★有没有懂液压冲击器的？★

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你要那一部分的啊 是控制系统的还是回路系统的 还是系统的 其他部分 是要介绍先进知识还是要理论还是要什么其他的？？？ 就这一个不好回答啊 先给你复制一篇 想要MM我啊 不过没图 不能复制图片
液压冲击器机电液控制系统研究*
摘要:根据氮爆式液压冲击器的工作原理,建立了基于机电液控制的新型液压冲击器控制
方案。论述了所设计的液压控制系统的工作原理,并分别对计算机控制硬件模块、软件模块作了详
细设计;实验表明该设计方案可以根据工作对象自动调节冲击频率和单次冲击能,实现液压冲击器
的智能化工作。
关键词:液压冲击器;液压控制;计算机控制;设计
0 引言
氮爆式液压冲击器是一种广泛应用于矿山岩石
的破碎、混泥土构建的拆毁等工程建设中的新型液
压工程设备,主要结构包括液压冲击活塞、换向阀和
氮气室等基本部件。本文在压力反馈式原理的基础
上,建立了氮爆式液压冲击器基于机电一体化的控
制方案,并对液压控制系统、计算机控制系统的硬件
和软件模块进行了设计,以提高液压破碎锤的自动
化和智能化水平,实现液压冲击技术上的一个突破
1 液压控制系统的基本原理
根据设计理论和控制方法的不同,液压冲击器
液压控制系统可分为行程反馈和压力反馈2种。行
程反馈原理大多基于设置多个信号孔来实现冲击频
率和冲击能的有级调节,但是这类锤结构复杂,加工
工艺、精度要求很高,而且冲击能与冲击频率同步增
减,因此其冲击频率无法设计得很低。压力反馈原
理的基本思想:通过控制冲击活塞回程加速结束时
氮气室的压力,来调节冲击活塞回程位移,以此达到
改变冲击器的冲击频率和单次冲击能的目的。设计
方案中用压力变送器检测冲击活塞冲击钢钎后反弹
时氮气室的压力信号,此信号主要由工作对象的物
理性质决定,当反弹信号较大时,计算机调节活塞回
程加速结束时氮气室的换向压力为较大值,活塞回
程位移增大,相应冲击频率降低,冲击能增大;反之
当信号小时,调节换向压力为较小值,冲击频率增
大,冲击能减小。由于第1次打击的换向压力可以
预先设定,而第1次打击后的每一次打击都有反弹
信号,计算机可以对每一次打击进行调节,实现输出
能量、频率的独立无级调节和最优匹配。此外,由高
速开关阀和逻辑插装锥阀组成的换向系统,完全摒
弃了传统液压冲击器的换向阀和信号孔,消除了换
向阀加工难的情况,换向系统与冲击器分离开来,中
间用油管连接,制造精度容易得到保证,而且完全可
以满足液压冲击器的工作参数要求,因此更具经济
性和寿命长的特点。
液压控制系统的基本结构和原理如图1所示,
由液压油泵、液压冲击器、高速开关阀、逻辑插装锥
阀、安全阀等组成。
(1)回程加速阶段
活塞冲击钢钎后准备回程运动,压力变送器7
检测出活塞冲击后反弹时氮气室的压力值,将此信
号传送给计算机处理,计算机根据气压法原理公式
算出活塞反弹速度并记录下最大速度,据此调整一
一对应的换向时氮气室压力设定值,高速开关9通
电,使其供油孔和控制孔相通,将锥阀8的控制腔与
高压油接通,锥阀8关闭,切断液压冲击器后腔的高
压油路;同时高速开关阀17断电,回油孔和控制孔
相通,使锥阀18的控制腔与接回油路相通,锥阀18
打开,冲击器后腔接通低压油,活塞2在前腔高压油
的作用下作回程加速运动,氮气室压力升高,后腔5
向回油箱排油。当压力变送器检测到氮气室的压力
达到设定的换向压力值时,计算机发出高电平指令
控制高速开关17,将锥阀18的控制腔接通高压油,
锥阀18关闭,切断后腔5的回油路,回程加速结束。
1·钢钎 2·活塞 3·前腔 4·中缸体 5·后腔 6·氮气室 7·
压力变送器 8·进油锥阀 9·进油高速开关阀 10·A/D转换器
11·高压蓄能器 12·CPU 13·功率信号放大器 14·安全阀 15·
液压泵 16·回油滤清器 17·回油高速开关阀 18·回油锥阀
(2)回程减速与冲程阶段
回程减速与冲程阶段系统油路接通与断开一
致,在锥阀18关闭的同时,计算机发出低电平指令
控制高速开关9,使锥阀8的控制腔接通低压油,锥
阀8打开,冲击器的后腔5接通高压油,活塞在氮气
室压力和高压油液压力等的共同作用下作回程减速
运动以及冲程运动,冲程时前腔3中的高压油随油
路流入后腔5。当冲程结束时,活塞冲击钢钎1并
反弹,计算机记录反弹瞬间氮气室的压力值并转换
为活塞反弹速度,并以最大反弹速度为依据调节换
向压力的设定值,以备下一周期使用。
以上液压控制系统方案取消了传统液压冲击器
的机械式换向系统,采用由计算机控制的自动换向
系统,这样可以根据实际工况来调节冲击器的输出
特性,实现液压冲击器的智能化工作。
2 计算机控制模块硬件设计
计算机控制模块硬件由主控板电路、信号采集
电路、A/D转换电路、人机交换电路、光电隔离传输
电路、输出信号放大电路组成。系统控制电路与液
压冲击器分离开来操作,总体结构如图2所示。主
控板电路完成系统的控制、运算工作;信号采集电路
按照指令采集氮气室压力并以模拟信号的方式传递
给下一级电路;A/D转换电路将模拟信号转换成计
算机能处理的数字信号;人机交换电路用于参数的
设定、系统运行情况的监控等;光电隔离电路用于信
号隔离传输,消除执行机构与硬件电路间的干扰;输
