液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置的制作方法

1.本发明涉及模拟试验装置领域，特别涉及一种液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置。


背景技术：

2.液压凿岩机广泛应用于矿山、水电、隧道交通等岩土破碎领域中，建立液压凿岩机性能的模拟试验装置对凿岩机的研发与发展具有重大意义。国内目前的液压凿岩设备的测试、模拟等试验装置主要集中在对冲击能量，冲击频率，冲击波动、使用寿命等项目上的研究，缺少了对液压凿岩机缓冲性能的模拟试验研究，液压凿岩机的缓冲性能对凿岩机的防反打系统的设计、震动、整体性能以及使用寿命等方面都具有重大意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够对液压凿岩机的缓冲性能进行研究的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置。
4.本发明公开一种液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，包括安装架、冲击活塞、安装部件、高度调节部件、钎杆、待凿对象、液压装置、推进油缸、缓冲装置和测量装置，所述安装部件用于安装所述冲击活塞和释放所述冲击活塞以使所述冲击活塞自由下落和击打所述钎杆，所述高度调节部件用于调节所述安装部件的高度；所述缓冲装置包括筒体和位于筒体中的中空的缓冲活塞，所述推进油缸连接在所述安装架和所述筒体之间，所述钎杆沿竖直方向设置于所述缓冲活塞中，所述液压装置与所述推进油缸的进油口和回油口和与所述缓冲装置的进油口和回油口流体连接，在模拟试验时，所述液压装置向所述缓冲装置的进油口提供压力油，从所述缓冲装置的进油口流入的压力油通过所述缓冲活塞使所述钎杆在被所述冲击活塞击打前位于抵紧所述待凿对象的凿打准备位置，且在所述钎杆凿打所述待凿对象后被反弹时，从所述缓冲装置的进油口流入的压力油对所述钎杆进行缓冲且使钎杆恢复至凿打准备位置，从所述推进油缸的进油口流入的压力油在模拟试验时使所述推进油缸对所述缓冲装置保持推进力，所述测量装置包括用于检测进入所述缓冲装置的进油口的压力油的压力和流量的第一检测装置、用于检测进入所述推进油缸的进油口的压力油的压力和流量的第二检测装置和用于在模拟试验时检测冲击活塞在击打所述钎杆时的速度和检测所述缓冲活塞速度的第三检测装置。
5.在一些实施例中，还包括控制装置，所述第一检测装置包括与所述控制装置信号连接的设于所述液压装置和所述缓冲装置的进油口之间的第一压力传感器和第一流量传感器。
6.在一些实施例中，所述第二检测装置包括与所述控制装置信号连接的设于所述液压装置和所述推进油缸的进油口之间的第二压力传感器和第二流量传感器。
7.在一些实施例中，所述控制装置包括计算机和信号连接在所述第一检测装置、所述第二检测装置和所述第三检测装置和所述计算机之间的数据采集器，所述第一检测装置
还包括信号连接在所述第一压力传感器和所述数据采集器之间的第一压力分析仪和信号连接在所述第一流量传感器和所述数据采集器之间的第一流量分析仪，所述第二检测装置还包括信号连接在所述第二压力传感器和所述数据采集器之间的第二压力分析仪和信号连接在所述第二流量传感器和所述数据采集器之间的第二流量分析仪。
8.在一些实施例中，所述第三检测装置包括与所述控制装置信号连接的测速仪和与所述测速仪信号连接的用于检测冲击活塞在击打所述钎杆时的速度的第一速度检测器和检测所述缓冲活塞速度的第二速度检测器。
9.在一些实施例中，所述安装部件包括用于安装冲击活塞的卡盘和连接在高度调节部件和所述卡盘之间的横杆，所述卡盘位于所述钎杆的正上方。
10.在一些实施例中，还包括围绕所述缓冲活塞且设置于所述缓冲活塞和所述筒体之间且相对所述筒体固定的衬套，所述衬套上设有与所述缓冲装置的进油口连通的进油通道和与所述缓冲装置的回油口连接的回油通道；在所述钎杆位于凿打准备位置时，所述缓冲活塞与所述衬套之间还形成第一腔和第二腔，所述第二腔、所述第一腔和所述回油通道之间均隔断，所述第二腔与所述进油通道连通；在所述钎杆在被所述冲击活塞击打后所述缓冲活塞沿高度方向往下移动后，所述第二腔与所述第一腔、所述进油通道和所述回油通道均连通。
