CN113236112A - 一种液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，其所述冲击缸体上仅设置一个连通所述换向阀的控制腔的信号油口，且所述冲击活塞回程时，所述冲击活塞在所述信号油口的左侧边之前完成回程控制行程Sc后，所述信号油口与所述活塞前腔连通；所述冲击活塞冲程时，所述冲击活塞从所述信号油口的右侧边开始并完成冲程控制行程Sic后，所述信号油口与所述活塞中腔连通。本发明降低了液压凿岩机缸体的加工难度，提高了缸体加工成品率，延长了缸体寿命和服务间隔，提高了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及液压凿岩机换向阀，特别是一种液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构。
背景技术
目前液压凿岩机换换向阀的换向动作是由冲击活塞的运动位置反馈控制的，即通过冲击活塞的运动位置反馈信号油驱动换向阀，再由换向阀控制冲击活塞的回程与冲程。如图1、图2所示，目前冲击活塞3的运动位置反馈是通过在冲击活塞3的缸体4上分别设置回程换向信号油口1和冲程换向信号油口2，并将回程换向信号油口1和冲程换向信号油口2与换向阀5的控制腔S连通。这样，当冲击活塞3通过回程控制行程Sc时，回程换向信号油口1会打开，冲击活塞3的活塞前腔7与回程换向信号油口1连通，回程换向信号油口1流出高压信号油并进入换向阀5的控制腔S，推动换向阀5的阀芯移动而使冲击活塞3的活塞后腔9输入高压油，即使冲击活塞3的回程制动切换为冲程；当冲击活塞3通过冲程控制行程Sic时，冲程换向信号油口2会打开，冲击活塞3的活塞中腔8与冲程换向信号油口2连通，冲程换向信号油口2流出低压信号油并进入换向阀5的控制腔S，推动换向阀5的阀芯移动而使冲击活塞3的活塞后腔9停止输入高压油，且活塞后腔9内油返回油箱，使冲击活塞3的冲程制动并切换为回程。
由于不同液压凿岩机的性能参数要求不同，所以回程控制行程Sc和冲程控制行程Sic的大小是经常变化的，为了适应这两个设计参数的变化，一般的液压凿岩机会在缸体4或活塞衬套上设置多个回程换向信号油口1和冲程换向信号油口2。这样就使得冲击缸体的设计、加工存在如下困难：
1）冲击缸体4结构变得更为复杂。在很多情况下由于各信号油口的干涉或者结构的限制，导致设计方案无法实现，提高了设计的复杂性和难度；
2）多路信号油口提高了冲击缸体的加工难度，由于增加一路信号油口就会增加许多沟槽与孔道，会导致加工难度成倍增加，且会增加交错孔处出现毛刺飞边的风险，这些毛刺飞边在加工时非常难处理，在后来也会给液压凿岩机的使用带来很多故障；
3）由于信号油口数量的增加，导致信号油口处出现多处三通、四通或盲区，导致液压流动的过程复杂，阻尼与可压缩体积增大，增加了产品设计的复杂性，产品使用中出现故障时排除的难度加大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有液压凿岩机的冲击缸体多信号油口造成的设计、加工困难，提供一种能简化冲击缸体结构的液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，包括冲击缸体、冲击活塞及换向阀，所述冲击活塞安装在所述冲击缸体内，所述冲击活塞上设置与所述冲击缸体配合连接的第一环形凸台和第二环形凸台，使所述冲击活塞与所述冲击缸体之间构成活塞前腔、活塞中腔及活塞后腔，所述冲击缸体上仅设置一个连通所述换向阀的控制腔的信号油口，且所述冲击活塞回程时，所述冲击活塞在所述信号油口的左侧边之前完成回程控制行程Sc后，所述信号油口与所述活塞前腔连通；所述冲击活塞冲程时，所述冲击活塞从所述信号油口的右侧边开始并完成冲程控制行程Sic后，所述信号油口与所述活塞中腔连通。
