的反沖力【，¨。液壓破碎錘的工作原理當今市場上的液壓破碎錘的活塞在沖程運動時有三種來源類型：氮爆錘、全液錘與氣液錘。下面將會分別敘述這三種類型液壓破碎錘的工作原理及優(yōu)缺點。他們共同點是回程運動都是液壓作用力完成的。氮氣爆發(fā)式液壓破碎錘氮氣爆發(fā)式

20、液壓錘簡稱氮爆錘，氮爆錘的結(jié)構(gòu)與工作原理見圖。如圖所示，現(xiàn)在液壓破碎錘處于回程開始階段。在回程開始時，活塞上腔通回油，下腔通高壓油。下腔的高壓油推動活塞并使得活塞克服自重和氮氣室的壓力而上移。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?；钊_始沖程，下腔由換向閥切換油路，使得上腔通高壓油，下腔通回油。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。長安大學碩士學位論文圖氮氣爆發(fā)式液壓錘的工作原理優(yōu)點：活塞形狀簡單，剛體結(jié)構(gòu)簡單沒有縱向的孔道，加工工藝行好，不設置高壓隔膜蓄能器，減少了加工成本。全液壓作用式液壓破碎錘全液壓作用式液壓破碎錘簡稱全液錘，它不像

21、氮爆錘，它整個運動過程中全靠油壓作用。全液錘設置有高壓蓄能器。高壓蓄能器的作用是為活塞沖程過程中補充流量，因為活塞沖程時需要大流量，系統(tǒng)供油不能滿足流量需要。全液錘的結(jié)構(gòu)與工作原理見圖，如圖所示，此圖為回程開始時的液壓工作原理圖，換向閥左右位都接通?；爻涕_始時，活塞下腔通高壓油，上腔通回油。受下腔高壓油影響，活塞加速上移到一定位置時，通過信號孔反饋給換向閥，這時換向閥左位接通，活塞上下腔均通高壓油，行成了差動連接。由于活塞上腔環(huán)形面積大于下腔環(huán)形面積，所以上腔油壓大于下腔油壓，活塞在壓差作用下回程制動。同時又在差動連接下開始沖程，直至回到初始狀態(tài)，又開始下一回程。優(yōu)點：全液錘的活塞頂部不設氮氣

22、室，因此液壓錘啟動前所需的挖掘機的下壓力最小，僅靠液壓錘自身的重量就夠了。全液錘在回程運動時回程速度較快，一般需要設置順序閥以控制沖擊頻率。氮氣液壓聯(lián)合作用式液壓錘氮氣液壓聯(lián)合作用式液壓錘，簡稱氣液錘，其結(jié)構(gòu)與工作原理圖見圖。由于本文所選用的型液壓破碎錘是氣液錘，所以工作原理將在下一章詳細介紹，此處不介紹。第二章液壓破碎錘結(jié)構(gòu)及功能分析圖全液壓作用式液壓錘的工作原理氣液錘的活塞頂部設有氮氣室，氮氣室充氣壓力比氮爆式小，一般小于。大中型液壓錘一般要設置高壓蓄能器，因為他們需要的動力大。而小型氣液錘都不設置高壓蓄能器。而氣液錘的活塞回程運動是靠液壓作用實現(xiàn)的，而沖程運動則是靠液壓力和氮氣膨脹力聯(lián)合

23、作用實現(xiàn)的。優(yōu)點：氣液錘綜合了以上兩種液壓破碎錘的優(yōu)點，氣液錘所需的挖掘機的下壓力比氮爆式小，而比全液錘大?；爻虝r，它的活塞阻力比氮爆錘小，而比全液錘大?；钊爻踢^程中的速度比氮爆錘大，比全液錘小。所以無需專設順序閥來控制沖擊頻率。沖程時氣液錘的瞬時最大流量比全液錘小，也沒有氮爆錘的高壓油封閉無出路的現(xiàn)象，因此氣液錘的壓力脈動比全液錘和氮爆錘都小些【，】。圖氮氣液壓聯(lián)合作用式液壓錘的工作原理長安大學碩士學位論文液壓破碎錘的型號由于現(xiàn)在不同廠家給出的不同液壓破碎錘的型號，使得用戶在進行選擇時難以分出，為了方便選擇與使用，這里有必要介紹型號的組成。一般都是由英文字母和數(shù)字組成的，而型號中數(shù)字所表達