11.在一些实施例中，还包括隔套和分别位于所述筒体两端的中空的端盖和止动环，所述缓冲活塞伸出所述端盖且与所述端盖滑动密封连接，所述钎杆包括伸出所述端盖的杆身和与所述杆身连接且与所述杆身位于所述止动环的两侧的钎头，所述钎头用于凿打所述待凿对象，所述止动环沿轴向将所述钎杆的杆身和钎头限制在所述止动环的两侧，所述钎杆还包括设于所述杆身上的花键，所述缓冲活塞包括裙形端部，所述隔套围绕所述钎杆设置且位于所述裙形端部的腔体内，所述隔套的轴向的两端分别接触所述花键和裙形端部的台阶面。
12.在一些实施例中，所述止动环包括两个可分离的半环。
13.基于本发明提供的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，通过设置安装架、冲击活塞、安装部件、高度调节部件、钎杆、待凿对象、液压装置、推进油缸、缓冲装置和测量装置等元件、部件，可以模拟液压凿岩机的冲击活塞击打钎杆时的缓冲装置的缓冲表现，通过测量装置的测量可以得到液压凿岩机的缓冲性能数据，从而可以对液压凿岩机的缓冲性能进行研究。
14.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明实施例的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置的结构示意图；图2为图1的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置的缓冲装置的剖视结构示意图；图3为图2所示结构的局部放大示意图；图4为图2所示结构的止动环的部分结构的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
19.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“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
21.如图1至图3所示，本实施例的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置包括安装架1、冲击活塞4、安装部件3、高度调节部件8、钎杆5、待凿对象6、液压装置、推进油缸7、缓冲装置2和测量装置。
22.在图1所示的实施例中，安装架1为立柱，待凿对象6为岩石。安装部件3用于安装冲击活塞4和释放冲击活塞4以使冲击活塞4自由下落和击打钎杆5，即安装部件3能够将冲击活塞4安装于其上以使冲击活塞4维持一定高度，同时安装部件3还能够释放位于一定高度的安装于其上的冲击活塞4，让冲击活塞4自由下落，从而能够击打到位于其正下方的钎杆5。高度调节部件8用于调节安装部件3的高度，从而能够调节安装于安装部件3上的冲击活塞4的高度。如图2和图3所示，缓冲装置2包括筒体24和位于筒体24中的中空的缓冲活塞22，推进油缸7连接在安装架1和筒体24之间，钎杆5沿竖直方向设置于缓冲活塞22中，且钎杆5
位于冲击活塞4的正下方。液压装置与推进油缸7的进油口和回油口和与缓冲装置的进油口241和缓冲装置的回油口242流体连接。在模拟试验时，液压装置向缓冲装置的进油口241和推进装置的进油口提供压力油，从缓冲装置的进油口241流入的压力油通过缓冲活塞22使钎杆5在被冲击活塞4击打前位于抵紧待凿对象6的凿打准备位置，且在钎杆5凿打待凿对象6后被反弹时，从缓冲装置的进油口241流入的压力油对钎杆5进行缓冲且使钎杆5恢复至凿打准备位置；即钎杆5被冲击活塞4击打前，缓冲装置的进油口241向下推压缓冲活塞22，缓冲活塞22向下推压钎杆5，钎杆5处于压紧待凿对象6的凿打准备位置，当冲击活塞4击打钎杆5后，钎杆5向下运动对待凿对象6凿打，然后反弹向上运动，钎杆5带动缓冲活塞22向上运动，此时从缓冲装置的进油口241流入的压力油对缓冲装置2的向上运动进行阻挡和缓冲，使钎杆5快速恢复至压紧待凿对象6的凿打准备位置准备下一次被冲击活塞4的击打。