基于氮气室的液压冲击器理论分析与实验研究
2014-06-04彭峰高贵军
机床与液压 2014年13期
彭峰,高贵军
(1.太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024;2.山西省矿山流体工程实验室 (研究中心),山西太原 030024)
与气动冲击器相比,液压冲击器的破碎能力得到了成倍的提高,其能量利用率也由气动冲击器的15%提高到了40% ~50%,噪声降低了10~15 dB。而且由于液压系统是密封的,液压油既是驱动介质,又是润滑剂,工作零件的磨损大大减少,提高了设备的使用寿命,同时也降低了维护成本;不再需要额外的空压机操作人员和风镐工,降低了人员开支费用,有着巨大的经济效益,因此对其进行研究分析,具有理论价值和应用价值。
对于液压冲击器,其研究模型分为线性模型和非线性模型,李大诒[1]研究了“满足蓄能器容积变化最小时,能量利用率最高,瞬时流量接近最小值”的最优行程设计;杨襄璧[2]以冲程时间比∂=T1/T(T1为冲程时间,T为活塞运动周期)作为抽象设计变量,推导了液压冲击器结构参数与工作参数的全套设计公式,并得出了不同优化目标的∂值;陈定远[3]以∂=S/Sm(S为计算行程,Sm为最大行程)作为设计变量,对等加速无阻尼数学模型的液压冲击器参数进行了量纲一分析和推导,得出最佳效率区为C=0.75~0.85[3]。在传统的液压冲击器的研究当中,液压冲击器的运动是通过系统压力进行驱动的,忽略了氮气室的作用,活塞的运动可简化为匀加速运动,而增加了氮气室后,氮气室在回程时对活塞有缓冲作用,在冲击时对活塞的冲击能有辅助作用,因而,增加了氮气室后,活塞的运动变为变加速运动,活塞的时间速度曲线由直线型变为曲线型,增加了活塞运动的复杂性。……
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