高爐開口機(jī)液壓設(shè)計(jì)及原理

1、<p>　　開口機(jī)液壓設(shè)計(jì)及原理</p><p>　　摘要：本文在綜合分析各類液壓開口機(jī)沖擊工作原理和輕型液壓開口機(jī)各種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)的結(jié)構(gòu)類型，對(duì)其主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。在設(shè)計(jì)中，本文重點(diǎn)的是設(shè)計(jì)液壓開口機(jī)的液壓系統(tǒng)，其包括：活塞的設(shè)計(jì)，配流閥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；蓄能器的設(shè)計(jì)；活塞防空打裝置的設(shè)計(jì)；液壓沖擊機(jī)構(gòu)液壓控制原理圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

2、開口機(jī)；設(shè)計(jì)；輕型；獨(dú)立回轉(zhuǎn)；研究；沖擊機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1 液壓開口機(jī)的發(fā)展3</p><p>　　1.2 液壓開口機(jī)的研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3

3、液壓開口機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)7</p><p>　　1.4 本課題的意義及設(shè)計(jì)內(nèi)容8</p><p>　　第2章 液壓開口機(jī)的沖擊工作原理及結(jié)構(gòu)分析9</p><p>　　2.1 液壓開口機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9</p><p>　　2.2 液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型11</p><p>　　2.3 液壓開口機(jī)的沖擊工作原

4、理12</p><p>　　2.4 有閥型液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析16</p><p>　　2.5 輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)總體方案的確定18</p><p>　　第3章 液壓沖擊機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立21</p><p>　　3.1 液壓沖擊機(jī)構(gòu)的線性模型21</p><p>　　3.2 液壓沖擊機(jī)構(gòu)的非線

5、性模型28</p><p>　　第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)31</p><p>　　4.1 液壓沖擊機(jī)構(gòu)控制原理及設(shè)計(jì)理論分析32</p><p>　　4.2 活塞系統(tǒng)設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.3 配流閥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)37</p><p>　　4.4 蓄能器的設(shè)計(jì)42</p><p>

6、;　　4.5 活塞防空打裝置的設(shè)計(jì)46</p><p>　　結(jié)論錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b></p><p><b>　　附件151</b></p><p>　　附件2錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　

7、第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 液壓開口機(jī)的發(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)20年代，英國(guó)人多爾曼在斯塔福德制造出第一臺(tái)液壓開口機(jī)。大約40年之后，另一位英國(guó)人薩特立夫也制成了一臺(tái)液壓開口機(jī)。不久，美國(guó)Gardner－Denver 公司根據(jù)尤布科斯專利制成了MP－Ⅲ型液壓開口機(jī)。以上幾種液壓開口機(jī)都因一些關(guān)鍵的技術(shù)問題沒能很好地解決，所以未能在生產(chǎn)中得到推

8、廣應(yīng)用。1970年，法國(guó)蒙塔貝特（Montabert）公司首先研制成功第一代可用于生產(chǎn)的H50型液壓開口機(jī)，開始在世界范圍內(nèi)應(yīng)用液壓鉆孔設(shè)備。由于液壓開口機(jī)和氣動(dòng)開口機(jī)相比具有明顯的優(yōu)越性，瑞典、英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、芬蘭、奧地利、瑞士和日本等國(guó)陸續(xù)研制出各種型號(hào)的液壓開口機(jī)，使液壓開口機(jī)技術(shù)和生產(chǎn)在30多年間有了很大發(fā)展。目前在國(guó)外，液壓開口機(jī)已經(jīng)成為導(dǎo)軌式開口機(jī)產(chǎn)品的主流。90年代先進(jìn)國(guó)家的巖石開挖工程采用的液壓鉆孔設(shè)備占鉆孔設(shè)備總量的

9、80%以上。其中瑞典AasCopco、芬蘭Tamock、法國(guó)Secoma等公司的液壓開口機(jī)及配套產(chǎn)品在世界上具有代表性。前兩者的液壓鉆孔設(shè)備銷售量占世界銷售總量的一半以上。目前國(guó)外的液壓開口機(jī)正向重型、大功率和自動(dòng)化方向發(fā)展超重型大功率液壓開口機(jī)已能鉆鑿直徑180-27</p><p>　　我國(guó)開展液壓沖擊機(jī)械的研究工作起步于70年代初期，基本與國(guó)際研究水平同步 ，但由于當(dāng)時(shí)我國(guó)液壓技術(shù)發(fā)展較慢，液壓開口機(jī)與液壓

10、碎石機(jī)未能在我國(guó)普遍推廣應(yīng)用。直到80年代，我國(guó)科研人員走技術(shù)引進(jìn)和自行開發(fā)相結(jié)合的道路 ，在突破了試驗(yàn)研究的許多關(guān)鍵技術(shù)之后，取得了迅速的發(fā)展。1980年長(zhǎng)沙礦冶研究院研制成功了我國(guó)第一臺(tái)YYG—80型液壓開口機(jī)，不久以后，由中南工業(yè)大學(xué)研制的YYG90型液壓開口機(jī)、北京科技大學(xué)研制的YS—5000型液壓碎石機(jī)和長(zhǎng)沙礦山研究院研制D型液墊式 液壓碎石沖擊器也相繼通過了國(guó)家有關(guān)部門組織的技術(shù)鑒定。近年來，隨著我國(guó)對(duì)外開放政策的深入和科學(xué)

11、技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，液壓沖擊機(jī)械這個(gè)新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有十幾家單位研制生產(chǎn)了數(shù)十種型號(hào)的液壓開口機(jī)和液壓碎石機(jī)的系列產(chǎn)品，在我國(guó)的能源開發(fā)、城市建筑、隧道工程建設(shè)中獲得了較好的應(yīng)用[13]。</p><p>　　1.2 液壓開口機(jī)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 數(shù)學(xué)模型的研究</p><p>　　按照人們?cè)谘芯繘_擊機(jī)構(gòu)時(shí)所采用的數(shù)學(xué)

12、模型不同，可以把研究液壓沖擊機(jī)構(gòu)的方法分為線性模型法和非線性模型法兩種。線性模型法就是抓住液壓沖擊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的主要因素，忽略次要因素，對(duì)沖擊機(jī)構(gòu)作一些必要的假設(shè)，將活塞受力狀態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)化，得出用線性數(shù)學(xué)模型表示的沖擊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種模型揭示液壓沖擊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律直接明了，有確切的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可方便地求得解析解。但由于這種方法忽略了一些實(shí)際存在的因素，故只是粗略地描述了沖擊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。非線性模型較多地考慮液壓沖擊機(jī)構(gòu)的影響因素，較全面地

13、分析了沖擊機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)，用高階非線性微分方程組描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種模型能較精確地揭示液壓沖擊機(jī)構(gòu)的物理現(xiàn)象，但方程求解困難，描述不直觀，只能通過計(jì)算機(jī)求得數(shù)值解。但必須指出，由于液壓沖擊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，非線性模型也是建立在一些假設(shè)基礎(chǔ)上的，所以也只能是近似地描述沖擊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　1.2.2 蓄能器的研究</p><p>　　液壓沖擊器的所有運(yùn)動(dòng)體工作時(shí)始終處于劇

14、烈的變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其配流控制閥的換向頻率高達(dá)50～60要求在極短的時(shí)間內(nèi)完成大開口量的油路切換動(dòng)作，壓力、流量變化都非常劇烈，系統(tǒng)不可避免地存在壓力脈動(dòng)和液壓沖擊。因此，液壓沖擊器系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器的目的就是為了吸收這種壓力脈動(dòng)和液壓沖擊，同時(shí)在正常工作時(shí)吸收供過于求的能量，當(dāng)系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)需要大量壓力油時(shí)，蓄能器可補(bǔ)充供不應(yīng)求的能量，這樣可減小液壓泵的容量，從而減少電機(jī)功率消耗和系統(tǒng)發(fā)熱。沖擊活塞 、配流控制閥和蓄能器三者耦合運(yùn)動(dòng)完成液壓

