CN104234109A - 液压破碎锤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压破碎锤，包括缸体，所述缸体内靠近后端的位置安装有可前后运动的活塞、靠近前端的位置安装有与活塞传动连接的钎杆，所述钎杆与缸体之间设置有弹性缓冲装置，结构简单，易于实现，降低了对操作者的技能要求，降低了用户的使用成本，提高了工作效率。

Description

液压破碎锤

技术领域

本发明涉及一种在矿山开采、冶金、铁路 、公路、市政园林、建筑、船舶等方面使用的破碎机械，具体的说涉及一种液压破碎锤，属于工程机械技术领域。 

背景技术

液压破碎锤简称“破碎锤”或“破碎器”， 是安装在挖掘机、装载机的安装挖斗或装斗的部位，用来破碎石块、岩石等。

液压破碎锤的工作原理是：以挖掘机、装载机的液压泵输出压力油为动力，通过配流阀控制活塞往复运动。冲程时，破碎锤中缸的后腔进高压液压油，活塞被上缸中的压缩氮气和高压油的共同作用下冲击钎杆凿碎岩石；回程时，中缸前腔接通高压油，推动活塞后移并使上缸体中的氮气压缩，这样完成一个工作循环。活塞周而复始的冲程、回程，使钎杆冲击破碎岩石、石块、混凝土等。

我国液压破碎锤市场起步于上个世纪90年代，晚于日本和韩国，但发展迅猛。2010年，我国液压破碎锤市场已接近欧美市场，成为全球三大液压破碎锤市场之一。2000年中国液压破碎锤市场销量规模仅为1200台左右，到2010年这一数字已达到42,000台，增长了35倍，年复合增长率达到42.69%。随着国内城市基础设施建设的投入不断加大，露天矿业的开采禁止使用爆破法，以及国内液压挖掘机行业的迅猛发展，作为液压挖掘机主要工作部件之一的液压破碎锤的市场需求量也迅速增加。活塞是液压破碎锤的关键核心零部件，目前我国中大型液压破碎锤的活塞主要以进口为主。

活塞是将内能、液压能转化为机械能的冲击部件。在液压破碎锤中，活塞一端伸入到上缸体内氮气中，该端承受氮气施加的压力；活塞中间段位于液压破碎的中缸内，该段外圆表面与中缸内孔为精密配合，两侧轮换承受液压力；另一端伸入到下缸体中，用于冲击破碎锤钎杆。

活塞的失效形式主要表现在：冲击端面下凹、崩裂、掉块，与中缸精密配合段拉伤、断裂等。一支活塞的正常使用寿命在4-5个月（按每日工作8小时计算）。从目前我国液压破碎锤发展的动向来预计，各种型号液压破碎锤活塞的需求量10万支之多。活塞失效后，整体上就无使用价值，这样造成用户使用成本高，资源浪费严重。

现用活塞的弊端：加工时消耗的原材料多，原材料成本高。长而重（中型液压破碎锤的重量在110kg左右，长度在900mm左右；大型液压破碎锤活塞的重量150kg以上，长度1050mm），车削、磨削加工效率非常低，热处理易变形、弯曲，废品率高。

另外，在液压破碎锤的使用过程中，经常出现破碎锤的部件及挖掘机的大小臂发生断裂、开裂现象。经大量调查研究发现，主要原因是液压破碎锤在使用过程中很难避免地“空打”现象造成的。所谓“空打现象”是指：破碎锤在破碎岩石、石块、混凝土等被破碎物时，破碎锤钎杆未冲击到被破碎物上。

“空打”产生的危害。一是破碎锤在“空打”的时候，活塞将冲击力传输给钎杆，钎杆将冲击力转移给钎杆销，钎杆销及钎杆在承受强大冲击力时就会容易断裂。二是钎杆销会将这股强大的冲击力传递到钎杆销的横销，这时钎杆销就会顶钎杆横销的内孔，从而导致内孔边缘处开裂、崩块，最终导致下缸体断裂。三是经常“空打”会使破碎锤的通体螺栓、壳体及挖掘机的大、小臂开裂。 