本发明仅在冲击缸体上设置一个连通所述换向阀的控制腔的信号油口，并使得所述冲击活塞回程时，所述冲击活塞在所述信号油口的左侧边之前完成回程控制行程Sc后，所述信号油口与所述活塞前腔连通；所述冲击活塞冲程时，所述冲击活塞从所述信号油口的右侧边开始并完成冲程控制行程Sic后，所述信号油口与所述活塞中腔连通回程控制行程冲程控制行程，不仅保证了液压凿岩机设计所需的回程控制行程Sc和冲程控制行程Sic，而且当回程中冲击活塞通过回程控制行程Sc时，信号油口能被逐渐打开并将活塞前腔的高压油输出给换向阀的控制腔，使换向阀的阀芯移动，进而使冲击活塞的活塞后腔实现进油并保持高压状态，使冲击活塞的回程制动并换向开始冲程，信号油口被逐渐关闭；当冲程中冲击活塞3通过冲程控制行程Sic时，信号油口被再次逐渐打开并将活塞中腔的液压油连通换向阀的控制腔，使换向阀的控制腔通入低压油，换向阀的阀芯反向移动，进而使冲击活塞的活塞后腔卸压，使冲击活塞的冲程制动并换向开始回程，如此反复，直至中断冲击活塞的运动。
为适应不同液压凿岩机的性能参数（回程控制行程Sc和冲程控制行程Sic）要求，可进一步采用如下方案之一：
1）所述信号油口包括在所述冲击缸体上设置的第一沟槽，所述信号油口与所述第一沟槽连通；
2）所述第一环形凸台的左侧设置与所述活塞前腔连通的第二沟槽；
3）所述第一环形凸台的右侧设置与所述活塞中腔连通的第三沟槽。
当所述冲击活塞与所述冲击缸体之间设置衬套时，所述活塞前腔、活塞中腔及活塞后腔设置在所述衬套与所述冲击活塞之间，且所述第一沟槽设置在所述衬套上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过仅设置一个信号油口，减少了液压凿岩机缸体的加工难度，提高了缸体加工成品率。
2、由于信号油口的减少，本发明避免了因为多信号油口加工造成的缸体毛刺等原因造成的产品使用故障。
3、本发明一个信号油口的设置，延长了缸体寿命和服务间隔，提高了产品质量。
4、本发明方案不受缸体结构尺寸限制，可以很方便地更改液压凿岩机的整体性能，有利于液压凿岩机的模块化与平台化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统液压凿岩机换向阀的结构示意图。
图2为传统液压凿岩机换向阀的多信号油口结构示意图。
图3为本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构实施例一的结构示意图。
图4为本发明液压凿岩机换向阀的阀芯处于左位时的结构示意图。
图5为本发明液压凿岩机换向阀的阀芯处于右位时的结构示意图。
图6为本发明液压凿岩机换向阀的配流控制原理图。
图7为本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构实施例二的结构示意图。
图8为本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构实施例三的结构示意图。
图中：1、回程换向信号油口；2、冲程换向信号油口；3、冲击活塞；4、冲击缸体；5、换向阀；6、反馈油路；7、活塞前腔；8、活塞中腔；9、活塞后腔；31、第一环形凸台；32、第二环形凸台；41、信号油口；42、第一沟槽；51、阀套；52、阀芯；53、阀体；311、第二沟槽；312、第三沟槽；511、进油口；512、出油口；513、回油口；521、中隔；A、出口腔；B、中隔；C、平衡腔；D、第一回油腔；E、阀芯；F、阀体；G、第一回油腔；P、高压供油腔；T、回油腔；S、控制腔；Sc、回程控制行程；Sic、冲程控制行程。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