15、沖擊器正常而有效的工作，蓄能器是液壓沖擊器的重要組成部件，其設(shè)計(jì)好壞直接影響液壓沖擊器的整機(jī)性能，因此人們對(duì)蓄能器進(jìn)行了大量的研究工作。提出了回油蓄能器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法；以集中參數(shù)為基礎(chǔ)，建立了高壓隔膜式蓄能器的動(dòng)態(tài)模型，分析了蓄能器系統(tǒng)的頻率特性，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了蓄能器與液壓沖擊器的耦合特性，得出了最優(yōu)工作參數(shù)比；通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定液壓碎石機(jī)的蓄能器工況，研究了蓄能器充氣腔容積和充氣壓力的變化對(duì)液壓碎石機(jī)性能的影響。</p>

16、;<p>　　1.2.3 配流閥的研究</p><p>　　有閥液壓開口機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有位置反饋的閥控活塞隨動(dòng)系統(tǒng)。配流閥對(duì)活塞的控制屬于開關(guān)型控制，閥換向過程中的時(shí)間、位移、耗油量等都是影響沖擊機(jī)構(gòu)性能的重要因素。北京科技大學(xué)劉萬(wàn)靈教授等在《液壓開口機(jī)換向閥的動(dòng)特性分析》一文中，通過理論分析和實(shí)測(cè)的手段，對(duì)換向閥進(jìn)行了研究，得出了閥的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，揭示了換向閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定了換向閥影響液壓

17、開口機(jī)的主要參數(shù)。中南大學(xué)齊任賢、劉世勛教授對(duì)換向閥控制過程進(jìn)行了理論分析，同時(shí)對(duì)換向閥的造型設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究，得出了一些有益的規(guī)律性結(jié)論：如換向閥作高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于回油阻力的響，可能出現(xiàn)速度飽和現(xiàn)象。解決該問題的有效方法是減小閥芯重量和行程，同時(shí)適當(dāng)加大油道直徑等。</p><p>　　1.2.4 釬尾反彈能量吸收裝置及防空打裝置的研究</p><p>　　液壓沖擊器工作時(shí)不可避

18、免地會(huì)出現(xiàn)釬尾沖擊反彈現(xiàn)象和空打現(xiàn)象，因此，釬尾反彈能量吸收裝置與防空打裝置的工作性能對(duì)液壓沖擊器的使用壽命起著很大的影響。國(guó)內(nèi)有關(guān)專家系統(tǒng)分析了釬尾反彈的因素，探討了釬尾反彈能量吸收的方法；建立了防空打緩沖過程的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了仿真研究；進(jìn)行了釬尾反彈能量吸收裝置及防空打裝置的計(jì)算機(jī)仿真研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用波動(dòng)力學(xué)理論，導(dǎo)出了沖擊器各部件的回彈速度計(jì)算公式，并指出回彈的能量可通過沖擊器各部件的合理設(shè)計(jì)而加以利用；中南工業(yè)大學(xué)液壓工程機(jī)

19、械研究所研制了二級(jí)防空打緩沖裝置，該裝置充分利用了釬尾反彈能量吸收裝置的能力，是一種創(chuàng)新研究。</p><p>　　1.2.5 液壓沖擊器輸出參數(shù)調(diào)節(jié)的研究</p><p>　　沖擊鉆孔破碎理論與實(shí)踐表明：對(duì)于某種確定的工作對(duì)象(如巖石、路基等)，均存在一個(gè)特定單位最優(yōu)沖擊能與之相匹配，只有在這一最優(yōu)的單位沖擊能作用下，工作對(duì)象破碎過程所消耗的能量才最少。因此，在鉆孔破碎作業(yè)過程中，當(dāng)工作

20、對(duì)象的物理性質(zhì)(如硬度)或具體工作狀挽。(如鉆孔爆破工藝的平巷中深孔掘進(jìn))發(fā)生變化時(shí)，為了降低鉆孔破碎成本和提高生產(chǎn)效率，出現(xiàn)了輸出工作參數(shù)可以調(diào)節(jié)的液壓沖擊器。</p><p>　　事實(shí)上，液壓沖擊器能實(shí)現(xiàn)變參數(shù)輸出的特點(diǎn)也正是其取代氣動(dòng)沖擊器的一個(gè)重要原因，因?yàn)闅鈩?dòng)沖擊器只有一個(gè)恒定的活塞行程，是不可調(diào)節(jié)的。目前，世界上許多液壓沖擊機(jī)械制造商紛紛推出一些行程可調(diào)的液壓沖擊器系列產(chǎn)品，如瑞典Atlas.Copc

21、o公司于20世紀(jì)80年代率先推出了CoP1238系列三擋液壓開口機(jī)；美國(guó)Gardner—Denver公司HPR—1型自動(dòng)調(diào)節(jié)行程液壓開口機(jī)；法國(guó)Emico.Secoma公司的RPH200型三擋液壓開口機(jī)以及日本三菱商事株式會(huì)社的MKB1300型液壓碎石機(jī)。中南工業(yè)大學(xué)也于80年代首先進(jìn)行了這方面的研究工作，成功研制了YYG系列自動(dòng)換擋液壓開口機(jī)，并已開始用于生產(chǎn)實(shí)踐 ，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。上述液壓沖擊器都是基于行程反饋原理設(shè)計(jì)的，這些液壓沖

22、擊器輸出工作參數(shù)的調(diào)節(jié)主要是通過改變系統(tǒng)的輸入壓力(流量)，或增設(shè)多個(gè)回程反饋信號(hào)孔，通過控制各信號(hào)孔的開關(guān)來調(diào)節(jié)活塞行程，以改變液壓沖擊器的沖擊能和沖擊頻率。由于受到結(jié)構(gòu)的限制(缸體上不可能設(shè)置太多回程反饋信號(hào)孔)，這種原理只能實(shí)現(xiàn)液壓沖擊器工作參數(shù)的有級(jí)調(diào)節(jié)，在使用過程中沖擊能與沖擊頻率調(diào)節(jié)不方便，并且沖擊能和沖擊頻率的同</p><p>　　1.2.6 液壓沖擊器計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的研究</p&

23、gt;<p>　　1988年北京科技大學(xué)以設(shè)計(jì)工作程式為線索，將參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算和仿真驗(yàn)算統(tǒng)一起來，形成了液壓沖擊機(jī)構(gòu)CAD軟件。該軟件的參數(shù)優(yōu)化是以液壓沖擊機(jī)構(gòu)的理想線性模型為基礎(chǔ)，而仿真驗(yàn)算是以沖擊機(jī)構(gòu)的非線性模型為基礎(chǔ)。1994年，中南工業(yè)大學(xué)系統(tǒng)地研究了多擋液壓沖擊器的設(shè)計(jì)理論[13]，編寫了YYG系列液壓開口機(jī)設(shè)計(jì)的仿真通用軟件，實(shí)現(xiàn)了該系列液壓開口機(jī)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用于液壓沖擊機(jī)械，大大

24、提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，為這種機(jī)械產(chǎn)品的理論設(shè)計(jì)研究和產(chǎn)業(yè)化提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保證。</p><p>　　1.3 液壓開口機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　液壓沖擊機(jī)械在過去的3O多年里得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。隨著全球經(jīng)濟(jì)的巨大發(fā)展，資源開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)顯得尤為重要 世界市場(chǎng)特別是中國(guó)市場(chǎng)對(duì)液壓沖擊設(shè)備的需求量日益擴(kuò)大，對(duì)其性能的要求也越來越高，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。就目前來看，液壓沖擊機(jī)械大致有以

25、下發(fā)展動(dòng)向:</p><p>　　(1)產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。瑞典AtIaCopco公司推出COP1838、CoP1440系列液壓開口機(jī)取代O0lP1238系列機(jī)型；德國(guó)的Krupp公司推出了沖擊能和頻率可調(diào)節(jié)的液壓破碎錘，實(shí)現(xiàn)了液壓破碎錘工作參數(shù)輸出的連續(xù)控制；國(guó)內(nèi)中南工業(yè)大學(xué)先后研制YYG90、YYG9IOA、YYG90B、YYG145等系列液壓開口機(jī)。</p><p>