出信号放大电路对输出信号作相应放大处理以便驱
动执行机构工作。
图2 计算机控制模块总体结构图
(1)芯片的选择
单片机芯片选用美国SST公司推出的
SST89E564系列单片机,它采用8051兼容MCU核,
8位CPU与高速Flash集成在同一块芯片上,具有
1 K的片内RAM和64+8 K的EPROM,支持外部扩
展程序存储器和数据存储器的地址范围均为64 K,
内置3个16位的定时/计数器和一个全双工增强的
UART,最多可以有8个中断源,并可以设定为4个
优先级。更特别的是它集成了仿真功能,配合Keil
软件,可使用户的目标板直接具有仿真功能,将单片
机的易用性推向一个新的高度。选用该芯片作为本
系统的核心控制元件,不需再外扩展任何存储设备,
且能高效率、快速运行计算。
A/D转换器选用TI公司的TLV2543串行ADC
芯片,它具有11路模拟输入通道、10 ns的转换速
度、内部片上时钟,采样精度达到12位,外部提供的
时钟最高可达4.1 MHz,能提供较高精度且多通道
的数据采集功能。完全可以满足液压冲击器高频率
工作的要求。另外,该芯片外部接口电路简单,设计
和调试都非常容易。
考虑到液压冲击器的特殊工作环境,选用了抗
干扰能力强的点阵式字符型液晶显示模块对冲击器
的工作情况和参数输入情况进行显示和监控,本控
制系统显示模块选用内部集成HD44780控制器的
字符型液晶显示模块(LCM),液晶控制器HD44780
是字符型液晶显示器的代表,同时具有功耗低、抗干
扰能力强等优点。键盘设计选用矩阵式中断扫描键
盘,利用中断方式,无按键按下时,CPU处理其他工
作而不必进行键的扫描;有键被按下时,通过硬件电
路向CPU申请键盘中断,在键盘中断服务程序中完
成键盘处理,以此提高CPU的效率满足液压冲击器
高频率工作的要求。
(2)信号的传输过程
压力变送器采集氮气室压力信号,为了保证较
远距离传送信号的精度,变送器输出信号的标准为
4~20 mADC,而一般单片机应用系统信号输出只是
电压信号,它能处理的也只有电压信号,因此输出信
号先经电流-电压转换后传给A/D转换电路,A/D
转换器把输入信号进行模数转换,输送给单片机主
控板,单片机对信号作相应处理,并由定时器/计数
器T0和T1通过中断方式输出两路脉宽控制信号,
经由施密特反相器、光电耦合器和并联的施密特反
相器作光电隔离处理后,传至放大电路处理,放大电
路将5 V、5 mA信号放大到12 V、2.6 A后驱动高速
开关阀工作。
3 计算机控制模块软件设计
对控制模块软件设计是为了达到对冲击频率和
单次冲击能的自适应调节2个目的,本文的设计思
想是以压力变送器传来的压力信号为依据去控制2
个高速开关阀的启闭时间。控制模块软件的主要任
务包括系统初始化、处理接口命令、驱动执行模块、
处理键盘命令以及完成显示等,因此软件程序包括
主程序及冲击控制子程序、A/D采样子程序、键盘中
断处理程序和显示子程序等;冲击控制子程序主要
通过定时器/计数器中断方式完成,主程序与控制子
程序流程见图3与图4。
在主程序中,当控制电路板上电后,系统初始
化,进入监控状态,并清理内部存储单元,开放外部
中断,控制系统先不输出控制信号,保持进油、回油
锥阀处于开放状态,一旦检测接到键盘中断发出的
开始运行命令后,进入到控制子程序循环中,开放定
时器中断,启动定时器/计数器T0并设置好初始值
(初始值满足定时时间较短),置单片机相应信号输
出引脚分别为高/低电平,关闭进油锥阀,开放回油
锥阀,冲击器开始回程加速运动;定时器反复中断进
入中断处理程序,每次中断过程中执行A/D采样子
程序获取氮气室压力信号,当氮气室压力pN一旦
等于或大于预设换向压力pNC时,定时器/计数器T0
关闭,启动定时器/计数器T1,信号输出引脚电压置
反,开放进油锥阀,关闭回油锥阀,开始回程减速运
动和冲程运动,在接后的运运过程中,单片机将采集
到的氮气室压力进行比较,直到出现最小值,冲击活
塞已经完成打击钢钎的运动,此后会出现反弹,在反
弹阶段,单片机利用采集到的氮气压力计算反弹速
度,并记录下最大反弹速度且以此为依据查表修改
下一周期的氮气室换向压力。定时结束后关闭定时
器T1,对相应变量重新赋值或修改后启动定时器
T0,开始下一周期运动。当有结束运动的外部中断
命令信号输入时,退出控制子程序,进入监控状态。
4 结语
在压力反馈原理的基础上,对液压冲击器的液
压控制系统、计算机控制硬件模块、软件模块作了详
细设计,液压控制系统中引入高速开关阀、逻辑插装
锥阀共同组成液压冲击器的换向阀块系统,且该阀
块的换向时间由计算机控制,消除基于传统行程反
馈原理的换向阀带来的各种不足;计算机硬件用单
片机作为核心控制元件,与信号采集电路、人机交互
电路和信号输出电路共同协调完成硬件系统工作;
软件模块实时采集和处理各种工况下的压力反馈信
号,并据此调节液压控制系统的回程时间和冲程时
间。实验表明基于上述控制模块的机电液一体化液
压冲击器可以根据工作对象的物理性质,自适应调
节冲击频率和单次冲击能,实现液压冲击器的智能
化、柔性化工作。了解上述控制系统的设计思路,
对液压冲击器的智能化研发有重要的意义。
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Answer 2