如图3所示，本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构的第一实施例包括冲击缸和换向阀5，所述冲击缸包括冲击缸体4和冲击活塞3。
所述冲击活塞3的一端安装在所述冲击缸体4内，所述冲击活塞3上设置与所述冲击缸体4的内腔配合连接的第一环形凸台31和第二环形凸台32，使所述冲击活塞3与所述冲击缸体4之间构成活塞前腔7、活塞中腔8及活塞后腔9，且冲击活塞3上的活塞后腔液压有效作用面积大于活塞前腔液压有效作用面积。
所述冲击缸体4上仅设置一个信号油口41，且信号油口41经管路连通所述换向阀5的控制腔S。所述冲击活塞3回程时，所述冲击活塞3在所述信号油口41的左侧边之前完成回程控制行程Sc后，所述信号油口41与所述活塞前腔7连通；冲击活塞3冲程时，冲击活塞3从所述信号油口41的右侧边开始并完成冲程控制行程Sic后，所述信号油口41与所述活塞中腔8连通。
如图4、图5所示，所述换向阀5包括阀套51、阀芯52及阀体53，且阀体53与阀芯52之间依次设置控制腔S、高压供油腔P、出口腔A、回油腔T及平衡腔C，控制腔S设置在阀芯52的一端，阀芯52的另一端设置平衡腔C，且平衡腔C与高压供油腔P连通。
所述阀体53上设置与高压供油腔P连通的进油口511、与出口腔A连通的出油口512及与回油腔T连通的回油口513，所述进油口511和所述活塞前腔7与系统供油口连接，所述出油口512与所述活塞后腔9连通，所述回油口513与所述活塞中腔8连通。
所述阀芯52上仅设置一个中隔521，所述中隔521设置在高压供油腔P和回油腔T之间，中隔521在随着阀芯52移动到不同位置时，将出口腔A与高压供油腔P、回油腔T隔断或者相通。
如图6所示，冲击活塞3回程开始时，阀芯52处于左位，将出油口512关闭，且供给液压凿岩机系统的高压油经管路进入高压供油腔P和活塞前腔7，由于高压供油腔P与平衡腔C连通，在平衡腔C的作用下，阀芯52保持左位静止不动，同时，活塞中腔8、回油腔T和活塞后腔9回油，即活塞后腔9的液压力接近0，冲击活塞3 在活塞前腔7的高压油作用下回程加速。当冲击活塞3加速走过回程控制行程Sc后，信号油口41与活塞前腔7连通，活塞前腔7的高压油经信号油口41及反馈油路6反馈到换向阀5的控制腔S，使控制腔S的液压作用力加上高压供油腔P的液压作用力大于平衡腔C的液压作用力，阀芯52在液压力的作用下，向右移动开始回程换向，直至阀芯52移动到右极限位时，在此过程中，出口腔A与回油腔T之间的通道逐步关闭，同时中隔521将出口腔A与高压供油腔P之间的通道逐步打开，使出口腔A经出油口512输出高压油给活塞后腔9，当阀芯52移动到中位时，冲击活塞3开始回程制动。随着阀芯52的继续回程换向，出口腔A和高压供油腔P沟通，使活塞前腔7和活塞后腔9都通高压油，由于活塞后腔液压有效作用面积大于活塞前腔液压有效作用面积，使活塞前腔7和活塞后腔9之间差动连接，冲击活塞3继续回程制动。当阀芯52完成回程换向，处于右极限位静止时，冲击活塞3的回程速度降为零。
当阀芯52处于右极限位静止不动时，活塞前腔7和活塞后腔 9仍差动连接，但是由于活塞后腔液压有效作用面积大于活塞前腔液压有效作用面积，活塞后腔9的液压力大于活腔前腔7的液压力，冲击活塞3开始冲程加速，当冲击活塞3的第一环形凸台31越过信号油口41的右侧边一个冲程控制行程Sic时，信号油口41与活塞中腔8连通，活塞中腔8的低压油经反馈油路6进入换向阀5的控制腔S，由于高压供油腔P的液压作用力小于平衡腔C的液压作用力，，阀芯52向左移动，使出口腔A与高压供油腔P之间的通道逐步关闭，出口腔A与回油腔T逐步连通，当阀芯52移动到中位时，冲击活塞3获得最大速度，完成打击，阀芯52继续移动到左极限位置，完成冲程换向。开始冲程换向，直至阀芯52移动到左极限位。在此过程中，出口腔A与回油腔T之间的通道逐步打开，同时中隔521将出口腔A与高压供油腔P逐步关闭，当阀芯52移动到中位时，冲击活塞3获得最大速度，完成打击，同时，阀芯52移动到左极限位，完成冲程换向。然后开启下一个回程。