26、　　(2)產(chǎn)品性能向大沖擊能、高頻率、大扭矩方向發(fā)展。瑞典Atlas.Copco公司的COP1238HF型液壓開口機(jī)沖擊頻率可達(dá)，沖擊能達(dá)440J,扭矩500-700N·m；中南工業(yè)大學(xué)研制的YYG145型多擋液壓開口機(jī)，其輸出最大沖擊能也達(dá)到330J，沖擊頻率達(dá)，扭矩為450N·m。</p><p>　　(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和釬具質(zhì)量不斷改進(jìn)，鉆鑿 破碎的經(jīng)濟(jì)性和精確性大幅度提高。瑞典Atla

27、s.Copco公司的COP1838液壓開口機(jī)的鉆孔速度比COP1238型提高80％，釬具壽命延長(zhǎng)80％。</p><p>　　(4)采用智能化控制。這里指鉆孔破碎過程的計(jì)算機(jī)化，它包括兩個(gè)方面：一是采用電液控制技術(shù)，對(duì)液壓沖擊器的工作參數(shù)進(jìn)行控制，使其可根據(jù)工作對(duì)象的不同物理性質(zhì) 自動(dòng)地?zé)o級(jí)調(diào)節(jié)活塞行程，從而改變其輸出的沖擊能和沖擊頻率，以保證在最佳工況下工作；二是對(duì)液壓鉆車鉆臂定位系統(tǒng)控制，使其能迅速而準(zhǔn)確可靠

28、地移動(dòng)到指定位置，目前中南大學(xué)完成的國(guó)家“863”項(xiàng)目——隧道開口機(jī)器人的研究就是這個(gè)發(fā)展方向。</p><p>　　(5)液壓沖擊機(jī)械性能參數(shù)測(cè)試測(cè)控的計(jì)算機(jī)化。以計(jì)算機(jī)為核心，采用各種可視化軟件(Ⅶ、VC等)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試技術(shù)與手段的虛擬化。</p><p>　　(6)液壓沖擊機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)的信息化。任何一種機(jī)械產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造到投入使用，離不開各種信息(包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、控制參

29、數(shù)、價(jià)格因子及市場(chǎng)需求等)的集中分析、儲(chǔ)存、加工和處理，使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以智能、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)和傳感組成的有序信息流的在線分析與處理，完成對(duì)液壓沖擊機(jī)械系統(tǒng)的信息化設(shè)計(jì)與控制。</p><p>　　隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，液壓沖擊機(jī)械20世紀(jì)70年代問世以來，在短短30年中獲得了迅速的發(fā)展，目前在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，已形成了一個(gè)重要的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并取得了顯著的社會(huì)效 益和經(jīng)濟(jì)效益，以液壓沖擊器及其控制系統(tǒng)

30、為核心技術(shù)的研究也提高到了一個(gè)新水平。由于種種原因，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求，一些生產(chǎn)廠和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)投入了相當(dāng)?shù)娜肆唾Y金進(jìn)行液壓沖擊機(jī)械的開發(fā)研究，以提高我國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平。</p><p>　　1.4 本課題的意義及設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　開口機(jī)械是采掘、建筑、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的工程機(jī)械。盡管世界開口機(jī)，尤其是液壓開口機(jī)技術(shù)有很大發(fā)展，但在我國(guó)其主導(dǎo)產(chǎn)品幾十

31、年來沒有大的變化。我國(guó)大量的中小礦山及一般工程施工中仍普遍使用能耗高、破巖效率低、易損零件多、壽命低、噪聲高、環(huán)境污染嚴(yán)重的支腿式氣動(dòng)開口機(jī)。研制開發(fā)輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)就是在這樣的背景下提出的。用輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)替代傳統(tǒng)的氣動(dòng)開口機(jī)能明顯提高鉆孔作業(yè)效率、顯著降低能耗、減少噪聲污染和空氣污染，迅速提高我國(guó)鉆孔和工程施工的裝備技術(shù)水平。</p><p>　　本文的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：</p>

32、<p>　?。?）原理介紹，介紹液壓開口機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和沖擊工作原理。</p><p>　?。?）確定總體結(jié)構(gòu)方案，分析各種類型的沖擊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，然后確定輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　?。?）建立數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出活塞系統(tǒng)、配流閥系統(tǒng)、蓄能器、防空打裝置以及配流閥換向信號(hào)孔位置的設(shè)計(jì)計(jì)算公式。</p><p>　?。?）根據(jù)計(jì)算公式對(duì)

33、輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。</p><p>　　第2章 液壓開口機(jī)的沖擊工作原理及結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　2.1 液壓開口機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　液壓開口機(jī)主要由沖擊機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、供水排粉裝置及防塵系統(tǒng)等部分組成，其鉆孔作業(yè)是沖擊、回轉(zhuǎn)、推進(jìn)與巖孔沖洗功能的綜合。目前各生產(chǎn)廠家的液壓開口機(jī)結(jié)構(gòu)都不盡相同，各有自己的特點(diǎn)。如有帶

34、行程調(diào)節(jié)裝置的，也有無(wú)此裝置的；有采用中心供水的，也有采用旁側(cè)供水的；缸體內(nèi)有帶缸套的也有無(wú)缸套的；為了防止深孔鉆孔時(shí)釬桿卡在巖孔內(nèi)拔不出來，國(guó)外有幾種新型液壓開口機(jī)在供水裝置前面還設(shè)有反沖裝置。下面介紹液壓開口機(jī)的一些基本結(jié)構(gòu)：</p><p><b>　?。?）沖擊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　液壓沖擊機(jī)構(gòu)由缸體、活塞、配流閥、蓄能器及前后支撐套與密封裝置等組

35、成[13]，它的作業(yè)原理如圖2-1，它是沖擊做功的關(guān)鍵部件，它的性能直接決定了液壓開口機(jī)整機(jī)的性能。</p><p>　　圖2-1沖擊式開口機(jī)作業(yè)原理</p><p>　　1—活塞 2—釬尾 3—接釬套 4—釬桿 5—釬頭</p><p><b>　　1）活塞</b></p><p>　　活塞是傳遞沖擊能量的主要零件，其

36、形狀對(duì)破巖效果有較大影響。由波動(dòng)力學(xué)理論可知，活塞直徑與釬尾直徑越接近越好，且在總長(zhǎng)度上直徑變化越小越好。通過對(duì)氣動(dòng)開口機(jī)和液壓開口機(jī)兩種活塞的效果比較發(fā)現(xiàn)，液壓開口機(jī)的活塞只比氣動(dòng)開口機(jī)的活塞重19％，可是輸出功率卻提高了一倍，而釬桿內(nèi)的應(yīng)力峰值則減小了20％。因此，雙面回油型液壓開口機(jī)的活塞斷面變化最小，且細(xì)長(zhǎng)，是最理想的活塞形狀。</p><p><b>　　2）配流閥</b><

37、/p><p>　　液壓開口機(jī)的配流閥有多種形式，概括起來有套閥和芯閥兩大類，芯閥按形狀又可分為柱狀閥和筒狀閥。套閥只有一個(gè)零件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)受活塞的制約，只能制成三通閥。而芯閥是一個(gè)部件，由多個(gè)零件組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可制成三通或四通閥。三通閥適用于單面回油的機(jī)型，而雙面回油型液壓開口機(jī)則必須采用四通閥。</p><p><b>　　3）蓄能器</b></p&g

38、t;<p>　　液壓沖擊機(jī)構(gòu)的活塞只在沖程時(shí)才對(duì)釬尾作功，而回程時(shí)不對(duì)外作功，為了充分利用回程能量，需配備高壓蓄能器儲(chǔ)存回程能量，并利用它提供沖程時(shí)所需的峰值流量，以減小液壓泵的排量。此外，由于閥芯高頻換向引起壓力沖擊和流量脈動(dòng)，也需配置蓄能器，以保證機(jī)器工作的可靠性，提高各部件的壽命。目前，國(guó)內(nèi)外各種有閥型液壓開口機(jī)都配有一個(gè)或二個(gè)高壓蓄能器，有的液壓開口機(jī)為了減少回油的脈動(dòng)，還設(shè)有回油蓄能器。因液壓開口機(jī)的沖擊頻率高，