24、的含義有很多種，以下是一些液壓破碎錘中數(shù)字代表的含義：表示液壓破碎錘的沖擊性能例如：液壓破碎錘型號，其中指由凱斯公司制造，是這個公司名字的縮寫，表示液壓破碎錘的沖擊能為左右。類似地系列的都表示這個公司制造且沖擊能分別這些數(shù)字表示的液壓錘。有些廠家液壓破碎錘的型號中的字母則是液壓錘漢語拼音的縮寫，如廣東佛山紡織機械廠生產(chǎn)的液壓錘。表示適用挖掘機的斗容舉例如型號為，是指由韓國水山公司制造，表示適用于與斗容為立方米的挖掘機進行配套使用。以此類推，這一系列的都表示的是這個公司的這類型號的液壓破碎錘。他們都是作為輔助設備的與其他大型機械配套使用并工作的。我國國內(nèi)的也有這種的，如本文后面即將研究的型液壓錘

25、是馬鞍山驚天公司制造的，表示適用挖掘機斗容為立方米。表示液壓破碎錘釬桿的直徑例如：型號中，是韓國高力公司液壓破碎錘（）的縮寫，表示液壓破碎錘的釬桿直徑為，類似地以此類推，系列的后面跟的數(shù)字都是表示釬桿的直徑，只是直徑的大小不一樣，來對于不同工況的，用戶可根據(jù)需要進行選擇型號，這些都是由高力公司研究并生產(chǎn)的。表示液壓破碎錘的重量型號中的數(shù)字表示液壓破碎錘的重量時，要看是否包含了機架的重量。不含機架重量的有：如型號中指由山河公司生產(chǎn)制造，光有錘體的重量是，也就是不含機架的重量。若包含機架的重量時，女中，是代表由意大利意得龍公司生產(chǎn)制造，錘重分別為，以此類推，系列都是按照上面所敘述的進行表示的，對于

26、不同公司他代表的不同，數(shù)字表示了區(qū)別。上面敘述的是國外產(chǎn)品，國內(nèi)也有這種表示方法，女長治液壓件廠制造的系列液壓破碎錘。是液壓沖擊器的漢語拼音縮寫，后面所跟的數(shù)字表示使用重量。而使用重量主要指包含錘體重量，機架重量，連接器重量以及膠管重量，液壓破碎錘內(nèi)第二章液壓破碎錘結(jié)構(gòu)及功能分析的油液重量等。表示適用挖掘機的機重除了上述的幾種表示方法，還有一種液壓破碎錘是用來做輔助設備用的，當然它就是與挖掘機配套使用。所以這種表示方法肯定與挖掘機有關(guān)系，這里主要指與挖掘機的機重相關(guān)。部分公司的液壓破碎錘產(chǎn)品型號中的數(shù)字表示適用挖掘機的機重等級。如韓國工兵公司生產(chǎn)的系列，當然指公司本身了也就是制造商，而字母后面

27、的數(shù)字則表示此型號的液壓破碎錘適用機重為多少左右的挖掘機。還有韓國廣林產(chǎn)機公司的液壓破碎錘，適用挖掘機重量分別是左右。液壓錘的設計序列號最常用表示方法就是以上種，但是也有不少液壓破碎錘的型號沒辦法解釋，不知道它具體代表什么，也不知道其攜帶的確切信息。所以只能認為它是廠商為了區(qū)別不同液壓錘的一個記號而給液壓破碎錘的一個設計系列號，。液壓破碎錘的選型，根據(jù)型號直接選配液壓破碎錘按挖掘機機重選配液壓破碎錘假若型號中的數(shù)字表示的是適用挖掘機的機重也就是挖掘機整機質(zhì)量，則可以根據(jù)挖掘機機重與液壓破碎錘型號直接選配。按挖掘機斗容選配液壓破碎錘假若型號中的數(shù)字表示的是適用挖掘機的斗容，則可以根據(jù)挖掘機斗容與