独立无级调节控制的新型液压冲击器
1 液压冲击器的现状及改进途径

目前世界上很多厂家生产的液压冲击器斗具有调节冲击能的功能，以适应不同块度与硬度岩石的破碎要求。与一般液压机械不同，液压冲击器的负载是活塞运动的惯性力。因此，改变提供给液压冲击器的流量，就能改变液压冲击器的工作压力和冲击能量。但由于冲击功率与流量的立方成正比，与活塞行程成反比，为保证液压系统电动机的正常工作，在改变流量的同时，一般都通过改变活塞运动行程来达到改变液压冲击器冲击能与冲击频率的目的，把改变液压冲击器活塞行程的方案称为换挡方案

国内外现有各种液压冲击器的行程调节都是有级的。一般只有二至三挡，而且调节行程很不方便。所以，在液压冲击器工作时，行程都保持不变，除非遇到大量大块岩石需改变冲击能时才进行调整。必须指出的是，由于结构尺寸的限制，冲击器行程不可能很大，液压冲击器的冲击频率不可能设计得很低。

根据岩石破碎学理论，岩石破碎有一个最低能量要求，当冲击能低于其要求的最低冲击能时，就无法破碎岩石。为破碎不同块度与硬度的岩石，当行程不变，要增大冲击能时，必须提高冲击压力，这样冲击频率也升高，冲击功率会增大很多。由于目前采用行程反馈原理的液压冲击器冲击能和冲击功率在调节过程中是连锁同步变化的，当冲击能增大时，冲击功率也增大，这就要求增大装机容量。

解决此问题的办法是打破压力与流量成正比的关系，使冲击压力和供油流量独立无级调节控制，从而使冲击能和冲击频率独立无级调节控制。即通过调节控制冲击系统的工作压力来调节控制冲击器的冲击能，冲击压力高时冲击能很大；冲击压力低时冲击能小。通过调节控制供油泵的输出流量来调节控制液压冲击器的冲击频率，供油流量大时冲击频率很高；供油流量小时冲击频率低。这样，可把冲击能调节到很大，而冲击频率可降到很低，使冲击功率不至增大很多。根据破碎现象来选择冲击能和合适的冲击频率，可提高效率，减小液压碎石机配套底盘的型号，降低造价，有利于液压碎石冲击器的推广与应用。