39、故都采用反應(yīng)靈敏、動(dòng)作快的隔膜式蓄能器。</p><p><b>　　4）缸體</b></p><p>　　缸體是液壓開口機(jī)的主要零件，體積和重量都較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔道和油槽多，要求加工精度高。為解決此問題，各型液壓開口機(jī)采取了不同的辦法。有的加前后缸套，以利于油路和沉割槽的加工，且維修時(shí)便于更換；有的不加襯套，為便于加工，把缸體分為幾段；而輕型液壓開口機(jī)大多采用整體

40、式缸體。</p><p><b>　　5）活塞導(dǎo)向套</b></p><p>　　活塞的前后兩端都有導(dǎo)向套支承，其結(jié)構(gòu)有整體式和復(fù)合式兩種。前者加工簡(jiǎn)單，后者性能優(yōu)良。目前國(guó)內(nèi)多采用整體式，少數(shù)采用復(fù)合式。</p><p><b>　?。?）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要用于轉(zhuǎn)動(dòng)

41、釬具和接卸釬桿。在液壓開口機(jī)中，因輸出扭矩較大，所以主要采用獨(dú)立外回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一套齒輪裝置并帶動(dòng)釬尾作獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因擺線液壓馬達(dá)體積小、扭矩大、效率高，故液壓開口機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)普遍采用這種馬達(dá)。</p><p><b>　?。?）供水裝置</b></p><p>　　液壓開口機(jī)大都采用壓力水作為沖洗介質(zhì)，其供水裝置的作用就是供給沖洗水以排除巖孔內(nèi)的巖

42、碴，它有中心供水式和旁側(cè)供水式兩種。中心供水式裝置與一般氣動(dòng)開口機(jī)中心供水方式相同，壓力水從開口機(jī)后部的注水孔通過水針從活塞中間孔過，進(jìn)入前部釬尾來沖洗鉆孔。這種供水方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)頭部分體積小，但密封比較困難。旁側(cè)供水裝置是液壓開口機(jī)廣泛采用的結(jié)構(gòu)。沖洗水通過開口機(jī)前部的供水套進(jìn)入釬尾的進(jìn)水孔去沖洗鉆孔。這種供水方式由于水路短，易于實(shí)現(xiàn)密封，且即使發(fā)生漏水也不會(huì)影響開口機(jī)內(nèi)部的正常潤(rùn)滑，其缺點(diǎn)是機(jī)頭部分增加了長(zhǎng)度。</p

43、><p>　　2.2 液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型</p><p>　　液壓開口機(jī)按其沖擊機(jī)構(gòu)配油方式的不同可分為兩大類:有閥型和無(wú)閥型。前者按閥的結(jié)構(gòu)可分為套閥式和芯閥式:按回油方式又有單面回油和雙面回油兩種:單面回油又分為前腔回油和后腔回油兩種。其分類關(guān)系及相應(yīng)代表型號(hào)見表2-1。</p><p>　　表2-1液壓開口機(jī)的分類[12]</p><

44、p>　　2.3 液壓開口機(jī)的沖擊工作原理</p><p>　　液壓開口機(jī)以液壓流體作為傳遞能量的介質(zhì)，其沖擊工作原理主要是由沖擊機(jī)構(gòu)的配油方式?jīng)Q定的。</p><p>　?。?）前腔回油后腔常壓型液壓開口機(jī)沖擊工作原理[13]</p><p>　　此型液壓開口機(jī)是通過改變前腔的供油和回油來實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，有套閥式和芯閥式兩種。圖2-1所示位套閥式的沖擊工

45、作原理。當(dāng)套閥處于左端位置時(shí)，高壓油進(jìn)入活塞前腔A，由于活塞前腔受壓面積大于后腔受壓面積，活塞前端作用力遠(yuǎn)大于后端作用力，故活塞開始作回程運(yùn)動(dòng)(圖2-1a)。當(dāng)活塞回程到一定位置時(shí)，使推閥腔C與后腔B切斷，與回油腔D連通，推閥腔B的油壓急劇下降，于是套閥作回程換向并向右快速運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉活塞前腔的壓油口，開啟回油口，活塞前端作用力急劇減小使活塞處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(圖2-1b)。當(dāng)活塞回程速度為零即到達(dá)回程終點(diǎn)時(shí)，活塞在后端作用力的作用下開始作

46、沖程運(yùn)動(dòng)(圖2-1c)。當(dāng)活塞在沖程中離沖擊點(diǎn)還有一定距離時(shí)，推閥腔C與壓油腔B相通，套閥進(jìn)行沖程換向，在此過程中，活塞高速?zèng)_擊釬尾(2-1d)。與此同時(shí)，沖程換向完畢，活塞前腔進(jìn)入高壓油，又開始作下一次循環(huán)的回程運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖2-1前腔回油后腔常壓型液壓開口機(jī)沖擊工作原理</p><p>　　(a)回程 (b)回程換向 (c)沖程 (d)沖程換向</p>&

47、lt;p>　　1—缸體2—活塞3—套閥4—蓄能器</p><p>　　A—前腔 B—后腔 C—推閥腔 D—回油腔</p><p>　　（2）后腔回油前腔常壓型液壓開口機(jī)沖擊工作原理[13]</p><p>　　此型液壓開口機(jī)是通過改變后腔的供油和回油來實(shí)現(xiàn)活塞的沖擊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，也有套閥式和芯閥式兩種，其套閥式液壓開口機(jī)沖擊工作原理如圖2-2所示。當(dāng)套閥4處于右

48、端位置時(shí)，缸體后腔與回油相通，于是活塞2在缸體前腔高壓油的作用下，向右作回程加速運(yùn)動(dòng)(圖2-2a)。當(dāng)活塞超過回程換向信號(hào)孔位A時(shí)，配流閥右端推閥面與高壓油相通，因該面積大于閥左端的面積，所以配流閥向左運(yùn)動(dòng)進(jìn)行回程換向，高壓油通過機(jī)體內(nèi)部孔道與活塞后腔相通，活塞向右作減速運(yùn)動(dòng)，后腔的油一部分進(jìn)入蓄能器3，一部分從機(jī)體內(nèi)部通道流入前腔，直至回程終點(diǎn)(圖2-2b)。由于活塞軸肩后端面積大于活塞軸肩前端面積，因此活塞后端面作用力遠(yuǎn)大于前端面作

49、用力，活塞向左作沖程加速運(yùn)動(dòng)(2-2c)當(dāng)活塞越過沖程信號(hào)孔位B時(shí)，配流閥右推閥面與回油通道相通，配流閥進(jìn)行沖程換向(2-2d)，為活塞回程作好準(zhǔn)備，與此同時(shí)活塞沖擊釬尾做功，完成一個(gè)工作循環(huán)。</p><p>　　圖2-2前腔常壓后腔回油型液壓開口機(jī)沖擊工作原理</p><p>　　(a)回程加速(b)回程換向、回程制動(dòng)(c)沖程加速(d)沖程換向、沖擊釬尾</p><

50、;p>　　1—缸體2—活塞3—蓄能器4—配流閥</p><p>　　A—回程換向信號(hào)孔位 B—沖程換向信號(hào)孔位</p><p>　?。?）雙面回油型液壓開口機(jī)沖擊工作原理[13]</p><p>　　此類液壓開口機(jī)都為四通芯閥式結(jié)構(gòu)，采用前后腔交替回油，其沖擊工作原理如圖2-3所示。在沖程開始階段(圖2-3a)，閥芯2位于左端，活塞4位于右端，高壓油經(jīng)油路進(jìn)入

51、缸體后腔，推動(dòng)活塞向左作加速運(yùn)動(dòng)。活塞向左運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位，打開沖程換向信號(hào)孔口，高壓油經(jīng)推閥油路作用在閥芯的左推閥面，推動(dòng)閥芯向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)行沖程換向(圖2-3b)配流閥右端腔室中的油經(jīng)推閥油路進(jìn)入活塞中間腔，再經(jīng)回油通道返回油箱，為回程運(yùn)動(dòng)作好準(zhǔn)備，與此同時(shí)，活塞打擊釬尾。在完成沖程運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)，活塞即刻進(jìn)入回程運(yùn)動(dòng)(圖2-3c),高壓油經(jīng)進(jìn)油路進(jìn)入缸體前腔，推動(dòng)活塞向右作加速運(yùn)動(dòng)。活塞向右運(yùn)動(dòng)打開回程換向信號(hào)孔口A時(shí)，高壓油經(jīng)推閥油路作用在