28、液壓破碎錘型號直接選配。斗容與液壓破碎錘重量有如下關(guān)系式：（叼）（叫）（）式中吸彤只有錘體（裸錘）重量職釬桿重量鞏機架重量長安大學碩士學位論文睨挖掘機鏟斗自身重量丫砂土重量，丫挖掘機鏟斗斗容根據(jù)型號間接選配液壓破碎錘（）數(shù)字表示沖擊能時，可以根據(jù)液壓破碎錘的沖擊能與挖掘機的質(zhì)量進行選配。一般而言：腰（）（）式中飽液壓錘沖擊能，彬挖掘機的整機質(zhì)量，埏（）數(shù)字表示總重量時，可以根據(jù)液壓破碎錘的重量與挖掘機重量的匹配選型。一般而言：（）形（）式中呢嘸含錘體、釬桿、機架在內(nèi)的液壓破碎錘總重形液壓挖掘機的總重（）數(shù)字表示釬桿直徑時，可以根據(jù)液壓破碎錘釬桿直徑與裝載機整機質(zhì)量進行選配。一般而言：研（一）形

29、（）式中口液壓錘釬桿直徑，睨挖掘機整機重量，在上面所說的數(shù)字表示液壓破碎錘的沖擊能時，這個對用戶來說是非常有用的一個參數(shù)。因為它直接反映了破碎能力，間接表明了所需承載機械的大小，我們在進行選擇時候就顯得非常有用而且很直觀，。第二章液壓破碎錘結(jié)構(gòu)及功能分析本章小結(jié)本章主要分析液壓破碎錘的結(jié)構(gòu)形式，并針對每一個主要結(jié)構(gòu)部件進行描述及分析它的作用。針對當今三大類型的液壓破碎錘的工作原理進行了詳細描述。液壓破碎錘主要作為輔助設備，且各大公司的液壓破碎錘表示方法上下不一，為了讓用戶選用破碎錘更方便直接，對液壓破碎錘的型號進行說明和分類。長安大學碩士學位論文第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計一個液壓破碎

30、錘的液壓系統(tǒng)就是按照各個機構(gòu)的傳動要求，把動力源、控制元件、執(zhí)行元件以及輔助元件等用管路有機地連接起來。它是利用動力源（如液壓泵）將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗懿⑦M行傳送，然后通過執(zhí)行元件（如液壓缸等）將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，進而實現(xiàn)液壓破碎錘的往復動作。液壓破碎錘往往配合其他機械機構(gòu)運轉(zhuǎn)，沖擊振動頻繁，作業(yè)環(huán)境復雜甚至惡劣，所以液壓系統(tǒng)應該滿足以下要求：（）動力性要求不管哪種機械運轉(zhuǎn)，我們都是希望它能正常工作，而且在正常工作情況下保證動力機構(gòu)不能過載運動，也要保證在此基礎(chǔ)上提高它的工作效率。各種機構(gòu)與液壓系統(tǒng)的良好匹配是很重要的，它能隨負載的變化而合理匹配，從而達到提高工作效率和輸出功率等因素。

31、（）安全性要求液壓破碎錘沖擊振動頻繁，作業(yè)環(huán)境復雜甚至惡劣，所以溫度一定要控制好，有良好的冷卻系統(tǒng)，以保證其可靠性，平穩(wěn)性和元件不易受損。負載變化和沖擊振動大，對于其液壓系統(tǒng)要求有良好的過載保護措施，防止油泵過載和因外負載沖擊對各個液壓作用元件的損傷。液壓破碎錘的液壓系統(tǒng)組成和功用由于大多數(shù)液壓破碎錘是與大型機械配套使用，它作為一個輔助機械。它的液壓系統(tǒng)實際上是大型機械液壓系統(tǒng)的一個支路。但在這里考慮時，可認為有單獨的動力源來提供液壓油。可看作是一個簡單的液壓系統(tǒng)。設計時考慮元件壽命等因素建立了液壓系統(tǒng)。（）液壓系統(tǒng)的組成液壓破碎錘的液壓液壓系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)，主要由液壓泵站、沖擊回路和冷卻回路

32、組成。采用開式回路是因為開式回路結(jié)構(gòu)簡單、造價低、易于維修、散熱性好，但是效率比閉式回路較低。第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計（）液壓系統(tǒng)的作用）液壓泵站是動力源，以液壓油作為工作介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機械沖擊能，即以液體壓力驅(qū)動活塞往復運動作功，對外輸出能量來進行工作。）液壓破碎錘的沖擊回路實際上是液壓破碎錘工作的過程，包括液壓破碎錘沖擊過程和回程。它是能讓液壓錘正常工作，活塞驅(qū)動釬桿，讓釬桿能達到有效破碎物體，破碎后又能及時收回的一種回路。它實際上也是使得液壓缸往復運動和推動釬桿重復打擊破碎物體。）冷卻回路是保證液壓錘工作過程的穩(wěn)定性，溫度不能過高而影響液壓破碎錘的可靠性和損壞元件，并能