2 新型冲击器的结构与工作原理

新型液压碎石冲击器采用压力反馈控制原理的工作方式，突破液压冲击器传统的行程反馈控制原理和供油流量的独立无级调节控制液压碎石机冲击器工作性能参数的目的。其结构和工作原理可有多种型式，下面分析研究一种主要的结构型式及其工作原理。

（1）结构

如图1所示，冲击器采用前腔常压，后腔压力高、低交替变化的后腔控制式。冲击活塞1与缸体2行成四个容腔，即开有油孔I的常常压前腔a，能连通冲程反馈信号孔II和油孔III的常低压腔b，开有IV的可变压力后腔c及密闭氮气室3。缸体前部常高压腔a经I 及油路与配油阀的常高压腔e和供油泵输出的高压油源P相通，油源通道上设有高压蓄能器5。油孔II由油路与配油阀的常低压腔g和回油O相通，并在回油通道上设有回油蓄能器6。冲程末了，活塞端面B越过油孔II，油腔b把孔II和孔III相通。缸体后部的后腔c经油孔IV及油路与配油阀的变压腔f相通。

配油阀采用锥阀形式和优化的不等阀开口量技术，回程时阀的开口量小；冲程时阀开口量大。推阀腔d经油路与压力控制锥阀7相通，控制高压油源P的通断。锥阀7的开启压力由控制油压Px确定。阀芯8的左右椎柱台肩分别交替控制配油阀常高压腔e与变压腔f和配油阀常低压腔g与变压腔f的通断，当腔e与腔f连通时，腔g与腔f阻断，当腔e与腔f阻断时，腔g与腔f连通。阀芯d腔有作用面积大于h腔有效作用面积，推椎阀h经油路与高压油源p连通。（a）回程开始状态 （b）冲程开始状态

1冲击活塞 2缸体 3氮气室 4镐钎 5蓄能器 6回油蓄能器 7锥阀 8阀芯 9阀体

（2）工作原理

a 回程

图1a所示为活塞已完成了一次冲击，且阀已换向，整个系统处于回程开始状态。此时配油阀的推阀腔d通过油孔II和III已与回油O相通，而推阀经油路和阀芯中心的孔道始终与高压油源P相通，阀芯8h腔高压油作用下处于图示左端位置。高压油P经阀体高压腔e、油孔I与活塞前腔a相通，而后腔c则通过油孔IV经阀体的变压腔f、低压腔g与回油连通；故活塞1在前腔压
http://www.jd37.com/tech/20063/14545.html