缓冲装置2能够模拟液压凿岩机的缓冲装置2。推进油缸7的进油口流入的压力油在模拟试验时使推进油缸7对缓冲装置2保持推进力，推进油缸7的结构和功能与液压凿岩机的推进装置类似，从而推进油缸7能够模拟液压凿岩机的工作时的推进装置的作用效果。测量装置包括用于检测进入缓冲装置的进油口241的压力油的压力和流量的第一检测装置、用于检测进入推进油缸7的进油口的压力油的压力和流量的第二检测装置和用于在模拟试验时检测冲击活塞4在击打钎杆5时的速度和检测缓冲活塞22速度的第三检测装置。设置测量装置能够检测钎杆5被击打以及凿打待凿打对象6的整个过程中缓冲装置的进油口241的压力油的压力和流量、推进油缸7的进油口的压力油的压力和流量、冲击活塞4在击打钎杆5时的速度和缓冲活塞22速度，从而能够得到液压凿岩机缓冲装置2的模拟试验数据。
23.本实施例的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，通过设置安装架1、冲击活塞4、安装部件3、高度调节部件8、钎杆5、待凿对象6、液压装置、推进油缸7、缓冲装置2和测量装置等元件、部件，可以模拟液压凿岩机的冲击活塞4击打钎杆5时的缓冲装置2的缓冲表现，通过测量装置的测量可以得到液压凿岩机的缓冲性能数据，从而可以对液压凿岩机的缓冲性能进行研究。通过数据采集及分析可以得到在特定缓冲压力、流量情况下缓冲活塞22的运动轨迹以及缓冲推进力与缓冲性能的关系。通过分析缓冲活塞22的运动轨迹以及缓冲推进力与缓冲性能的关系可以更好适配冲击活塞4的冲击频率、冲击能等以达到液压凿岩机的最优缓冲性能。
24.在一些实施例中，如图1所示，液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置还包括控制装置，第一检测装置包括与控制装置信号连接的设于液压装置和缓冲装置的进油口241之间的第一压力传感器111和第一流量传感器121。
25.在一些实施例中，如图1所示，第二检测装置包括与控制装置信号连接的设于液压装置和推进油缸7的进油口之间的第二压力传感器112和第二流量传感器122。
26.在一些实施例中，如图1所示，控制装置包括计算机18和信号连接在第一检测装置、第二检测装置和第三检测装置和计算机18之间的数据采集器17，数据采集器17采集第一检测装置、第二检测装置和第三检测装置的检测数据并将其传递给计算机。第一检测装置还包括信号连接在第一压力传感器111和数据采集器17之间的第一压力分析仪131和信号连接在第一流量传感器121和数据采集器17之间的第一流量分析仪141，第二检测装置还包括信号连接在第二压力传感器112和数据采集器17之间的第二压力分析仪132和信号连接在第二流量传感器122和数据采集器17之间的第二流量分析仪142。
27.在一些实施例中，第三检测装置包括与控制装置信号连接的测速仪16和与测速仪16信号连接的用于检测冲击活塞4在击打钎杆5时的速度的第一速度检测器10和检测缓冲活塞22速度的第二速度检测器9。测速仪包括雷达测速仪或者激光测速仪，当测速仪16包括激光测速仪时，第一速度检测器10和第二速度检测器9为激光发射器，相应地冲击活塞4和缓冲活塞22上设有用于反射激光的反射装置。
28.在一些实施例中，如图1所示，安装部件3包括用于安装冲击活塞4的卡盘和连接在高度调节部件8和卡盘之间的横杆，卡盘位于钎杆5的正上方。在将冲击活塞4安装于安装部件3上时，卡盘收紧，即可固定冲击活塞4，当卡盘放松，即可释放冲击活塞4。