33、及時卸荷【。液壓破碎錘的液壓系統(tǒng)的設計經(jīng)調(diào)研和分析，現(xiàn)在市場上對大多數(shù)機械設備的衡量均采用功重比，液壓破碎錘也采用沖擊能或沖擊功來衡量。液壓破碎錘的活塞回程都是靠液壓作用力完成的，要考慮沖擊能或沖擊功的效率，就要根據(jù)沖程時作用力來決定。我們已經(jīng)知道現(xiàn)在市場上有三種類型的液壓破碎錘，分別是：純液壓力驅(qū)動、純氣壓驅(qū)動、氣壓和液壓共同驅(qū)動?？紤]到氣液作用的液壓錘的優(yōu)越性，本文研究型氣液錘，對氣液錘的液壓系統(tǒng)進行設計與研究。液壓錘液壓系統(tǒng)的流程圖液壓破碎錘的液壓系統(tǒng)設計過程也按照一般的液壓系統(tǒng)的流程圖，流程圖如圖：液壓錘工作過程分析（）運動形式及組成機構(gòu)綜合分析，整個液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)則是一個雙活塞桿

34、單作用液壓缸的往復直線運動，液壓缸只在沖程過程中對外做功。釬桿伸出的時候是一個液壓壓力卸載的過程。釬桿收回的時候是一個液壓壓力加載的過程。（）液壓錘組成圖如圖組成機構(gòu)：沖擊機構(gòu)（活塞和缸體）、配油機構(gòu)（換向閥閥芯和閥體）、高壓蓄能器、低壓蓄能器、油道。安學碗學位論文！苧變量苧一動力和運動分析。系統(tǒng)廠磊熹孑二囂確定主要參數(shù)一一一一液一曇液壓執(zhí)行器工況分析糸一。統(tǒng)擬定液壓系統(tǒng)圖圖灌壓系統(tǒng)設計流程功能原一理組成圖元件跬計液壓系統(tǒng)計算活塞缸體缸體前腔信號孔換向閥換向閥后腔氨氣室缸蓋圈液壓破碎錘組成圖第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計液壓破碎錘的靜態(tài)分析系統(tǒng)壓力是由負載決定，整個液壓系統(tǒng)中，負載壓力的

35、變化主要是由氮氣室氮氣壓力的變化引起的。所以在研究過程中主要對壓力負載變化過程的運動進行分析與研究。對于液壓系統(tǒng)而言，系統(tǒng)配置的不同對系統(tǒng)壓力、流量的選擇也有明顯影響。尤其對液壓系統(tǒng)的效率影響比較大，現(xiàn)在衡量一個系統(tǒng)是否穩(wěn)定，主要是看能否在給定的工作參數(shù)下正常工作，而且還能達到比較理想的工作效率。所以本章對液壓破碎錘的液壓系統(tǒng)的流量、效率等靜態(tài)特性進行研究。液壓破碎錘的運動規(guī)律實際上是十分復雜的，為了能分析解決問題的方便，對實際系統(tǒng)種一些難以全面考慮而對分析結(jié)果影響不大的因素可做出一些適當?shù)募僭O，以下假設，】：（）沒有改變油泵的排量時，油泵的供油量恒定不變；（）大部分情況下忽略油液的質(zhì)量，該考

36、慮時僅當作集中參數(shù)來處理：（）油液不可壓縮且工作過程中溫度處處一樣：（）油液的粘度不受壓力的影響：（）除蓄能器隔膜外沖擊器所有元件均為絕對剛體：（）蓄能器隔膜變形時無任何抗力且質(zhì)量為零：（）油液中壓力波的傳遞時間忽略不計。工作狀態(tài)活塞和閥的互控運動而構(gòu)成的液壓破碎錘工作狀態(tài)是個非線性的而且很復雜的。在一個工作周期中，活塞運動有四種狀態(tài)：回程加速、回程制動、沖程加速和沖擊停頓。而閥的運動有停頓、回程換向、沖程換向和經(jīng)過正開口區(qū)間等各種狀態(tài)。若以釬桿的撞擊端面為零點，活塞從此次開始回程歷經(jīng)一個周期，如圖所示：狀態(tài)：閥不運動，活塞回程加速，如圖，起始位置時閥芯處于左位全開狀態(tài)，活塞后腔通回油，即（實