52、閥芯的右端面，推動(dòng)閥芯回程換向(圖2-3d )，閥左端腔室中的油經(jīng)推閥油路、活塞中間腔和回油通道返回油箱，閥芯運(yùn)動(dòng)到左端，為下一循環(huán)作好準(zhǔn)備。</p><p>　　圖2-3雙面回油型液壓開口機(jī)沖擊工作原理</p><p>　　(a)沖程加速 (b)沖程換向 (c)回程加速 (d)回程換向</p><p>　　1—蓄能器2—配流閥3—缸體4—活塞</p>

53、<p>　?。?）無(wú)閥型液壓開口機(jī)沖擊工作原理[13]</p><p>　　該型液壓開口機(jī)沒有專門的配流閥，而是一種利用活塞運(yùn)動(dòng)位置變化自行配油的無(wú)閥結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是利用油的微量可壓縮性，以較大容積的工作腔(活塞的前腔和后腔)和壓油腔形成液體彈簧作用，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生壓縮儲(chǔ)能和膨脹作功。其沖擊工作過程如圖2-4所示。</p><p>　　2-4a表示無(wú)閥型液壓開口機(jī)回程開始的

54、情況，這時(shí)活塞前腔與高壓油相通，后腔與回油相通，于是活塞向右作回程加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞回程運(yùn)動(dòng)到圖2-4b的位置時(shí)，活塞的前腔和后腔均處于封閉狀態(tài)，形成液體彈簧。由于活塞的慣性以及前腔高壓油的膨脹，使活塞繼續(xù)作回程運(yùn)動(dòng)，這時(shí)活塞后腔的油液被壓縮儲(chǔ)能，壓力逐漸升高，直到活塞回程使前腔與回油相通，后腔與高壓油相通，即活塞到達(dá)如圖2-4c的位置時(shí)，活塞開始向左作沖程運(yùn)動(dòng)?；钊\(yùn)動(dòng)到一定位置，其前后腔又處于封閉狀態(tài)，形成液體彈簧，活塞沖擊釬尾做功。

55、同時(shí)活塞的前腔與高壓油相通，后腔與回油相通，又為活塞回程運(yùn)動(dòng)作好準(zhǔn)備，如此不斷往復(fù)循環(huán)。</p><p>　　圖2-4無(wú)閥型液壓開口機(jī)沖擊工作原理</p><p>　　(a)回程 (b)前腔膨脹，后腔壓縮儲(chǔ)能 (c)沖程</p><p>　　1—活塞2—前腔3—缸體4—壓油腔5—后腔</p><p>　　無(wú)閥型液壓開口機(jī)的特點(diǎn)是：只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)

56、件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;由于利用油液的微量可壓縮性，所以工作腔和壓油腔容積較大，致使機(jī)器尺寸和重量均較大;為了不使工作腔容積過大，就得限制每次的沖擊排量，使活塞運(yùn)動(dòng)行程減小，沖擊能減小，在這種情況下要達(dá)到一定的輸出功率，只得提高沖擊頻率。但對(duì)鉆孔作業(yè)來說，確定沖擊頻率的條件是一次沖擊所產(chǎn)生的應(yīng)力波不致與前一次沖擊所產(chǎn)生的應(yīng)力波重疊并累積起來，所以過高的沖擊頻率也未必有利。由于存在上述不足，故尚未見到無(wú)閥型液壓開口機(jī)在鉆孔作業(yè)中推廣應(yīng)用。</

57、p><p>　　2.4 有閥型液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　前腔回油后腔常壓型、后腔回油前腔常壓型和雙面回油型液壓沖擊機(jī)構(gòu)由于配油方式的不同而具有各自的特點(diǎn)[12]：</p><p>　　1)活塞回程制動(dòng)階段的吸空問題</p><p>　　在活塞回程制動(dòng)階段，前腔常壓型沖擊機(jī)構(gòu)從原理上不會(huì)產(chǎn)生前腔的吸空問題，而后腔常壓型和雙面

58、回油型沖擊機(jī)構(gòu)則必然會(huì)產(chǎn)生前腔的吸空現(xiàn)象，這對(duì)活塞、缸體及回油管都是有害的。對(duì)于相同規(guī)格的液壓沖擊機(jī)構(gòu)而然，雙面回油型的前腔受壓面積比較小，因而空穴現(xiàn)象的危害程度也較小，而后腔常壓型的前腔面積比雙面回油型的前腔面積大得多，因而空穴現(xiàn)象的危害程度也大得多。</p><p>　　2)活塞沖程階段的前腔油壓液流動(dòng)阻力問題</p><p>　　在沖程階段，前腔常壓型的前腔油液要被壓到后腔，因而產(chǎn)生

59、一定的阻力，但因其前腔受壓面積較小，所以阻力也較小。而雙面回油型和后腔常壓型的前腔是接通回油的，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生回油阻力。雙面回油型的前腔面積小，因而回油阻力小，而后腔常壓型的前腔面積大得多，因而回油阻力也大得多。</p><p>　　3)配油閥的耗油量和工藝性</p><p>　　前腔常壓型與后腔常壓型是利用了差動(dòng)活塞的原理，所以只需采用三通閥，而雙面回油型則必須采用四通閥。四通閥的典型結(jié)構(gòu)是

60、三槽二臺(tái)肩，四通滑閥的典型結(jié)構(gòu)是五槽三臺(tái)肩，三通閥比四通閥少一個(gè)臺(tái)肩，因而可以做得比較短，可以減輕閥芯重量，節(jié)省閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗油量。</p><p>　　三通閥只有三個(gè)關(guān)鍵尺寸和一條通向油缸的孔道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，而四通閥則有五個(gè)關(guān)鍵尺寸和二條通向油缸的孔道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差。相應(yīng)的雙面回油型的油缸缸體結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，加工難度大。</p><p>　　4)活塞運(yùn)動(dòng)中的排油問題<

61、/p><p>　　在活塞的沖程和回程中，雙面回油型沖擊機(jī)構(gòu)都存在排油過程，排油時(shí)間長(zhǎng)，排油比較均勻，流量峰值小，有利于減少回油管的流量壓力脈動(dòng)，減小回油阻力。與之對(duì)比，前腔常壓型配油閥只在活塞回程中由后腔排油，排油時(shí)間短，流量峰值大，回油阻力大，回油壓力脈動(dòng)大，這是前腔常壓型的主要缺陷，一般通過安裝回油蓄能器來減小其不利影響。</p><p><b>　　5)活塞形狀</b&g

62、t;</p><p>　　雙面回油型的活塞形狀最為合理，活塞各臺(tái)階的直徑差小，可以做得細(xì)長(zhǎng)，撞擊時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力峰值小，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有利于提高活塞和釬具的壽命，增強(qiáng)破巖效果。相比之下，前腔常壓型和后腔常壓型的活塞直徑差要大一些，因此效果也差一些。</p><p>　　通過以上分析可得如下結(jié)論：</p><p>　　后腔常壓型液壓沖擊機(jī)構(gòu)在回程制動(dòng)過程中存在嚴(yán)重的吸空現(xiàn)象

63、以及回油阻力過大等問題，缺點(diǎn)比較明顯，實(shí)踐證明是一種不可取的結(jié)構(gòu)，目前己經(jīng)被淘汰。</p><p>　　前腔常壓式液壓沖擊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有吸空現(xiàn)象，配流閥耗油量少，能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，可作為中重型液壓開口機(jī)的首選結(jié)構(gòu)形式。但由于其回油壓力脈動(dòng)較大，因此在設(shè)計(jì)輕型液壓開口機(jī)時(shí)應(yīng)盡量避免采用這種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　雙面回油型液壓沖擊機(jī)構(gòu)具有不間歇回油、排油時(shí)間長(zhǎng)、回油壓力脈動(dòng)小以

