液压破碎锤及工程机械pdf

  本发明涉及破碎锤，公开了一种液压破碎锤及工程机械，该液压破碎锤包括锤体、方向控制阀、先导比例压力控制阀、进油口和回油口，所述锤体内设置有用于安装活塞杆的中缸体腔，所述中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体和下部腔体，所述上部腔体通过所述方向控制阀与所述进油口连接，所述下部腔体与所述进油口连接，所述先导比例压力控制阀安装在所述方向控制阀与所述回油口之间的油路上，以能够控制所述上部腔体的回油压力。本发明的液压破碎锤能够自动调节破碎锤的打击频率，提升破碎效率，节约能耗。

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114893454 A (43)申请公布日 2022.08.12 (21)申请号 3.4 E02F 5/30 (2006.01) E02F 9/22 (2006.01) (22)申请日 2022.04.15 (71)申请人 中联重科土方机械有限公司 地址 410000 湖南省长沙市高新开发区麓 谷大道677号办公楼4015室 申请人 陕西中联西部土方机械有限公司 (72)发明人 刘象宝吴元峰袁野何东博 周文涛 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 周春雨 (51)Int.Cl. F15B 1/02 (2006.01) F15B 11/08 (2006.01) F15B 13/04 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (54)发明名称 液压破碎锤及工程机械 (57)摘要 本发明涉及破碎锤，公开了一种液压破碎锤 及工程机械，该液压破碎锤包括锤体、方向控制 阀、先导比例压力控制阀、进油口和回油口，所述 锤体内设置有用于安装活塞杆的中缸体腔，所述 中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体和 下部腔体，所述上部腔体通过所述方向控制阀与 所述进油口连接，所述下部腔体与所述进油口连 接，所述先导比例压力控制阀安装在所述方向控 制阀与所述回油口之间的油路上，以能够控制所 述上部腔体的回油压力。本发明的液压破碎锤能 够自动调节破碎锤的打击频率，提升破碎效率， 节约能耗。 A 4 5 4 3 9 8 4 1 1 N C CN 114893454 A 权利要求书 1/1页 1.一种液压破碎锤，其特征在于，包括锤体(1)、方向控制阀(2)、先导比例压力控制阀 (3)、进油口(P)和回油口(T)，所述锤体(1)内设置有用于安装活塞杆(4)的中缸体腔，所述 中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体(11)和下部腔体(12)，所述上部腔体(11)通过 所述方向控制阀(2)与所述进油口(P)连接，所述下部腔体(12)与所述进油口(P)连接，所述 先导比例压力控制阀(3)安装在所述方向控制阀(2)与所述回油口(T)之间的油路上，以能 够控制所述上部腔体(11)的回油压力。 2.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，所述中缸体腔还包括位于上部腔体 (11)和下部腔体(12)之间的第一中部腔体(13)，所述方向控制阀(2)一端的控制腔与所述 第一中部腔体(13)连接，其另一端的控制腔与所述进油口(P)连接。 3.根据权利要求2所述的液压破碎锤，其特征在于，所述中缸体腔还包括与所述回油口 (T)连接的第二中部腔体(14)，所述上部腔体(11)、第二中部腔体(14)、第一中部腔体(13) 以及下部腔体(12)由上至下依次设置。 4.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，还包括高压蓄能器(5)，所述高压蓄 能器(5)安装在所述方向控制阀(2)与所述进油口(P)之间的油路上。 5.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，所述先导比例压力控制阀(3)为先 导比例溢流阀。 6.根据权利要求5所述的液压破碎锤，其特征在于，所述先导比例溢流阀的溢流压力与 所述液压破碎锤的打击频率成反比。 7.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，所述活塞杆(4)的下端安装有钎杆 (6)。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压破碎锤，其特征在于，所述先导比例压力控 制阀(3)上设有用于控制先导压力的控制油口(K)。 9.根据权利要求1至7中任一项所述的液压破碎锤，其特征在于，所述上部腔体(11)油 压作用的面积大于所述下部腔体(12)油压作用的面积。 10.根据权利要求1至7中任一项所述的液压破碎锤，其特征在于，所述锤体(1)上设有 氮气室(7)，所述活塞杆(4)的上端安装在所述氮气室(7)内。 11.