專利名稱：活塞位移電反饋負載口獨立控制液壓沖擊器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電液控制的液壓沖擊器，尤其是涉及一種活塞位移電反饋負載 口獨立控制液壓沖擊器。
背景技術：
液壓沖擊器是一種目前應用比較普遍的鑿巖機，早在1813年特里維西斯就 發(fā)明了蒸汽鑿巖機，隨后上世紀二十年代Dormami設計了第一臺液壓鑿巖機， 上世紀六七十年代出現了一些液壓沖擊器的專利，同時液壓沖擊器也開始進入 市場。液壓沖擊器與氣動鑿巖機相比具有能耗低，效率高，環(huán)境污染度小，操 作方便，容易實現自動化的優(yōu)點。
液壓沖擊器主要是實現沖擊活塞的往復運動，沖程是活塞桿打擊被打擊體 輸出能量，回程只是為了下次沖擊做準備。為了破碎不同性質的巖石，液壓沖 擊器的性能參數應該是可以調整的，但目前國內大多數液壓沖擊器采用信號孔 反饋活塞桿位移信號，實現液壓沖擊能和沖擊頻率的改變，由于結構的限制， 這只是一種有級參數的調節(jié)，國內外學者、研發(fā)人員試圖改善液壓沖擊器的調 節(jié)性能，國內已有專利(92243167)壓力反饋式液壓沖擊器，通過壓力檢測， 來實現沖擊能和沖擊頻率的無級調節(jié)。但是由于所用的閥為單閥芯結構，進油 口出油口存在著耦合聯動關系，因而在提高系統的響應頻率上還有空間，同時 由于活塞桿沖擊時，系統的壓力波動較大，對壓力檢測來說有一定的難度。液 壓沖擊器改善的空間比較大。
總體來說液壓沖擊器大的發(fā)展方向是大沖擊功率輸出，高頻率，多功能復 合控制，研發(fā)提高系統頻響，提高系統效率，采用無級調節(jié)液壓沖擊器結構來 改善沖擊器應對各種工況的能力，具有重要的意義。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種活塞位移電反饋負載口獨立控制液壓沖擊器， 是為了提高沖擊器的快速切換頻率，引入負載口獨立控制系統，利用其進口、 出口油壓可以分別控制的特點，使得液壓沖擊器可以實現快速回程，高速高壓 沖擊；同時考慮到傳統的液壓沖擊器通過反饋孔來實現位移反饋，不能分工況 實現沖擊的無級調節(jié)，引入位移傳感器檢測活塞桿位移，通過程序設計輸出比例溢流閥、比例方向閥的控制信號，可實現液壓沖擊器的無級調節(jié)。 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的的技術方案如下
包括比例溢流、單向閥、變量泵、油箱、電機、控制器、位移傳感器、被 沖擊物、液壓缸、兩個比例方向閥、溢流閥；其相互連接關系如下
變量泵由電機驅動，變量泵的出油口分別與比例溢流閥的進油口、單向閥 的進油口相連；單向閥的出油口分別與第一比例方向閥和第二比例方向閥的P 口相連、第一比例方向閥的A 口與液壓缸的無桿腔相連，T 口分別與第二比例 方向閥的T 口，比例溢流閥的回油口、溢流閥的回油口和油箱相連，第二比例 方向閥的A 口和液壓缸的無桿腔相連；液壓缸的活塞桿與位移傳感器相連；控 制器分別與比例溢流閥、第一比例方向閥、第二比例方向閥和位移傳感器電連 接。
所述的控制器為PC工控機或可編程控制器。 本發(fā)明與背景技術相比，具有有益的效果是
1、 系統采用負載口獨立控制閥，實現沖程和回程的快速切換，提高系統的 響應頻響，同時減少系統的節(jié)能損失；
2、 活塞桿位移由位移傳感器檢測，配合控制器設定程序，實現沖擊頻率沖 擊功率無級調節(jié)。
附圖是負載口獨立控制負載敏感能量再生的液壓系統原理圖。 附圖中1、比例溢流閥，2、單向閥，3、變量泵，4、油箱，5、電機，6、 控制器，7、位移傳感器，8、.被沖擊物，9、液壓缸，10、比例方向閥，11、比 例方向閥，12、溢流閥。
具體實施例方式
下面結合附圖，通過對實施例的描述給出本發(fā)明的細節(jié)。 如附圖所示，包括比例溢流閥l、單向閥2、變量泵3、油箱4、電機5，控 制器6，位移傳感器7、被沖擊物8、液壓缸9，比例方向閥IO，比例方向閥ll， 溢流閥12;其相互連接關系如下
變量泵3由電機5驅動，變量泵3的出油口分別與比例溢流閥1的進油口、 單向閥2的進油口相連；單向閥2的出油口分別與第一比例方向閥10和第二比 例方向閥11的P 口相連、第一比例方向閥10的A 口與液壓缸9的無桿腔相連， T 口分別與第二比例方向閥11的T 口，比例溢流閥1的回油口、溢流閥12的 回油口和油箱4相連，第二比例方向閥11的A 口和液壓缸9的無桿腔相連；液壓缸9的活塞桿與位移傳感器7相連；控制器6分別與比例溢流閥1、第一比例 方向閥10、第二比例方向閥11和位移傳感器7電連接。