64、及活塞形狀好等優(yōu)點(diǎn)，但其缸體和配油閥結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝性較差，配油閥的耗油量稍高。</p><p>　　2.5 輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)總體方案的確定</p><p>　　如圖2-5所示輕型液壓開口機(jī)按其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為兩大類：</p><p><b>　　（1）內(nèi)回轉(zhuǎn)式</b></p><p>　　這種結(jié)構(gòu)的

65、液壓開口機(jī)沿用氣動(dòng)開口機(jī)沖擊活塞帶動(dòng)釬桿旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式，在利用液壓振動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)活塞沖擊的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)釬，結(jié)構(gòu)十分緊湊。但是，它存在兩方面的不穩(wěn)定性，一是卡釬，二是回油管爆裂。</p><p>　　卡釬是由于液壓開口機(jī)的固定參數(shù)與不固定的外界條件所致，內(nèi)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的開口機(jī)是靠施于活塞上的液壓力在克服釬桿轉(zhuǎn)動(dòng)阻力后才得以推動(dòng)活塞作回程加速運(yùn)動(dòng)的。在正常情況下，旋轉(zhuǎn)所需分力和活塞沖擊能可互相調(diào)節(jié)。但當(dāng)釬桿所需的回轉(zhuǎn)分力

66、即阻礙釬桿轉(zhuǎn)動(dòng)力矩過大時(shí)，液壓力不足以克服轉(zhuǎn)釬阻力，活塞將被迫中止沖擊或降速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)會(huì)因回轉(zhuǎn)阻礙力矩突增而產(chǎn)生卡釬現(xiàn)象。若設(shè)計(jì)使施加于活塞上的力過大，或轉(zhuǎn)釬所需分力變小，則活塞回程加速度增大，導(dǎo)致沖擊能加大，開口機(jī)反彈振動(dòng)力加大，釬桿易斷，工作不穩(wěn)。兩者的矛盾很難用一種固定的設(shè)計(jì)參數(shù)來統(tǒng)一。特別在不勻質(zhì)巖層，內(nèi)回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)常常無(wú)所適從，無(wú)法連續(xù)工作。</p><p>　　油管爆裂是設(shè)計(jì)開口機(jī)時(shí)保護(hù)不當(dāng)所致。一

67、般設(shè)計(jì)液壓開口機(jī)時(shí)重視高壓油管的保護(hù)，都設(shè)有高壓蓄能器。低壓油管受到的振動(dòng)破壞性很大，特別是單面回油型液壓開口機(jī)，由于是間歇回油，瞬時(shí)排油的壓力脈動(dòng)形成的振動(dòng)往往大于高壓油管的振動(dòng)，故回油管破壞率高。</p><p>　　由于內(nèi)回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)在工作原理上的缺陷無(wú)法從根本上解決，所以這種結(jié)構(gòu)的支腿式液壓開口機(jī)已被市場(chǎng)所淘汰。</p><p><b>　　（2）外回轉(zhuǎn)式</b&

68、gt;</p><p>　　外回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)在結(jié)構(gòu)上都設(shè)置有油馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)減速器帶動(dòng)釬桿轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)不同的油路配置又可分為三種：a.獨(dú)立供油外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；b.內(nèi)部分流供油外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；c.沖擊與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)串聯(lián)供油的外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。獨(dú)立供油外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是中重型液壓開口機(jī)普遍采用的結(jié)構(gòu)，它是分別向沖擊和回轉(zhuǎn)兩部分直接供油的獨(dú)立外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)尚沒有這種結(jié)構(gòu)的輕型液壓開口機(jī)問世。</p><p>　　圖2-

69、5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[13]</p><p>　　1—沖擊活塞2—緩沖活塞3—傳動(dòng)長(zhǎng)軸4—小齒輪5—大齒輪</p><p>　　6—釬尾7—三邊形花鍵套8—緩沖套筒</p><p>　　內(nèi)部分流外回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)具有單一輸入輸出油管的結(jié)構(gòu)形式，通過設(shè)在機(jī)體內(nèi)的分流閥將輸入的液壓油分別供給沖擊機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的液壓開口機(jī)由于分流閥設(shè)在機(jī)體內(nèi)部，所以增大了開口機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸和

70、能量損失，而且分流閥的調(diào)節(jié)技術(shù)比較復(fù)雜，鉆孔時(shí)工人很難根據(jù)具體的施工條件控制操作，所以尚未得到推廣應(yīng)用。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較成功的支腿式液壓開口機(jī)采用的都是沖擊與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)串聯(lián)供油的外回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)保留了單一輸入輸出油管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且利用回轉(zhuǎn)油路作為沖擊機(jī)構(gòu)的高背壓，其間以柔性相連，緩和了油路的高頻振動(dòng)，降低了振幅。但由于沖擊機(jī)構(gòu)的背壓較高，導(dǎo)致了這種結(jié)構(gòu)的液壓開口機(jī)的沖擊能和沖擊頻率都較低，

71、又由于油馬達(dá)的供油為沖擊機(jī)構(gòu)的回油，所以其回轉(zhuǎn)扭矩也不高。由于這種結(jié)構(gòu)的支腿式液壓開口機(jī)與相同檔次的氣動(dòng)開口機(jī)相比在性能上沒有明顯的優(yōu)勢(shì)，所以其推廣應(yīng)用受到了一定程度的限制。</p><p>　　盡管各廠家生產(chǎn)的輕型液壓開口機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式上各有不同，但其采用的沖擊機(jī)構(gòu)在工作原理上卻完全相同，即全部采用前腔常壓后腔回油型液壓沖擊機(jī)構(gòu)。而前腔常壓型液壓沖擊機(jī)構(gòu)卻存在回油阻力大及回油壓力脈動(dòng)大的缺點(diǎn)，這也是這種

72、液壓開口機(jī)回油管易于爆裂的原因。解決這一問題的辦法是安裝回油蓄能器，而這樣勢(shì)必會(huì)增加開口機(jī)的尺寸和重量。供水裝置是液壓開口機(jī)的一個(gè)重要組成部分。由于旁側(cè)供水裝置會(huì)增加機(jī)頭部分的結(jié)構(gòu)尺寸，增大開口機(jī)的重量，這對(duì)于對(duì)重量要求較為苛刻的輕型液壓開口機(jī)來說是無(wú)法忍受的，因此，輕型液壓開口機(jī)大都采用中心供水方式。</p><p>　　綜上所述，本文確定輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)為：雙面回油型液壓沖擊機(jī)構(gòu)＋獨(dú)立供油外回

73、轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)＋中心供水方式。依此設(shè)計(jì)輕型獨(dú)立回轉(zhuǎn)液壓開口機(jī)，該型液壓開口機(jī)具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1）沖擊機(jī)構(gòu)的活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中雙面回油，排油時(shí)間長(zhǎng)，排油比較均勻，流量峰值小，有利于減少回油管的流量壓力脈動(dòng)，減小回油阻力。</p><p>　　2）活塞細(xì)長(zhǎng)，沖擊端面積與釬尾的斷面積相近，有利于能量傳遞，延長(zhǎng)釬具壽命。</p><p>　　3）由于回油壓力脈

74、動(dòng)小，所以無(wú)須配置回油蓄能器，因此，該機(jī)只配置一個(gè)高壓蓄能器以供給活塞運(yùn)動(dòng)的峰值流量及減小配流閥換向時(shí)的沖擊壓力。</p><p>　　4）采用獨(dú)立供油的擺線液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪減速器帶動(dòng)釬桿轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)扭矩大。</p><p>　　5）采用獨(dú)立中心供水方式，沖洗水壓力可達(dá)1Mpa 以上，有利于清渣。</p><p>　　第3章 液壓沖擊機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立</p&

75、gt;<p>　　液壓沖擊機(jī)構(gòu)是以液體為工作介質(zhì)，將壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，活塞以往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式通過沖擊釬尾進(jìn)行能量傳遞的。它的輸入?yún)?shù)是液體的工作壓力和流量，輸出的參數(shù)是活塞的沖擊能和運(yùn)動(dòng)頻率。研究活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，建立液壓沖擊機(jī)構(gòu)的理論模型是十分有意義的，這是設(shè)計(jì)液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　3.1 液壓沖擊機(jī)構(gòu)的線性模型</p><p>　　液壓沖擊機(jī)構(gòu)的線