29.在一些实施例中，如图2和图3所示，液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置还包括围绕缓冲活塞22且设置于缓冲活塞22和筒体24之间且相对筒体24固定的衬套25，衬套25上设有与缓冲装置的进油口241连通的进油通道243和与缓冲装置的回油口242连接的回油通道244。在如图所示的实施例中，缓冲活塞22的外侧面与筒体24之间形成有进油腔245和回油腔247，进油通道243通过进油腔245与缓冲装置的进油口241连通，回油通道244通过回油腔247与缓冲装置的回油口242连通。在钎杆5位于凿打准备位置时，缓冲活塞22与衬套25之间还形成第一腔248和第二腔246，第二腔246、第一腔248和回油通道244之间均隔断，即第二腔246、第一腔248和回油通道244三者此时均不流体连通，第二腔246与进油通道243连通。在钎杆5在被冲击活塞4击打后缓冲活塞22沿高度方向往下移动后，第二腔246与第一腔248、进油通道243和回油通道244均连通，此时第二腔246进入的压力油对第一腔248充油，并且压力油也从回油通道244回油，缓冲活塞22能够和钎杆5一起顺利地向下移动去凿打待凿物体。当钎杆5反弹时，缓冲活塞22跟随钎杆5向上移动，第二腔246和回油通道244之间隔断，第一腔248的油液对缓冲活塞22的向上移动进行阻碍和缓冲，从而可以使钎杆5快速平稳地恢复至凿打准备位置。
30.在一些实施例中，如图2和图3所示，液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置还包括隔套26和分别位于筒体24两端的中空的端盖23和止动环27，端盖23和止动环27通过螺钉安装于筒体24的两端。缓冲活塞22伸出端盖23且与端盖23滑动密封连接，钎杆5包括伸出端盖23的杆身和与杆身连接且与杆身位于止动环27的两侧的钎头，钎头用于凿打待凿对象6，止动环27沿轴向将钎杆5的杆身和钎头限制在止动环27的两侧，钎杆5还包括设于杆身上的花键51，缓冲活塞22包括裙形端部221，隔套26围绕钎杆5设置且位于裙形端部221的腔体内，隔套26的轴向的两端分别接触花键51和裙形端部221的台阶面。在冲击活塞4击打钎杆5之前，从缓冲装置的进油口241进入的压力油沿高度方向向下挤压缓冲活塞22，缓冲活塞22通过裙形端部221的台阶面向下压隔套26的一端面，隔套26的另一端面向下压花键51，从而将钎杆5压紧在待凿物体上。
31.在一些实施例中，如图4所示，止动环27包括两个可分离的半环271。
32.在一些实施例中，液压装置如图1所示包括油箱15和分别向缓冲装置2以及推进油缸7供油的第一液压泵101和第二液压泵102。
33.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，包括安装架、冲击活塞、安装部件、高度调节部件、钎杆、待凿对象、液压装置、推进油缸、缓冲装置和测量装置，所述安装部件用于安装所述冲击活塞和释放所述冲击活塞以使所述冲击活塞自由下落和击打所述钎杆，所述高度调节部件用于调节所述安装部件的高度；所述缓冲装置包括筒体和位于筒体中的中空的缓冲活塞，所述推进油缸连接在所述安装架和所述筒体之间，所述钎杆沿竖直方向设置于所述缓冲活塞中，所述液压装置与所述推进油缸的进油口和回油口和与所述缓冲装置的进油口和回油口流体连接，在模拟试验时，所述液压装置向所述缓冲装置的进油口提供压力油，从所述缓冲装置的进油口流入的压力油通过所述缓冲活塞使所述钎杆在被所述冲击活塞击打前位于抵紧所述待凿对象的凿打准备位置，且在所述钎杆凿打所述待凿对象后被反弹时，从所述缓冲装置的进油口流入的压力油对所述钎杆进行缓冲且使钎杆恢复至凿打准备位置，从所述推进油缸的进油口流入的压力油在模拟试验时使所述推进油缸对所述缓冲装置保持推进力，所述测量装置包括用于检测进入所述缓冲装置的进油口的压力油的压力和流量的第一检测装置、用于检测进入所述推进油缸的进油口的压力油的压力和流量的第二检测装置和用于在模拟试验时检测冲击活塞在击打所述钎杆时的速度和检测所述缓冲活塞速度的第三检测装置。2.如权利要求1所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，还包括控制装置，所述第一检测装置包括与所述控制装置信号连接的设于所述液压装置和所述缓冲装置的进油口之间的第一压力传感器和第一流量传感器。3.