已公布的授权号为CN202644617U的实用新型专利《一种液压减振破碎锤》中所讲述的防空打结构的不足之处在于：钎杆必须是专用型的；安装拆卸不方便，结构复杂不易推广转化。提供一种结构简单、方便维修的装置来减轻或消除破碎锤在工作中产生“空打”现象对破碎锤及挖掘机的危害具有现实的重要意义。

发明内容

本发明创造所要解决的问题是提供一种既能增加活塞寿命、提高材料利用率、降低成本，又能够有效减轻或消除在工作中产生“空打”现象对破碎锤及

挖掘机的危害的液压破碎锤。

  为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种液压破碎锤，包括缸体，所述缸体内靠近后端的位置安装有可前后运动的活塞、靠近前端的位置安装有与活塞传动连接的钎杆，所述钎杆与缸体之间设置有弹性缓冲装置。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

所述缸体包括连接为一体的破碎锤下缸体、中缸体和后缸体。

进一步优化：弹性缓冲装置包括两个设置在破碎锤下缸体内侧并靠近钎杆后端的位置的弹性体。

进一步优化：钎杆上靠近后端的位置设置有两个内凹陷的扁平槽，两个扁平槽纵向设置且以钎杆的轴线为中心对称设置。

进一步优化：破碎锤下缸体上靠近两个扁平槽的位置分别设置有两个纵向的通孔槽，弹性体设置在通孔槽内。在破碎锤不工作状态时，弹性体限制钎杆在重力作用下的最大移动量。 

进一步优化：弹性体与钎杆之间具有1mm的间隙。相互间不接触。   

进一步优化：所述弹性体为矩形结构，其两侧分别设置有一个具有一定宽度的伸缩槽，所述伸缩槽的其中一端为开放式，另一端连接有一个直径大于伸缩槽宽度的弹性孔，两个伸缩槽以弹性体的对角线对称设置。

进一步优化：弹性体的后端具有弹性体冲击面，钎杆上靠近扁平槽后端的位置具有可与弹性体冲击面相冲击的钎杆冲击面，当破碎锤出现“空打”时，钎杆的钎杆冲击面冲击弹性体的弹性体冲击面，在冲击力的作用下，弹性体的两个伸缩槽发生弹性变形。将冲击动能转化为内能而吸收掉不进行传递，从而将刚性的冲击转化为柔性的实现了对破碎锤的保护。

进一步优化：所述活塞包括能量转化部和变速部，能量转化部和变速部可拆卸连接。

活塞的变速部可反复使用，当能量转化部的冲击端面下凹、崩裂、掉块，与中缸体精密配合段拉伤、断裂时，只需更换能量转化部。同时由于能量转化部和变速部可拆卸连接，比现用的整体型的更易于加工，热处理难度小，节省材料，降低了生产及使用成本。

进一步优化：能量转化部前端可冲击钎杆、后端与变速部螺纹连接。后缸体 内具有充满氮气的氮气仓，变速部的后端位于氮气仓内。

同时变速部的后端面C始终承受着上缸体中高压氮气施于的压力。

当活塞回程时，变速部逐渐压缩高压氮气，活塞回程速度逐渐减小；当活塞冲程时，被压缩的高压氮气膨胀，变速部加速运动，也就是活塞的冲程运动增加了加速度。

本发明采用上述方案，具有以下优点：

1.结构简单，易于实现，降低了对操作者的技能要求，降低了用户的使用成本，提高了工作效率。 

2.活塞的变速部可反复使用，当能量转化部的冲击端面下凹、崩裂、掉块，与中缸精密配合段拉伤、断裂时，只需更换能量转化部。同时活塞由能量转化部及变速部构成，比现用的整体型的更易于加工，热处理难度小，节省材料，降低了生产及使用成本。

3.活塞材料成本低。能量转化部材料与现用活塞材料一样，采用30CrNi4MoV但是变速部材料可以使用低碳合金结构钢，两者材料价格相差3.5倍或5倍。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图；

附图2为本发明实施例中弹性体与破碎锤下缸体以及钎杆的装配示意图；

附图3为附图1中的A-A向剖视图；

附图4为本发明实施例中弹性体的结构示意图。

图中：1-钎杆；2-下衬套；3-圆柱连接销；4-破碎锤下缸体；5-弹性体；6-上衬套；7-弹性孔；8-中缸体；9-后缸体；10-橡皮塞；11-挡销；12-通孔槽；13-阶梯孔；14-能量转化部；15-变速部；16-配合轴；17-配合孔；18-扁平槽；19-氮气仓；20-卡口槽；21-油封，22-气封；23-安装孔；24-伸缩槽； A-前端面；B-后端面；O-弹性体冲击面；P-钎杆冲击面。