76、性模型是目前在工程設(shè)計(jì)和一般的理論分析中廣泛應(yīng)用的一種數(shù)學(xué)模型。根據(jù)活塞在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的回程加速、回程制動(dòng)和沖程加速等三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，該模型有兩種描述方法。一種使用較多的方法是假設(shè)供油壓力恒定，將活塞上述三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的加速度在數(shù)值上分為兩種，即回程加速一種，回程制動(dòng)與沖程加速的加速度在數(shù)值上相等，由此可導(dǎo)出一系列簡(jiǎn)明的表達(dá)式，本文稱之為活塞運(yùn)動(dòng)的二段分析法，該法的活塞運(yùn)動(dòng)速度示意圖如圖3-1 所示[13]。另一種方法本文將其稱為活塞運(yùn)

77、動(dòng)的三段分析法，它根據(jù)活塞在回程制動(dòng)與沖程加速這兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的加速度數(shù)值有較大差別的實(shí)際工況，將三種狀態(tài)的加速度分為數(shù)值不同的三種，由此導(dǎo)出更完善、更符合實(shí)際工況的表達(dá)式。</p><p>　　圖3-1 活塞運(yùn)動(dòng)速度圖</p><p>　　Vm—沖擊末速度 Vrm—回程最大速度 tr1—回程加速時(shí)間 tr2—回程制動(dòng)時(shí)間</p><p>　　tr—回程時(shí)間 ts—

78、沖程時(shí)間 T—活塞運(yùn)動(dòng)周期</p><p>　　3.1.1 活塞運(yùn)動(dòng)的二段分析法</p><p>　　采用該法分析活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)的假設(shè)條件為[12,15]：</p><p>　?。?）油液是不可壓縮的；</p><p>　　（2）在活塞和閥芯運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械摩擦損失、流體壓力損失、漏損均為零；</p><p>　?。?

79、）忽略活塞沖擊釬尾后的短暫停頓和反彈速度；</p><p>　　（4）系統(tǒng)工作壓力無(wú)波動(dòng)，回油背壓為零；</p><p>　?。?）配油閥是瞬時(shí)切換的，且忽略換向時(shí)所需流量。</p><p>　　根據(jù)以上假設(shè)，可建立活塞運(yùn)動(dòng)方程為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>

80、　　式中：——活塞質(zhì)量，kg；</p><p><b>　　——活塞加速度，；</b></p><p>　　p——工作壓力，Pa；</p><p>　　A1、A2——活塞前后腔受壓面積，；</p><p>　　——活塞回程加速時(shí)間，s；</p><p>　　T——活塞運(yùn)動(dòng)周期，s。</p&g

81、t;<p>　　由上式可得活塞運(yùn)動(dòng)加速度為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　如圖3-1所示，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　活塞的運(yùn)動(dòng)位移為：</b></p

82、><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　經(jīng)整理可得活塞回程加速階段加速度為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　活塞回程制動(dòng)和沖程加速階段加速度為：</p><p><b>　?。?-6）</b><

83、;/p><p>　　活塞回程最大速度為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　活塞沖擊末速度為：</b></p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　活塞回程加速行程為：</p>

84、<p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　回程制動(dòng)行程為：</b></p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　　活塞運(yùn)動(dòng)行程為：</b></p><p><b>　?。?-11

85、）</b></p><p><b>　　活塞運(yùn)動(dòng)周期為：</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　活塞的沖擊頻率為：</b></p><p><b>　　（3-13）</b></p>

86、<p>　　3.1.2 活塞運(yùn)動(dòng)的三段分析法</p><p>　　由于密封摩擦阻力、粘性摩擦阻力在活塞回程制動(dòng)階段與油壓形成的減速力方向相同，而在沖程加速階段這些力與驅(qū)動(dòng)活塞加速的油壓力方向相反，顯然回程制動(dòng)加速度在數(shù)值上大于沖程的加速度。基于上述分析，綜合考慮各種阻力和回油背壓對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的影響，可得活塞運(yùn)動(dòng)微分方程為[12.13]：</p><p><b>　　（3-

87、14）</b></p><p>　　式中：k——綜合阻力系數(shù)；</p><p>　　——回油背壓，Pa。</p><p>　　則活塞運(yùn)動(dòng)加速度為：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　　活塞運(yùn)動(dòng)速度為：</b></p&

88、gt;<p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　活塞的位移為：</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算可得回程加速階段加速度為：</p><p><b>　　（3-18）</

89、b></p><p>　　回程制動(dòng)階段加速度為：</p><p><b>　　（3-19）</b></p><p>　　沖程加速階段加速度為：</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　其它如回程最大速度、沖擊末速度、活塞行程以及運(yùn)動(dòng)周期等表

90、達(dá)式與二段分析法完全相同。這樣，當(dāng)沖擊機(jī)構(gòu)的主要性能參數(shù)（沖擊能E、沖擊頻率f、供油壓力p、沖擊速度）確定后，就可以根據(jù)上述兩種方法確定的解析表達(dá)式來計(jì)算確定沖擊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　3.1.3 液壓沖擊機(jī)構(gòu)的變加速模型</p><p>　　盡管液壓沖擊機(jī)構(gòu)線性模型在工程設(shè)計(jì)上也適用，但條件簡(jiǎn)化太大，尤其是其中的二段分析法距離沖擊機(jī)構(gòu)的實(shí)際工況相差甚遠(yuǎn)，其結(jié)果可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品研

91、制的周期和試制成本產(chǎn)生影響。如前所述，線性模型方法將活塞運(yùn)動(dòng)視為等加速過程，而事實(shí)上活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律十分復(fù)雜，在運(yùn)動(dòng)過程中要受到各種阻力的影響，其運(yùn)動(dòng)過程是一變加速過程。因此有必要在分析和研究沖擊活塞這一變加速運(yùn)動(dòng)過程的基礎(chǔ)上直接對(duì)反映其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型求解，以提高液壓開口機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)精度。為了分析與計(jì)算上的方便，同時(shí)又不失其精確性，作如下假設(shè)[12,14,15]：</p><p>　　1）油液是不可壓縮的，

92、且粘性不隨溫度和壓力而變化；</p><p>　　2）系統(tǒng)工作壓力及回油背壓無(wú)波動(dòng)；</p><p>　　3）忽略活塞沖擊釬尾后的短暫停頓和反彈速度；</p><p>　　4）換向閥是瞬時(shí)切換的。</p><p>　　基于以上假設(shè)，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，得活塞的運(yùn)動(dòng)微分方程為：</p><p><b>　　(3-2

93、1)</b></p><p>　　式中：——粘性摩擦阻力系數(shù)，N·s/m；</p><p>　　——密封摩擦阻力，N；</p><p>　　F——活塞所受的有效液壓推力，N。</p><p>　　根據(jù)流體力學(xué)可導(dǎo)出粘性阻力系數(shù)為：</p><p><b>　　(3-22) </b&

94、gt;</p><p>　　式中：l——密封長(zhǎng)度，m；</p><p>　　d——密封面內(nèi)圓柱直徑，m；</p><p>　　δ——半徑間隙，m；</p><p>　　μ——油液的動(dòng)力粘度，Pa·s；</p><p><b>　　ε——偏心比。</b></p><p&

95、gt;<b>　　密封摩擦阻力為：</b></p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　式中：f——摩擦系數(shù)；</p><p>　　L——密封圈的密封寬度，m。</p><p>　　活塞所受的液壓推力為：</p><p><b>　　（3-

96、24）</b></p><p>　　根據(jù)以上分析可知，活塞在各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段所受的液壓推力和密封阻力均可視為常量，將二者相加后，活塞的運(yùn)動(dòng)方程可表示為：</p><p><b>　?。?-25）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　考慮活塞各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的初