如图7所示，本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构的第二实施例大致与第一实施例相同，不同之处仅在于，所述信号油口41包括在所述冲击缸体4上设置的第一沟槽42，所述信号油口41与所述第一沟槽42连通。冲击活塞3回程时，当所述第一沟槽311的左侧边与所述第一环形凸台31的左侧边之间的距离等于液压凿岩机的回程控制行程Sc时，回程控制行程Sc开始，回程控制行程Sc结束后，活塞前腔7经信号油口41、反馈油路6与换向阀5的控制腔S连通；冲击活塞3冲程时，当所述第一环形凸台31的右侧边与所述信号油口41的右侧边平齐时，冲程控制行程Sic开始，冲程控制行程Sic结束后，活塞中腔8经信号油口41、反馈油路6与换向阀5的控制腔S连通。
如图8所示，本发明液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构的第二实施例大致与第一实施例相同，不同之处仅在于，所述第一环形凸台31的左侧设置与所述活塞前腔7连通的第二沟槽311，所述第一环形凸台31的右侧设置与所述活塞中腔8连通的第三沟槽312。冲击活塞3回程时，当所述第二沟槽311的右侧边与所述信号油口41的左侧边之间的距离等于液压凿岩机的回程控制行程Sc时，回程控制行程Sc开始，回程控制行程Sc结束后，活塞前腔7经第二沟槽311、信号油口41、反馈油路6与换向阀5的控制腔S连通；冲击活塞3冲程时，当所述第三沟槽312的左侧边与所述信号油口41的右侧边平齐时，冲程控制行程Sic开始，冲程控制行程Sic结束后，活塞中腔8经第三沟槽312、信号油口41、反馈油路6与换向阀5的控制腔S连通。
以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，包括冲击缸体、冲击活塞及换向阀，所述冲击活塞安装在所述冲击缸体内，所述冲击活塞上设置与所述冲击缸体配合连接的第一环形凸台和第二环形凸台，使所述冲击活塞与所述冲击缸体之间构成活塞前腔、活塞中腔及活塞后腔，其特征在于，所述冲击缸体上仅设置一个连通所述换向阀的控制腔的信号油口，且所述冲击活塞回程时，所述冲击活塞在所述信号油口的左侧边之前完成回程控制行程Sc后，所述信号油口与所述活塞前腔连通；所述冲击活塞冲程时，所述冲击活塞从所述信号油口的右侧边开始并完成冲程控制行程Sic后，所述信号油口与所述活塞中腔连通。
2.根据权利要求1所述的液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，其特征在于，所述信号油口包括在所述冲击缸体上设置的第一沟槽，所述信号油口与所述第一沟槽连通。
3.根据权利要求1所述的液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，其特征在于，所述第一环形凸台的左侧设置与所述活塞前腔连通的第二沟槽。
4.根据权利要求1所述的液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，其特征在于，所述第一环形凸台的右侧设置与所述活塞中腔连通的第三沟槽。
5.根据权利要求2所述的液压凿岩机冲击缸的信号油输出结构，其特征在于，所述冲击活塞与所述冲击缸体之间设置衬套，所述活塞前腔、活塞中腔及活塞后腔设置在所述衬套与所述冲击活塞之间，且所述第一沟槽设置在所述衬套上。
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