37、際，），活塞克服粘性摩擦阻力，向右作回程加速運動。在這種狀態(tài)下，段所在的錐形閥未打開，閥芯受換向閥右腔力的作用被頂死在換向閥的最左端。，島通過端面與閥體內(nèi)壁的環(huán)形腔與島相通，從而達到活塞后端泄荷的目的，是活塞長安大學碩士學位論文回程運動。仇，該力是閥芯受到向左的力，通過閥芯錐面隔斷高低壓強，在這個過程中，實際上液壓破碎錘屬于行程反饋控制過程。此時的系統(tǒng)流量較低，沖擊壓力也較低（即滿足液壓破碎錘啟動和工作的最小壓力，這個時候沖擊能和沖擊頻率廠較小）。圖狀態(tài)圖狀態(tài)：閥回程換向，活塞繼續(xù)回程加速，由狀態(tài)中看出，這個過程屬于壓力反饋控制。活塞在回程運動時，壓縮氮氣室，從而使氮氣室的壓力升高（氮氣室的體

38、積減小所致），隨之系統(tǒng)的油壓也隨之升高，與相連接的高壓蓄能器充油，當系統(tǒng)壓力升高到能克服壓力錐閥以所產(chǎn)生的壓力時，取所控制的錐閥打開，對活塞內(nèi)環(huán)的兩個油口進行密封，此時活塞回程的油壓通道與狀態(tài)相同。錐閥打開，換向閥的腔和腔均通油，由于，從而使閥芯向右移動，閥芯的在尚未切換油路到位時（即所謂的閥芯進入正開口區(qū)間之前），活塞的后腔與回油相通，活塞仍在向右移動。第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計狀態(tài)：閥進入正開口區(qū)間，活塞回程制動，此時閥芯位于兩位四通換向閥的中位機能，出現(xiàn)活塞前端腔、后端腔以及閥芯回油相通，但由于活塞后端與前端、回油都是環(huán)形相通，相當為阻尼（實際上為型），從而使，相對壓力較高，活

39、塞的受力方向改變（受力方向與運動方向相反），但由于狀態(tài)活塞的加速回程，使得活塞繼續(xù)回程，但速度減小。狀態(tài)：閥繼續(xù)回程換向，活塞繼續(xù)回程制動，此時閥芯已經(jīng)完全換向，活塞后腔與回油腔隔離，與前腔相通，形成差動連接，此時局但差別不大，但在氮氣壓力作用下，活塞制動力增加。狀態(tài)：閥不動作，活塞繼續(xù)回程制動，此時閥芯已經(jīng)走完行程，結(jié)束換向動作，閥口全打開，閥芯換向到位，此時，活塞在重力和氮氣壓力的作用下繼續(xù)減速，直到速度降為零。稱活塞移動的距離為活塞行程。狀態(tài)：閥不動作，活塞沖程加速，此時由于局，活塞速度為零，活塞前后腔仍然是差動連接，在自重和氮氣壓力的作用下（如果活塞前、后作用面積不同，還需考慮油壓作用

40、），活塞沖程開始加速。隨著活塞沖程速度加大，系統(tǒng)壓力降低，壓力低于錐閥壓力時，錐閥關(guān)閉，即閥芯開始換向，狀態(tài)：閥芯沖程換向，活塞繼續(xù)加速，當活塞加速到珊位置時，活塞上的沖程控制面打開換向閥控制油道，并通過活塞中部凹槽將原來被封閉在閥腔的油與回油相通，即，閥芯向左開始沖程換向。此段希望在活塞走完最后行程。沖擊鎬釬時，閥芯的位移不要超過印。，否則進入活塞后腔的流量將受到強烈的節(jié)流作用而流量不足。狀態(tài)：閥繼續(xù)沖程換向，活塞停頓閥芯仍在合力的作用下沖程換向，活塞沖擊釬桿，沖擊應力波首先以壓縮波的形式從活塞沖擊端面向尾部傳播，到達尾端后又以拉伸波的形式從尾部向著沖擊端傳播，到達沖擊端后活塞才以沖擊反彈的

