Page 170 - 机械制造及其自动化

机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

由之上的仿真数据拟合可知：节流孔的孔径为4~6mm时的仿真曲线显示，此

时由于节流孔过小，当冲击活塞的后封油面越过了进油口b与卸油孔c之后，中间
腔与后腔的泄压速度过慢，导致冲击活塞无法完成完整的工作周期，故此时的冲
击活塞的冲击末速度无法达到设计值。节流孔为6~8mm时的仿真曲线显示，此时
节流孔起到了预期的作用，冲击活塞在冲程末端并未有明显的减速，直到冲击活

塞与岩石发生碰撞，速度才下降。此时，相比于未串联节流孔的模型，冲击的最
大速度虽然没有太大变化，但是碰撞时候的速度却是不同的。串联节流孔之前是
在速度变小之后才发生碰撞的，而串联节流孔之后是在速度最大时发生碰撞的。

碰撞时速度的提高，对于无阀控液压凿岩机的效率提高是极其有利的。节流孔为
8~9mm时的仿真曲线显示，此时节流孔的开度过大，未能起到预期效果。当节流
孔径为9mm或者更大时，基本已经没有作用。从以上的仿真可以看出，节流孔在
一定范围内可以起到良好的效果，节流孔过小则活塞不能顺利完成工作周期，节

流孔过大则等同于没有节流孔。
对比之下，可以看出冲击活塞的位移变小了，更接近设计值。冲击活塞的
回程最大速度变小了，这对凿岩机本身是有益的，而且也更接近设计值。与此

同时，冲击活塞的最大速度虽然基本相同，但是最大速度出现的位置发生了变
化。综上，都是串联节流孔之后的性能提高，可见增加节流孔是一个有效的改进
方案。

2.控制油路方案
节流孔方案的仿真结果表明在卸油孔c后串联一个节流孔对无阀控液压凿岩
机的性能改善有一定的效果，但冲程的最大末速度变化并不明显。我们尝试从液

压回路入手，通过控制进油路与回油路来改善无阀控液压凿岩机的性能。
首先，介绍控制油路方案的控制回油路方案，即通过控制回油来改善无阀控
液压凿岩机的性能。通过控制回油路的通断，控制无阀控液压凿岩机的中间腔与
后腔的保压与卸荷。通过延迟卸荷，让冲击活塞的冲程末速度更大，而当冲击活

塞发生碰撞之后，及时打开电磁阀，使后腔卸荷，保证冲击活塞正常回程。这种
方案与节流孔方案在原理上是相同的，都是通过阻止冲程加速阶段的提前卸荷，
来提高冲击活塞的冲击末速度，从而提高无阀控液压凿岩机的效率。

由冲击活塞速度对比图可知，采用控制回油路方案可以明显提高无阀控液压
凿岩机冲击活塞的最大末速度，从而提高凿岩机的效率。但此种方法仍有不足，

158