具体实施方式

实施例，如图1、图2、图3所示，一种液压破碎锤，包括缸体，所述缸体内靠近后端的位置安装有可前后运动的活塞、靠近前端的位置安装有与活塞传动连接的钎杆1，所述钎杆1与缸体之间设置有弹性缓冲装置。

所述缸体包括连接为一体的破碎锤下缸体4、中缸体8和后缸体9；所述钎杆1的后端与破碎锤下缸体4之间通过上衬套6连接，所述破碎锤下缸体4的前端与钎杆1之间通过下衬套2连接，下衬套2与破碎锤下缸体4之间采用过渡配合并通过圆柱连接销3将其与下缸体4连为一体。

弹性缓冲装置包括两个设置在破碎锤下缸体4内侧并靠近钎杆1后端的位置的弹性体5。

钎杆1上靠近后端的位置设置有两个内凹陷的扁平槽18，两个扁平槽18纵向设置且以钎杆1的轴线为中心对称设置。

下衬套2及上衬套6对钎杆1的移动起导向作用，同时上衬套6又限制钎杆1往活塞能量转化部方向的移动量。

破碎锤下缸体4上靠近两个扁平槽18的位置分别设置有两个纵向的通孔槽12，通孔槽12的中间部分与破碎锤下缸体4内钎杆1的轴孔连通，安装所述通孔槽12内安装有弹性体5；在破碎锤破碎过程中，弹性体5与钎杆1之间存在1mm的间隙，相互间不接触。  

破碎锤下缸体4上靠近通孔槽12上下两端的位置分别设有横向设置的阶梯孔13，在阶梯孔13内安装有挡销11，阶梯孔13的其中一端为螺纹孔，另一端孔径小于阶梯孔13直径的小孔，螺纹孔端用橡皮塞10将塞住，限制住挡销11。

通过两支挡销11将弹性体5限制在孔槽12内。

在破碎锤不工作状态时，弹性体5限制钎杆1在重力作用下的最大移动量。 

如图4所示，所述弹性体5为用50CrV钢制成。

所述弹性体5为矩形结构，其两侧分别设置有一个具有一定宽度的伸缩槽24，所述伸缩槽24的其中一端为开放式，另一端连接有一个直径大于伸缩槽24宽度的弹性孔7，两个伸缩槽24以弹性体5的对角线对称设置。

伸缩槽24的宽度E在10-12.5mm之间，弹性孔7的直径D在20-25mm之间。

弹性体5的后端具有弹性体冲击面O，钎杆1上靠近扁平槽18后端的位置具有可与弹性体冲击面O相冲击的钎杆冲击面P。

当破碎锤出现“空打”时，钎杆1的钎杆冲击面P冲击弹性体5的弹性体冲击面O，在冲击力的作用下，弹性体5的两个伸缩槽24发生弹性变形将冲击动能转化为内能而吸收掉不进行传递，从而将刚性的冲击转化为柔性的实现了对破碎锤的保护。

出现“空打”还与破碎锤的操作者技能水平有很大关系，通过这种保护装置，降低了对操作者的要求，减少了零件出现破坏的机率，提高了施工效率，节省了使用成本，用户的综合经济效益也得到明显地提高。

如图1所示，所述活塞包括能量转化部14和变速部15，能量转化部14和变速部15可拆卸连接。活塞的变速部15可反复使用，当能量转化部的冲击端面下凹、崩裂、掉块，与中缸体精密配合段拉伤、断裂时，只需更换能量转化部14。同时由于能量转化部14和变速部15可拆卸连接，比现用的整体型的更易于加工，热处理难度小，节省材料，降低了生产及使用成本。