一种工程机械，其特征在于，设置有根据权利要求1至10中任一项所述的液压破碎 锤。 2 2 CN 114893454 A 说明书 1/5页 液压破碎锤及工程机械 技术领域 [0001] 本发明涉及破碎锤，具体地，涉及一种液压破碎锤。此外，还涉及一种具有所述液 压破碎锤的工程机械。 背景技术 [0002] 液压破碎锤是一种以液压能作为动力源，在运动过程中将液压能转换为机械打击 动能，从而使活塞杆推动钎杆进行破碎作业的装置。作为一种破碎工具，具有噪声小，破碎 性能优越，节能环保等特点。 [0003] 液压破碎锤一般安装在挖掘机上，利用挖掘机提供的液压能进行工作。破碎锤的 工作效率在于钎杆冲击物体的动能和频率，在压力和流量确定的情况下，其打击力与其打 击频率成反比，对于传统的液压破碎锤，其打击频率的调整必须通过人工调整破碎锤的回 油背压来完成。 [0004] 传统破碎锤的冲击频率的调整，一般是通过调整破碎锤中缸体上的阀调节器，通 过手动调整背压阀的节流面积，从而控制破碎锤的回油背压，改变破碎的打击频率。 [0005] 由于不同的石料，硬度差异较大。在不同的破碎工况下，需要经常手动调整破碎锤 的打击频率，来改善破碎锤的打击力。当遇到坚硬的石料时，往往需要经过几次判断、几次 人工调试，才能选取到合适的打击频率和打击速度，从而影响工作效率。 发明内容 [0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种液压破碎锤，该液压破碎锤能够自动调节 破碎锤的打击频率，提升破碎效率，节约能耗。 [0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种工程机械，该工程机械的液压破碎锤能够 自动调节破碎锤的打击频率，提升破碎效率，节约能耗。 [0008] 为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种液压破碎锤，包括锤体、方向控制 阀、先导比例压力控制阀、进油口和回油口，所述锤体内设置有用于安装活塞杆的中缸体 腔，所述中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体和下部腔体，所述上部腔体通过所述 方向控制阀与所述进油口连接，所述下部腔体与所述进油口连接，所述先导比例压力控制 阀安装在所述方向控制阀与所述回油口之间的油路上，以能够控制所述上部腔体的回油压 力。 [0009] 可选地，所述中缸体腔还包括位于上部腔体和下部腔体之间的第一中部腔体，所 述方向控制阀一端的控制腔与所述第一中部腔体连接，其另一端的控制腔与所述进油口连 接。 [0010] 进一步地，所述中缸体腔还包括与所述回油口连接的第二中部腔体，所述上部腔 体、第二中部腔体、第一中部腔体以及下部腔体由上至下依次设置。 [0011] 可选地，还包括高压蓄能器，所述高压蓄能器安装在所述方向控制阀与所述进油 口之间的油路上。 3 3 CN 114893454 A 说明书 2/5页 [0012] 可选地，所述先导比例压力控制阀为先导比例溢流阀。 [0013] 进一步地，所述先导比例溢流阀的溢流压力与所述液压破碎锤的打击频率成反 比。 [0014] 可选地，所述活塞杆的下端安装有钎杆。 [0015] 可选地，所述先导比例压力控制阀上设有用于控制先导压力的控制油口。 [0016] 可选地，所述上部腔体油压作用的面积大于所述下部腔体油压作用的面积。 [0017] 可选地，所述锤体上设有氮气室，所述活塞杆的上端安装在所述氮气室内。 [0018] 本发明另一方面提供一种工程机械，设置有上述技术方案中任一项所述的液压破 碎锤。 [0019] 通过上述技术方案，本发明的有益效果如下： [0020] 本发明在回油油路上设置了先导比例压力控制阀，从而能够根据破碎工况，调节 上部腔体的回油压力，实现对液压破碎锤的打击频率的控制调节，有效提升工作效率，减少 能量的浪费。 [0021] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 [0022] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中： [0023] 图1是本发明具体实施方式中的液压破碎锤的液压原理图； [0024] 图2是本发明具体实施方式中的液压破碎锤的结构示意图； [0025] 图3是本发明具体实施方式中的先导压力与溢流压力关系图； [0026] 图4是本发明具体实施方式中的溢流压力与破碎锤打击频率关系图。 [0027] 附图标记说明 [0028] 1锤体                            11上部腔体 [0029] 12下部腔体                       13第一中部腔体 [0030] 14第二中部腔体                  2方向控制阀 [0031] 3先导比例压力控制阀             4活塞杆 [0032] 5高压蓄能器                     6钎杆 [0033] 7氮气室                         P进油口 [0034] T回油口                         K控制油口 具体实施方式 [0035] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实 施方式。 [0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安 装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接； 可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元 件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在 4 4 CN 114893454 A 说明书 3/5页 本发明中的具体含义。 [0037] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐 含地包括一个或更多个所述特征。 [0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，方位术语以液压破碎锤自身的方位为基准，为 了便于描述本发明和简化描述，术语“上、下”是指液压破碎锤的上下方向，例如，参照图1， 活塞杆4位于上方，相对地，钎杆6位于下方；附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描 述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定 的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0039] 参照图1和图2，本发明提供了一种液压破碎锤，包括锤体1、方向控制阀2、先导比 例压力控制阀3、进油口P和回油口T，所述锤体1内设置有中缸体腔，活塞杆4安装在中缸体 腔内，所述中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体11和下部腔体12，所述上部腔体11 通过所述方向控制阀2与所述进油口P连接，所述下部腔体12与所述进油口P连接，所述先导 比例压力控制阀3安装在所述方向控制阀2与所述回油口T之间的油路上，以能够控制所述 上部腔体11的回油压力。 [0040] 一般地，在活塞杆4的下端安装钎杆6，以进行破碎作业。 [0041] 在初始状态时，活塞杆4位于最下端位置；液压油从进油口P进入到下部腔体12，活 塞杆4受下部腔体12的高压作用，开始向上运动，同时，控制方向控制阀2，使上部腔体11通 过方向控制阀2与回油口T导通，在方向控制阀2与回油口T之间设置了先导比例压力控制阀 3，上部腔体11中液压油进行回油；当活塞杆4上升一定距离后，控制方向控制阀2换向，使上 部腔体11通过方向控制阀2与进油口P导通，液压油也从进油口P进入到上部腔体11，在上部 腔体11的高压作用下，活塞杆4向下运动；循环重复上述过程，进行破碎作业。由于在方向控 制阀2与回油口T之间设置了先导比例压力控制阀3，上部腔体11由先导比例压力控制阀3的 设定压力决定，从而能够控制液压破碎锤的打击频率，也就是说，通过先导比例压力控制阀 3，可以自动控制液压破碎锤的打击频率，有效提升工作效率，减少能量的损耗。特别是，在 液压控制方面，能够实现根据破碎工况，远程调节液压破碎锤的打击频率。 [0042] 在具体实施例中，上部腔体11油压作用的面积大于下部腔体12油压作用的面积， 所以，当上部腔体11通过方向控制阀2与进油口P导通后，在上部腔体11内与下部腔体12内 之间的油压压差作用下，活塞杆4能够向下运动。 [0043] 进一步地，在锤体1上可以设有氮气室7，活塞杆4的上端安装在氮气室7内。在活塞 杆4向上运动的过程中，会对氮气室7内的氮气进行压缩，使氮气室7蓄能；在活塞杆4向下运 动的过程中，氮气室7内的高压氮气能够给予活塞杆4一个向下的作用力。 [0044] 此外，还可以设置高压蓄能器5，具体地，在方向控制阀2与进油口P之间的油路上 安装高压蓄能器5，高压蓄能器5能够将液压系统提供的多余能量存储起来，在活塞杆4向下 运动时，能够对上部腔体11补充液压油。 [0045] 作为一种具体实施例，参照图1，中缸体腔还包括第一中部腔体13，第一中部腔体 13位于上部腔体11和下部腔体12之间，方向控制阀2一端的控制腔与第一中部腔体13连接， 方向控制阀2另一端的控制腔与进油口P连接。其中，第一中部腔体13作为信号腔。在活塞杆 4开始向上运动时，方向控制阀2另一端的控制腔与进油口P连接，使得方向控制阀2处于将 5 5 CN 114893454 A 说明书 4/5页 上部腔体11与回油油路导通的状态，当活塞杆4向上运动到使第一中部腔体13与下部腔体 12导通，即第一中部腔体13受高压作用，由于第一中部腔体13与方向控制阀2一端的控制腔 连接，从而控制方向控制阀2换向，使上部腔体11通过方向控制阀2与进油口P导通，进而使 活塞杆4开始向下运动；实现对活塞杆4循环运动的控制。 [0046] 进一步地，中缸体腔还包括第二中部腔体14，第二中部腔体14与回油口T连接，上 部腔体11、第二中部腔体14、第一中部腔体13以及下部腔体12由上至下依次设置。