97、始條件，求解微分方程（3-25）可得活塞運(yùn)動(dòng)加速度為：</p><p><b>　　（3-26）</b></p><p><b>　　活塞運(yùn)動(dòng)速度為：</b></p><p><b>　?。?-27）</b></p><p><b>　　活塞的位移為：</b&g

98、t;</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　根據(jù)活塞運(yùn)動(dòng)各個(gè)階段的終止條件，即可由式（3-26）、（3-27）、（3-28）求得活塞運(yùn)動(dòng)的所有運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。</p><p>　　3.2 液壓沖擊機(jī)構(gòu)的非線性模型</p><p>　　如前所述，應(yīng)用線性模型在一定程度上可基本滿足工程設(shè)計(jì)的需要，

99、并且有確切的代數(shù)表達(dá)式，求解方便。但它畢竟忽略了很多影響因素，需用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行修正。實(shí)際上，沖擊機(jī)構(gòu)在工作過程中，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的油液流量由于活塞運(yùn)動(dòng)速度的變化始終是變化的，而蓄能器與沖擊活塞的工作是緊密配合的，蓄能器不斷地充油或排油造成本身液腔的容積變化，從而又迫使蓄能器氣腔容積作相應(yīng)的變化，這時(shí)氣腔壓力也作相應(yīng)的變化，這樣系統(tǒng)的工作壓力就不斷地變化。因此，將活塞、配流閥和蓄能器作為一個(gè)互相制約的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)來研究，是十分必要的。這就需要建

100、立這一系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型。為了分析與計(jì)算上的方便，同時(shí)又不失其必要的精確性，在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，作如下假設(shè)：</p><p>　　1）液壓泵的供油量為定值；</p><p>　　2）忽略油液的可壓縮性；</p><p>　　3）油液的工作溫度保持不變，且忽略油液粘度隨壓力的變化；</p><p>　　4）蓄能器氣腔工作為等熵過程；</p

101、><p>　　5）忽略活塞和閥芯運(yùn)動(dòng)的機(jī)械摩擦阻力；</p><p>　　6）忽略管路系統(tǒng)的彈性。</p><p>　　基于以上假設(shè)，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理和液體連續(xù)性方程，以不裝回油蓄能器的液壓開口機(jī)為對(duì)象，可建立基本數(shù)學(xué)模型如下：</p><p>　　（1）活塞及配流閥的動(dòng)力平衡方程</p><p>　　考慮到活塞運(yùn)動(dòng)過程中，

102、受粘性阻力、密封阻力和受液壓沖擊而不斷變化的有效液壓推力對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的影響，建立活塞運(yùn)動(dòng)的基本動(dòng)力方程如下：</p><p><b>　　（3-29）</b></p><p>　　式中：——活塞受到的粘性摩擦阻力，N；</p><p>　　Δp——密封面兩端的壓力差，Pa。</p><p>　　配流閥在換向過程中，油液流速

103、的大小及方向不斷發(fā)生變化，閥芯不僅受到粘性阻力及液壓推力的作用，還會(huì)受到穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和瞬態(tài)液動(dòng)力影響，這就使得閥芯的運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，閥芯的動(dòng)力平衡方程可表示為：</p><p><b>　　（3-30）</b></p><p>　　式中：——閥芯的質(zhì)量，kg；</p><p>　　——閥芯受到的粘性摩擦阻力，N；</p><p&

104、gt;　　——穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)液動(dòng)力，N；</p><p>　　——閥芯受到的有效液壓推力，N；</p><p>　　——閥口兩側(cè)壓差，Pa；</p><p>　　——閥芯的位移，m；</p><p><b>　　——速度，；</b></p><p><b>　　——加速度，。</b&g

105、t;</p><p>　?。?）油液流量平衡方程</p><p>　　活塞在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，運(yùn)動(dòng)速度是不斷變化的，因此，液壓沖擊機(jī)構(gòu)活塞運(yùn)動(dòng)所需要的高壓油流量和所排出的流量也是不斷變化的，而液壓泵所提供的流量卻可以認(rèn)為是基本不變的，這樣，蓄能器就始終處于充油或排油狀態(tài)。根據(jù)液體連續(xù)性方程可建立流量平衡方程如下：</p><p>　　高壓油流量平衡方程為：</p

106、><p><b>　　（3-31）</b></p><p>　　式中：——系統(tǒng)供油流量，；</p><p>　　——活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗油量，；</p><p>　　——閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗油量，；</p><p>　　——活塞部分的油液泄漏量，；</p><p>　　——配流閥部分的油液

107、泄漏量，；</p><p>　　——蓄能器氣腔工作容積的變化量，。</p><p>　　低壓油流量平衡方程為：</p><p><b>　　（3-32）</b></p><p>　　式中：——系統(tǒng)回油管路流量，；</p><p>　　——活塞回油腔的排油量，；</p><p&g

108、t;　　——配流閥推閥腔的排油量，；</p><p>　　——活塞部分排到回油管路的泄漏量，；</p><p>　　——配流閥部分排到回油管路的泄漏量，。</p><p>　?。?）高壓蓄能器氣體狀態(tài)方程</p><p>　　高壓腔內(nèi)油液壓力變化與蓄能器內(nèi)氣體壓力變化處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。由于活塞沖擊運(yùn)動(dòng)發(fā)生在極短的時(shí)間內(nèi)，因此近似認(rèn)為蓄能器內(nèi)氣

109、體壓力能轉(zhuǎn)換過程為可逆，因此有如下氣體狀態(tài)方程；</p><p><b>　　（3-33）</b></p><p>　　式中：——蓄能器工作壓力，Pa；</p><p>　　——蓄能器充氣壓力，Pa；</p><p>　　——蓄能器壓力為ph時(shí)的氣腔容積，；</p><p>　　——蓄能器的最大氣

110、腔容積，；</p><p>　　n——多變指數(shù)，n＝1.4</p><p>　?。?）閥口及管路阻力平衡方程</p><p>　　配流閥的基本原理是靠改變閥芯相對(duì)于閥體的位置，來實(shí)現(xiàn)與閥體相連的幾個(gè)油路之間接通或斷開，即使是接通或斷開瞬間，閥芯內(nèi)部油液也必須滿足液體連續(xù)性條件，因此管路內(nèi)部流量及壓力變化與閥口處壓力、流量的變化息息相關(guān)，參考液壓傳動(dòng)對(duì)換向閥系統(tǒng)的研究

111、[12,13]，列寫閥口及管路阻力平衡方程如下：</p><p>　　閥口兩側(cè)的壓力差方程為：</p><p><b>　?。?-34）</b></p><p>　　式中：——通過閥口的流量，；</p><p><b>　　——閥口流量系數(shù)；</b></p><p>　　——

112、閥口過流面積，；</p><p><b>　　——油液密度，。</b></p><p>　　管路兩端的壓力差方程為：</p><p><b>　?。?-35）</b></p><p>　　式中：——管路兩端壓差，Pa；</p><p>　　——與局部阻力系數(shù)及流體性質(zhì)有關(guān)的系

113、數(shù)，；</p><p>　　——通過管路的流量，；</p><p>　　以上述基本方程為基礎(chǔ)，考慮閥和活塞不同運(yùn)動(dòng)階段的漏損及阻力變化，寫出上述方程中的每一項(xiàng)表達(dá)式，就能建立沖擊機(jī)構(gòu)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的數(shù)學(xué)模型，再運(yùn)用這些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)求解，就可對(duì)液壓沖擊機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)作較精確的分析和計(jì)算。</p><p>　　第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p

114、>　　液壓伺服控制系統(tǒng)是由指令裝置、檢測(cè)裝置、比較環(huán)節(jié)、伺服放大器、控制元件、執(zhí)行元件、校正環(huán)節(jié)組成。它是將輸入信號(hào)（一般為機(jī)械位移或電壓）與被控制裝置的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，將其差值傳遞給控制裝置，以變更液壓執(zhí)行元件的輸入壓力或流量，使負(fù)載向著減小信號(hào)偏差方向動(dòng)作。液壓伺服控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩和功率大；易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移及力控制；液壓能的儲(chǔ)存方便，從而可減少電氣設(shè)備裝機(jī)容量。</p><p>