能量转化部14前端可冲击钎杆1、后端与变速部15螺纹连接。

所述能量转化部14的后端具有一轴向凸出的配合轴16，所述变速部15的前端具有与配合孔17，配合轴16与配合孔17螺纹连接。

能量转化部14的一侧设置有一个安装孔23，组装时，用以插销后转动能量转化部14与变速部15安装在一起。

能量转化部14上具有可承受高压液压油冲击的前端面A 和后端面B，

前端面A 和后端面B轮流承受高压液压油，实现活塞的冲程和回程运动。

变速部15与外圆周与中缸体8之间通过油封21和气封22密封连接。

变速部15上靠近后端的位置设置有安装时用于固定变速部15的卡口槽20。

后缸体 9内具有充满氮气的氮气仓19，变速部15的后端位于氮气仓19内。

变速部15实现活塞运动中的柔性的支承、导向作用，其始终是与有弹性的油封21和气封22接触。

同时变速部15的后端面C始终承受着上缸体9中高压氮气施于的压力。

当活塞回程时，变速部15逐渐压缩高压氮气，活塞回程速度逐渐减小；当活塞冲程时，被压缩的高压氮气膨胀，变速部15加速运动，也就是活塞的冲程运动增加了加速度。

能量转化部14前段为冲击端，冲击钎杆1破碎石块、岩石等；中间段与破碎锤中缸体8内孔精密配合，实现液压能量的转化；后段为与变速部15的连接部位，前部为轴颈，后部为特殊连接螺纹。

变速部15的一部始终与液压破碎锤中缸体8内的油封及气封接触，用于密封中缸体中的液压油及后缸体9中的氮气，端面上加工有内孔及特殊螺纹内螺纹。另一部始终“沉浸”在上缸体9中的氮气内，在活塞冲程时给活塞运动因氮气的膨胀产生正加速度，在活塞回程时压缩氮气产生负加速度储存能量。

Claims (11)

1.一种液压破碎锤，包括缸体，所述缸体内靠近后端的位置安装有可前后运动的活塞、靠近前端的位置安装有与活塞传动连接的钎杆（1），其特征在于：所述钎杆（1）与缸体之间设置有弹性缓冲装置。

2.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于：所述缸体包括连接为一体的破碎锤下缸体（4）、中缸体（8）和后缸体（9）。

3.根据权利要求2所述的液压破碎锤，其特征在于：弹性缓冲装置包括两个设置在破碎锤下缸体（4）内侧并靠近钎杆（1）后端的位置的弹性体（5）。

4.根据权利要求3所述的液压破碎锤，其特征在于：

钎杆（1）上靠近后端的位置设置有两个内凹陷的扁平槽（18），两个扁平槽（18）纵向设置且以钎杆（1）的轴线为中心对称设置。

5.根据权利要求4所述的液压破碎锤，其特征在于：

破碎锤下缸体（4）上靠近两个扁平槽（18）的位置分别设置有两个纵向的通孔槽（12），弹性体（5）设置在通孔槽（12）内。

6.根据权利要求5所述的液压破碎锤，其特征在于：弹性体（5）与钎杆（1）之间具有1mm的间隙。

7.根据权利要求6所述的液压破碎锤，其特征在于：

所述弹性体（5）为矩形结构，其两侧分别设置有一个具有一定宽度的伸缩槽（24），所述伸缩槽（24）的其中一端为开放式，另一端连接有一个直径大于伸缩槽（24）宽度的弹性孔（7），两个伸缩槽（24）以弹性体（5）的对角线对称设置。

8.根据权利要求7所述的液压破碎锤，其特征在于：

弹性体（5）的后端具有弹性体冲击面（O），钎杆（1）上靠近扁平槽（18）后端的位置具有可与弹性体冲击面（O）相冲击的钎杆冲击面（P），当破碎锤出现“空打”时，钎杆（1）的钎杆冲击面（P）冲击弹性体（5）的弹性体冲击面（O），在冲击力的作用下，弹性体（5）的两个伸缩槽（24）发生弹性变形。

9.根据权利要求2-8其中之一所述的液压破碎锤，其特征在于：

所述活塞包括能量转化部（14）和变速部（15），能量转化部（14）和变速部（15）可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的液压破碎锤，其特征在于：

能量转化部（14）前端可冲击钎杆（1）、后端与变速部（15）螺纹连接。

11.根据权利要求10所述的液压破碎锤，其特征在于：

后缸体 （9）内具有充满氮气的氮气仓（19），变速部（15）的后端位于氮气仓（19）内。