第二中部 腔体14与第一中部腔体13相连，可以使第一中部腔体13内高压油液经过第二中部腔体14进 行回流，从而在活塞杆4向上运动到使第一中部腔体13与下部腔体12导通之前，可以保证第 一中部腔体13处于低压状态。也就是说，在活塞杆4向下运动至使第一中部腔体13与下部腔 体12截断后，方向控制阀2再次换向，使上部腔体11通过方向控制阀2与回油油路再次导通。 [0047] 在具体实施例中，先导比例压力控制阀3可以为先导比例溢流阀，或者，其它能够 控制压力的先导比例阀。进一步地，可以在先导比例压力控制阀3设置控制油口K，用于控制 先导比例压力控制阀3的设定压力。 [0048] 进一步地，控制油口K可以提供先导压力，从而控制先导比例压力控制阀3的溢流 压力，参照图3，先导压力越大，溢流压力越大，先导压力与溢流压力成正比例关系。参照图 4，随着溢流压力增大，液压破碎锤的打击频率逐步减小，即溢流压力越大，液压破碎锤的打 击频率越小，溢流压力与打击频率成反比例关系。 [0049] 作为一种具体实施例，可以将先导比例压力控制阀3集成在液压破碎锤中，具体 地，参照图2，方向控制阀2设置在锤体1内，方向控制阀2的一个油口与锤体1内的上部腔体 11相连，先导比例压力控制阀3安装在锤体1上，方向控制阀2的回油口与先导比例压力控制 阀3的一个油口相连。 [0050] 为了更好地理解本发明，下面对技术特征相对全面的技术方案进行描述。 [0051] 参照图1和图2，本发明优选实施方式的液压破碎锤，包括锤体1、方向控制阀2、先 导比例压力控制阀3、进油口P和回油口T；锤体1内设置有中缸体腔，活塞杆4安装在中缸体 腔内，活塞杆4的下端安装有钎杆6，锤体1上设有氮气室7，活塞杆4的上端安装在氮气室7 内，中缸体腔包括由上至下依次设置的上部腔体11、第二中部腔体14、第一中部腔体13和下 部腔体12，上部腔体11通过方向控制阀2与进油口P连接，下部腔体12与进油口P连接，先导 比例压力控制阀3安装在方向控制阀2与回油口T之间的油路上，在方向控制阀2与进油口P 之间的油路上安装有高压蓄能器5。其中，方向控制阀2可以为二位三通换向阀，先导比例压 力控制阀3可以为先导比例溢流阀。 [0052] 其中，进油口P与工程机械的液压系统的供油油路相连，回油口T与工程机械的液 压系统的回油油路相连。在初始状态时，活塞杆4处于最下端位置，在开始进行破碎作业时， 液压油经由进油口P进入下部腔体12，多余的液压油流入高压蓄能器5存储起来，同时进油 口P与方向控制阀2的一端的控制腔相连，使得方向控制阀2处于使上部腔体11通过方向控 制阀2与先导比例压力控制阀3导通的状态，在下部腔体12内高压作用下，活塞杆4开始向上 运动，并且对氮气室7内的氮气进行压缩，使氮气室7进行蓄能，同时，上部腔体11内的液压 油依次流经方向控制阀2、先导比例压力控制阀3流向回油口T；当活塞杆4向上运动至使下 部腔体12与第一中部腔体13导通时，第一中部腔体13受高压作用，并且通过油路作用到方 向控制阀2另一端的控制腔，方向控制阀2换向，使上部腔体11通过方向控制阀2与进油口P 6 6 CN 114893454 A 说明书 5/5页 导通，液压油经由进油口P开始向上部腔体11内流入，同时，高压蓄能器5也开始向上部腔体 11补充液压油，由于上部腔体11油压作用的面积大于下部腔体12油压作用的面积，并且，在 氮气室7对活塞杆4向下的作用力，从而使活塞杆4向下运动，冲击钎杆6，进行破碎。当活塞 杆4向下运动至使下部腔体12与第一中部腔体13截断时，第一中部腔体13内的液压油通过 第二中部腔体14进行回油，方向控制阀2再次换向，使上部腔体11通过方向控制阀2与先导 比例压力控制阀3再次导通。循环重复上述过程，实现连续破碎作业。 [0053] 由于方向控制阀2与回油口T之间的回油油路上安装了先导比例压力控制阀3，所 以，可以根据工况，调节先导比例压力控制阀3的设定压力，从而远程调节液压破碎锤的打 击频率，可以提高打击力，提升破碎效率，减低能量损耗；不需要人工的多次判断及调试，有 效提高生产效率。而且，先导比例压力控制阀3能够很好地实现与打击频率的匹配，使液压 破碎锤具备合适的打击力和打击频率。 [0054] 一般地，本发明的液压破碎锤需要安装在具体的工程机械上，例如，作为挖掘机， 装载机等工程机械的主机功能。 [0055] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。 [0056] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 [0057] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 7 7 CN 114893454 A 说明书附图 1/3页 图1 8 8 CN 114893454 A 说明书附图 2/3页 图2 9 9 CN 114893454 A 说明书附图 3/3页 图3 图4 10 10

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