如权利要求2所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，所述第二检测装置包括与所述控制装置信号连接的设于所述液压装置和所述推进油缸的进油口之间的第二压力传感器和第二流量传感器。4.如权利要求3所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，所述控制装置包括计算机和信号连接在所述第一检测装置、所述第二检测装置和所述第三检测装置与所述计算机之间的数据采集器，所述第一检测装置还包括信号连接在所述第一压力传感器和所述数据采集器之间的第一压力分析仪和信号连接在所述第一流量传感器和所述数据采集器之间的第一流量分析仪，所述第二检测装置还包括信号连接在所述第二压力传感器和所述数据采集器之间的第二压力分析仪和信号连接在所述第二流量传感器和所述数据采集器之间的第二流量分析仪。5.如权利要求2所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，所述第三检测装置包括与所述控制装置信号连接的测速仪和与所述测速仪信号连接的用于检测冲击活塞在击打所述钎杆时的速度的第一速度检测器和检测所述缓冲活塞速度的第二速度检测器。6.如权利要求1所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，所述安装部件包括用于安装冲击活塞的卡盘和连接在高度调节部件和所述卡盘之间的横杆，所述卡盘位于所述钎杆的正上方。7.如权利要求1所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，还包括围绕所述缓冲活塞且设置于所述缓冲活塞和所述筒体之间且相对所述筒体固定的衬套，所述衬套上设有与所述缓冲装置的进油口连通的进油通道和与所述缓冲装置的回油口连接的回油通道；在所述钎杆位于凿打准备位置时，所述缓冲活塞与所述衬套之间还形成第一腔和第
二腔，所述第二腔、所述第一腔和所述回油通道之间均隔断，所述第二腔与所述进油通道连通；在所述钎杆在被所述冲击活塞击打后所述缓冲活塞沿高度方向往下移动后，所述第二腔与所述第一腔、所述进油通道和所述回油通道均连通。8.如权利要求7所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，还包括隔套和分别位于所述筒体两端的中空的端盖和止动环，所述缓冲活塞伸出所述端盖且与所述端盖滑动密封连接，所述钎杆包括伸出所述端盖的杆身和与所述杆身连接且与所述杆身位于所述止动环的两侧的钎头，所述钎头用于凿打所述待凿对象，所述止动环沿轴向将所述钎杆的杆身和钎头限制在所述止动环的两侧，所述钎杆还包括设于所述杆身上的花键，所述缓冲活塞包括裙形端部，所述隔套围绕所述钎杆设置且位于所述裙形端部的腔体内，所述隔套的轴向的两端分别接触所述花键和裙形端部的台阶面。9.如权利要求8所述的液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，其特征在于，所述止动环包括两个可分离的半环。

技术总结
本发明公开一种液压凿岩机缓冲装置模拟试验装置，包括安装架、冲击活塞、安装部件、高度调节部件、钎杆、待凿对象、液压装置、推进油缸、缓冲装置和测量装置，安装部件用于安装冲击活塞和释放冲击活塞，高度调节部件用于调节安装部件的高度；缓冲装置包括筒体和缓冲活塞，在模拟试验时，液压装置向缓冲装置的进油口提供压力油，从推进油缸的进油口流入的压力油在模拟试验时使推进油缸对缓冲装置保持推进力，测量装置包括用于检测进入缓冲装置的进油口的压力油的压力和流量的第一检测装置、用于检测进入推进油缸的进油口的压力油的压力和流量的第二检测装置和用于在模拟试验时检测冲击活塞在击打钎杆时的速度和检测缓冲活塞速度的第三检测装置。塞速度的第三检测装置。塞速度的第三检测装置。


技术研发人员：王英赫 丁河江 马建乐 周忠尚 郭建飞 姜鑫 刘赛 李志
受保护的技术使用者：徐州徐工基础工程机械有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/8/9