液压设备传统改造研究
摘 要：对液压成形设备进行改造，为解决传统液压系统中液压油对液压系统的冲击和振动问题提供依据。目的在于优化系统的设计，提高机器的整体性能。�
关键词：液压成形;设备
液压成形的实用化与迅速发展，很大程度上取决于专用设备的开发与普及。美国、日本及一些欧洲国家都已开发出了专业的液压成形设备。国际上能够提供成套技术与设备的制造商多数集中在欧洲。其中，以德国舒勒公司、SPS公司和瑞典AP＆T公司为主要代表。此外，还有日本的川崎油工，美国的ITC、Hydro Dynamics Technology，德国的Grabener Maschinentechnik、S.DUNKES，加拿大的ValiantMachine＆Tool等公司。哈尔滨工业大学是国内最早开展液压成形技术研究和设备研制的单位，燕山大学、上海交通大学等高校也相继开展了此技术的研究。�
本文所改造的液压机为合肥锻压机床总厂的YH28-100/180-SM双动薄板拉伸液压机，它主要用于不锈钢及其它各种金属薄板的拉深成形，具有结构紧凑、速度快、效率高等特点，有较先进的液压和控制系统，操作方便，功能齐全。该机有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现调整、半自动、自动三种工作方式，液压系统采用二通插装阀，结构紧凑，安装维修方便，动作灵敏可靠，传动效率高，密封性能好。�
该机拉伸油缸采用快速缸，速度可达280mm/s，拉伸力可达1000KN，压边力可达800KN，速度和压力都可在规定范围内调节，用户可根据需要把拉伸速度和压边力选择到最佳工作状态，可拉深出质量较高的不锈钢等各种制品，是薄板拉深的理想设备。�
液压室供油系统要求满足液压成形的工艺要求，同时系统不会过于复杂。现设计其液压原理如图1所示。其动作说明如下：电机启动，泵来油经换向阀中位流回油箱，泵卸荷。当1DT通电时，油经过换向阀、单向阀进入注油板将板料压入凹模而成形。在成形的末期，1DT断电，2DT通电，油经过增压缸进入注油板，在超高压的作用下，板料进一步紧贴凹模而成形其小圆角。该液压系统中的关键是变频器5与增压缸10。�
在液压成形中，根据工艺的需要，液压系统提供给液压室的工作流量和工作压力应该是不断变化的，因此液压系统所消耗的功率也应该是随着工作流量和工作压力的变化而不断变化的。液压泵是液压系统的动力源，液压机中的液压泵大多是定量泵，拉深工序中不同动作所需的液压油工作流量和压力是通过一系列阀门及相关回路来调节的。由于泵的流量一定，也就意味着在工作周期的各个阶段其流量均为最大工作流量，在不需最大工作流量的工序上，多余的压力油经溢流阀回路流回油箱，而驱动液压泵的电机始终保持着维持最大工作流量时的转速，因此电机所消耗的功率也始终维持在工作周期中的最大功率上，造成了大量的电能浪费。在液压回路上加装变频器回路，根据工作周期中所需的压力的变化，利用变频器的变频功能改变驱动电机的电源频率，使周期中的每一个确定的液压工作流量都对应不同的电机转数(频率)，使电机的转数根据工作要求的变化而实时变化，从而可达到对液压系统的工作流量和工作压力进行实时控制和节约电能的目的。增压缸是在成形的最后阶段为成形工件的小圆角而为液压室提供高压的一种措施。由于所需压强较高，一般的液压元件难以满足，若整个系统采用超高压泵和耐高压液压元件，势必会增加制造成本，所以采用了增压缸来满足成形后期所需的高压。�
由于在加工前后注油板需要升降，所以我们的成形力液压系统采用了软管与注油板相连接。 �
图1 成形力液压系统原理图
除了液压元件之外，还用到了两支压力传感器。一支是用于测量成形力大小的，是北京昆仑海岸传感技术中心压力传感器，型号为AK-4，量程为60MPa，该传感器安装在成形力液压系统出油回路上；另一支是用于测量压边力大小的，是Senex压力变送器，型号为DG1300，量程为25Mpa，该传感器安装在液压拉伸机的压边力控制回路上。�

在液压成形过程中，由于需要很高的液压，因此，本文采用组合密封的形式。组合密封通常由一个聚四氟乙烯制造的主密封环和一个辅助弹性密封元件组成，属接触型自紧式密封。弹性密封元件一般采用O形圈，安装时，主密封环和弹性体密封环放置于同一沟槽中，并给弹性密封环一定的压缩量。由于弹性密封环受压缩产生的初始应力作用在聚四氟乙烯环上，既阻止了低压流体可能通过，同时通过主密封环把接触力传递到主密封环与金属接触表面之间的通道，起到初始密封的作用。当密封压力增加时，流体压力把O形密封环推向低压侧，与槽壁紧密接触。在高压流体作用下，O形圈发生变形，并挤压四氟乙烯主密封环，使主密封环与金属表面的接触应力增加。流体的压力越高，挤压应力也就越大，以此达到自紧式密封的作用。�
密封组合大多用于液压缸密封。但液压成形所需密封形式不同于液压缸密封，因此在用于液压成形的密封时，其安装形式需要改变，但其密封原理仍然不变。本文采用聚四氟乙烯环与O形圈组合，此种密封结构又称斯特封，耐压程度达60MPa。�
至此，对传统液压成形设备改造完毕。在液压成型过程中，液压系统的压力设定、控制和密封对于板料成形的影响较大，而且各参数之间有很多组合，加上液压系统在成形瞬间对模具的冲击，振动等对板料的成形也有很大的影响，因此对一种零件的板料成形，其各参数的确定都比较困难。目前为得到一种具体零件的液压成形过程中液压系统各参数的设定都采用反复试验的办法，既繁琐又不经济。利用该系统的动态特性进行动态仿真，分析一些主要的参数对板料成形性能的影响，可以在模拟之中得到液压系统各参数变化对成形工艺的影响，并获得所需参数。对液压系统的仿真可以使设计人员在设计阶段预测机器的性能，避免因重复试验及加工所带来的昂贵费用，可以优化系统的设计，提高机器的整体性能。为解决传统液压系统中液压油对液压系统的冲击和振动问题提供依据。
�
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Answer 3

那叫破碎锤

Answer 4

液压破碎锤？