液壓沖擊器系統(tǒng)性能的測試與分析.pdf

1、液壓沖擊機械是實現工程作業(yè)機械化的重要機具之一，其發(fā)展和使用水平的高低，代表了一個國家工程作業(yè)機械化發(fā)展的程度。隨著世界能源的普遍緊張和對工程建設中環(huán)保要求的提高，液壓沖擊設備已成為施工中不可缺少的主要機械。由于其獨特的性能，現已在全球范圍內逐步成為一個重要的新技術產業(yè)，在我國被列為“十一五”期間重點發(fā)展領域內的重點產品。液壓沖擊機械的核心一一液壓沖擊器技術上屬于精密部件，其性能決定了液壓沖擊機械的性能.世界上許多發(fā)達國家對提高液壓沖擊

2、器的性能已從多方面開展研究，然而在我國研究工作并不順利，隨著《工程機械“十一五”發(fā)展規(guī)劃》的實施，進一步開展對液壓沖擊器性能的研究是十分必要的.
　　 本文對液壓沖擊器的研究現狀進行了論述，總結了目前研究中存在的問題，對液壓沖擊器的沖擊性能及影響因素進行了較系統(tǒng)的理論分析，對試驗設備進行了改進，在理論分析的基礎上進行了試驗，主要研究內容和結論如下：
　　 (1)分析影響液壓沖擊機械性能的因素，確定衡量沖擊功能優(yōu)劣的指標<

3、br>　　 根據液壓沖擊機械的基本功能，分析比較了衡量沖擊功能優(yōu)劣的指標以及影響液壓沖擊器性能的因素，確定了沖擊能、沖擊頻率、沖擊功率或沖擊效率是衡量沖擊功能的主要性能指標。結果表明：在沖擊器中除了結構對沖擊功能造成影響外，液體的工作條件和沖擊參數變化也會對沖擊功能產生影響。
　　 (2)利用線性和非線性方法對液壓沖擊器運動進行分析
　　 在線性分析的基礎上，為進一步研究液壓沖擊機械的性能，根據活塞和控制閥在運動過程中

4、的位置，將整個機構運動劃分成14個狀態(tài)。對液壓沖擊器的運動規(guī)律進行非線性研究。在不失精確性的前提下，考慮到流量和壓力的實際變化情況、油液的可壓縮性等，提出了新的假設條件，將沖擊器活塞作為研究對象，對液壓沖擊器的動態(tài)運動規(guī)律進行建模分析，為后續(xù)工作過程仿真和機構優(yōu)化提供基礎。在運動模型中，考慮了沖擊器進出油口流量和壓力的變化、內部結構對機構內部壓力和流量造成的影響、換向閥和蓄能器實際工作狀況等對沖擊器流量和壓力的影響，可較為準確地表達液壓

5、沖擊器的運動特性。與此同時，還推導出對應于液壓沖擊器各工作狀態(tài)時各工作腔工作壓力、粘性阻力、液壓卡緊力、泄漏量等計算公式；考慮到油液壓力變化引起進口處高壓油管容積變化對液壓沖擊器內部流量產生的補償作用，給出了補償流量計算表達式，根據試驗進一步確定了公式中對應機型的壓力流量系數；推導出每一運動階段各管道間的壓差計算式、活塞和控制閥各腔之間的壓差計算式和閥在不同開口位置所造成的附加壓差計算式和閥后腔壓力計算式.
　　 (3)設計計算

6、機測控系統(tǒng)，改進測試系統(tǒng)
　　 為了在線測試液壓沖擊器的結構參數和蓄能器等對沖擊壓力與流量波動變化的影響，對試驗系統(tǒng)進行了改進；利用模塊化思想和可靠性技術設計測控系統(tǒng)，建立了計算機輔助測控系統(tǒng)，使主要參數測試精度滿足試驗裝置的要求.
　　 (4)利用光電位移微分法對液壓沖擊器壓力與流量動態(tài)變化規(guī)律進行試驗研究
　　 試驗結果表明：實際工作中沖擊壓力隨時間呈動態(tài)波動，其波動程度可用來說明活塞上實際壓力的損耗程度；根

7、據試驗結果判斷，沖擊器工作壓力的平均值僅為進口處壓力的65％～75％左右。沖擊器內部流量的波動程度隨沖擊壓力的提高而增大，沖擊器的沖擊流量也隨工作壓力的提高以線性關系增大，說明流量是建立一定壓力的必要條件。試驗中發(fā)現，當流量滿足沖擊器所需的某一壓力后，繼續(xù)增大流量對沖擊壓力的進一步提高不再起作用，反而增加系統(tǒng)的發(fā)熱量。沖擊器后腔的壓力損失是導致沖擊器能量利用率下降的主要因素.
　　 (5)試驗研究了影響液壓沖擊器沖擊壓力和流量變

8、化的因素
　　 通過試驗分析了進油管徑尺寸、活塞尺寸、控制閥、蓄能器對液壓沖擊器沖擊壓力與流量波動的影響。試驗表明：①進油管徑對沖擊壓力和流量在一定頻檔和沖擊壓力下造成的壓力損失，隨著管徑尺寸的減小而增大，但對流量的影響則相反；當壓力和管徑相同時，流量的變化程度會隨沖擊頻率的增大而變小，但此時對壓力的波動影響很小，可忽略不計；在同一頻檔下，后腔的壓力損失隨著管徑尺寸的減小而變大。②既滿足液壓沖擊器密封要求，又滿足流量波動要求的活