所述的控制器2為可編程控制器。
本發(fā)明的工作原理如下
沖擊器的工作過程分為活塞桿加速進程、沖擊階段和快速回程三個階段， 加速進程階段液壓缸9活塞桿在液壓能的作用下，加速下行；主沖階段液壓
缸9的活塞桿輸出沖擊能，作用在被沖擊物8，使得被沖擊物8被鑿開或者壓實 (取決于沖擊器的用途)，快速回程階段，是活塞桿快速回程，為下一沖程做準 備，位移傳感器7檢測到液壓缸活塞桿位移輸入到控制器，控制器自動切換控 制比例方向閥10、比例方向閥11和比例溢流閥1的控制信號，實現液壓缸9活 塞桿的快速回程和加速進程切換。具體描述如下
加速進程階段位移傳感器7檢測到活塞桿位移高于預先設定的回程位置
同時沒有到達預先設計的沖程位置，而且活塞桿向下運動時，比例方向閥ll工
作在左位，比例方向閥IO工作在右位，而且處于全開位置，使得液壓缸9的有 桿腔壓力很低，減少節(jié)能損失，電動機5帶動變量泵3高速旋轉，輸出的高壓 液壓油經過變量泵3的出油口，單向閥2，比例方向閥11的P 口進入液壓缸9 的無桿腔，推動活塞桿加速下行，液壓缸9有桿腔的油液經過比例方向閥10的 A 口和T 口回到油箱。
沖擊階段位移傳感器7檢測到活塞桿位移到達預先設計的沖程位置，說 明活塞桿與被沖擊物8開始接觸，延時切換比例方向閥11和比例方向閥10的 控制信號，在沒有切換之前，高壓沖擊并液壓加載被沖擊物8，提高了沖擊的效 率，單向閥2和溢流閥12起安全保護作用，切換之后，比例方向閥ll工作在 右位，處于全開位置，直接回油箱，比例方向閥IO工作在左位，這時，由于液 壓缸9的無桿腔壓力很低，可以實現活塞桿的快速回程。
快速回程階段位移傳感器7檢測到活塞桿位移高于預先設定的回程位置 同時沒有到達預先設計的沖程位置，而且活塞桿向上運動時，電動機5帶動變 量泵3高速旋轉，輸出的高壓液壓油經過變量泵3的出油口，單向閥2，比例方 向閥10的P 口進入液壓缸9的有桿腔，推動活塞桿加速上行，液壓缸9無桿腔 的油液經過比例方向閥11的A 口和T 口回到油箱。位移傳感器檢測到活塞桿位 移低于回程位置時，切換比例方向閥11和比例方向閥10的控制信號，使得比 例方向閥11工作在左位，比例方向閥10工作在右位，而且處于全開位置，為 下一加速進程做準備。
權利要求
1、一種活塞位移電反饋負載口獨立控制液壓沖擊器，其特征在于包括比例溢流(1)、單向閥(2)、變量泵(3)、油箱(4)、電機(5)、控制器(6)、位移傳感器(7)、被沖擊物(8)、液壓缸(9)、兩個比例方向閥(10，11)、溢流閥(12)；其相互連接關系如下變量泵(3)由電機(5)驅動，變量泵(3)的出油口分別與比例溢流閥(1)的進油口、單向閥(2)的進油口相連；單向閥(2)的出油口分別與第一比例方向閥(10)和第二比例方向閥(11)的P口相連、第一比例方向閥(10)的A口與液壓缸(9)的無桿腔相連，T口分別與第二比例方向閥(11)的T口，比例溢流閥(1)的回油口、溢流閥(12)的回油口和油箱(4)相連，第二比例方向閥(11)的A口和液壓缸(9)的無桿腔相連；液壓缸(9)的活塞桿與位移傳感器(7)相連；控制器(6)分別與比例溢流閥(1)、第一比例方向閥(10)、第二比例方向閥(11)和位移傳感器(7)電連接。
2、 根據權利要求1所述的一種活塞位移電反饋負載口獨立控制液壓沖擊器， 其特征在于所述的控制器(6)為PC工控機或可編程控制器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞位移電反饋負載口獨立控制液壓沖擊器。變量泵由電機直接驅動，變量泵的出油口分別與比例溢流閥的進油口、單向閥的進口相連；單向閥的出口分別與位移傳感器，第一、第二比例方向閥的P口和溢流閥的進口相連。液壓缸的有桿腔和無桿腔分別與第一、第二比例方向閥的A口相連，控制器與第一、第二比例方向閥、比例溢流閥、位移傳感器電連接。本發(fā)明通過位移傳感器檢測液壓缸活塞桿位移，控制器分階段給定比例方向閥和比例溢流閥的輸入控制信號，實現液壓缸的活塞桿對沖擊物的高頻快速沖擊，同時可根據工況的需要，實現沖擊位移和沖擊功率的無級調節(jié)。
文檔編號E21B1/26GK101457633SQ20081016412
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權日2008年12月25日
發(fā)明者劉英杰, 兵 徐, 楊華勇 申請人:浙江大學