41、形式脫離釬桿端面。顯然至少在上述沖擊應力波往返于活塞全長的時間內(nèi)活塞處于停頓狀態(tài)。停頓的時間：長安大學碩士學位論文：堡式中?；钊L度應力波傳遞速度，在鋼中一般取。閥芯在活塞停頓狀態(tài)時走過的行程正常情況應超過卻，即換向閥已切換油路，使后腔暢通回油，讓活塞能順利反彈。因假設被沖擊體為絕對剛體，活塞無位移，實際上有一定位移，使停頓時間延長左右。一般液壓破碎錘沖擊停頓時間。約為。狀態(tài)：閥結(jié)束沖程換向，活塞停頓這是活塞、閥芯都處于停頓的一種狀態(tài)。狀態(tài)：閥繼續(xù)沖程換向但已切換油路，活塞回程加速這是回程開始的另一種形式，活塞沖擊停頓結(jié)束開始反彈，而閥芯仍在繼續(xù)沖程換向動作，不過已切換油路。這仍屬正常的工作狀

42、態(tài)。閥芯受力，而活塞受力與狀態(tài)相同。狀態(tài)：閥沖程換向提前切換油路，活塞沖程制動這是沖程中的一種不正常的現(xiàn)象。希望活塞在沖擊釬桿前能獲得最大的沖擊速度，但如果閥芯換向過早，使后腔壓力：降低，活塞甚至會進入沖程減速制動狀態(tài)，影響沖擊速度的提高，這當然是不希望產(chǎn)生的工作狀態(tài)。狀態(tài)：閥沖程換向結(jié)束，活塞沖程制動它是狀態(tài)的另一種特殊情況，即閥芯已停止運動?！荆靠偨Y(jié)：根據(jù)以上運動分析狀態(tài)，當?shù)獨馐页跏汲錃鈮毫^低時，沖擊系統(tǒng)壓力不高，達不到反饋控制壓力以作用在錐閥上的開啟壓力，這個過程處于行程反饋控制。此時沖擊能很小，沖擊頻率變化不大。隨著氮氣室初始充氣壓力的升高，沖擊系統(tǒng)壓力上升，在沖擊活塞沒有達到最

43、大限制行程之前，處于壓力反饋控制。隨著氮氣室初始充氣壓力的進一步升高，由于沖擊活塞行程減小，沖擊頻率增大，而沖擊能減小。基本運動方程對液壓破碎錘運動進行受力分析，液壓破碎錘受力運動狀態(tài)圖如，根據(jù)運動體的動力平衡、流量平衡（即液體連續(xù)性原理）及氣體狀態(tài)方程，可以列出運動體的基本微分方程組，即液壓破碎錘的數(shù)學模型，主要由如下四組類型的物理方程式組成【，：第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計（其中段為回程換向反饋控制壓力）三個運動體的動力平衡方程式。（）活塞的動力平衡方程式：（蚱）（弗，）尼（，）盧（）（鴨，卸）式中（弗）活塞的慣性力，（以，）活塞所受的摩擦阻力，尼（）密封處的滑動摩擦力，口活塞質(zhì)量

44、，堙重力加速度，盧活塞軸線與水平方向的夾角氮氣室壓力，氮氣室與活塞接觸面面積，（，卸）活塞的主動油壓作用力，見，蚱活塞運動的速度、加速度卸，印肋液壓缸對應的壓力差，。活塞的有效作用面積，。（）閥芯的動力平衡方程式：置？礦、兒卸訥）層兒；，卸（）乃（螄，卸礦）、。式中（夕）閥芯的慣性力，兄礦（夕，卸訕）閥芯所受的粘性摩擦阻力，吒（，或，卸婦）閥的液動力（包括穩(wěn)態(tài)液動力和瞬態(tài)液動力），昂（觸，卸礦）閥芯所有的主動油壓作用力，長安大學碩士學位論文圖受力分析圖弗，弗閥芯的運動速度、加速度，鋤，卸瞻換向閥的壓力差，口蠅閥芯的有效作用面積，（）回油管油柱的動力平衡方程式：。（甄）最。（）（山，覘）（）式中死。（或）回油管油柱的慣性力，兄。（九）回油管油柱粘性摩擦阻力，（，瓴）回油管油柱的主動油壓作用力，第三章液壓破碎錘液壓系統(tǒng)的分析與設計成，甄回油管油柱的速度、加速度，回油管油柱的壓力差，么回油管油柱的有效作用面積，）區(qū)段流量平衡方程液壓缸進油側(cè)（活塞、閥芯同時運動時）（夕；，礦）（以）±（