CN109414809B - 双活塞型液压冲击装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有稳定的动作性的双活塞型液压冲击装置。该双活塞型液压冲击装置(100)包括冲击一个传递部件(105)的两个冲击机构(200、300)。各冲击机构(200、300)的活塞(210、310)的前后的受压面积比设定成使得两个冲击机构(200、300)的循环时间相同。
Description
技术领域
本发明涉及对钻杆、凿子等工具施加冲击来进行岩石等的破碎的凿岩机、破碎机等液压冲击装置。
背景技术
例如,凿岩机包括具有冲击机构的凿岩机主体。在凿岩机主体的前端部插入有钎杆,安装有凿孔用的钻头的钻杆通过套管与钎杆连结。在冲击机构的活塞冲击钎杆时,该冲击能量从钎杆经由钻杆传递到钻头,钻头构成为穿入作为破碎对象的岩石而能破碎岩石。
在这种液压冲击装置中,冲击机构的高输出化是包括本申请人在内的各公司一直追求的课题。作为高输出化的途径,有时会采取增大每一冲击的冲击能量的策略、增加冲击数的策略或一并实施这两者的策略。
如果增大每一冲击的冲击能量,则作用于由钎杆、钻杆及钻头构成的传递部件的应力变大。加之,在岩石破碎中没有消耗完的冲击能量作为反射能量传递到凿岩机。反射能量与冲击能量成比例地增大。因此,作用于凿岩机主体的应力也变大。因此,如果能够实现与作用于整个凿岩机的应力的增大相抵的强度的提高,增大每一冲击的冲击能量的策略则可以说是有效的。
另一方面,在这种液压冲击装置中一般都包括冲程调节器。冲程调节器具有通过将控制冲击机构的切换阀的动作时机提前来使活塞的冲程短冲程化的结构。当操作冲程调节器并选择短冲程的设定时,活塞的冲程缩短,冲击数增加。
但是,随着活塞的冲程缩短,活塞的加速时间也缩短。因此,活塞速度降低,牵连冲击机构的高输出化。因此,冲程调节器专门用作在包括较多的破碎带等不稳定的岩石上进行作业时限制冲击输出的手段。
于是,例如在专利文献1中,如图14中的例子所示,提出了包括两个活塞1、2而使冲击数增加到2倍的冲击机构10。该文献记载的冲击机构10中,一方的中空活塞1具有中空形状,另一方的实心活塞2具有实心形状。这两个活塞1、2在气缸3内同轴地设置,并配置成实心活塞2插通中空活塞1的内径。在中空活塞1的前后划分出前室1m及后室1u,在实心活塞2的前后划分出前室2m及后室2u。
在中空活塞1的前室1m和后室1u之间,从前方起设置有中空活塞控制口Pf及排油口Pt,并在实心活塞2的前室2m和后室2u之间设置有实心活塞控制口Pr。进而,该冲击机构10具有内置有切换阀4d的一个切换阀机构4作为控制两个活塞1、2的前进后退动作的控制单元。切换阀4d构成为,总是被向一个方向(图14中的左方)施力,并在阀控制口Pf、Pr被供给压力油时,抵抗施力而切换到相反方向(图14中的右方),根据对两个活塞1、2的前后室的压力油的供排,两个活塞1、2交替冲击一个传递部件20的后部。
上述冲击机构10的动作说明图如图15所示。需要说明的是,在该图中,加影线示出的地方示出了高压连接的状态,以轮廓示出的地方示出了低压连接的状态。该切换阀机构4的切换时机如以下的(1)及(2)所述。
(1)切换阀后退(图15的(a)~(b))
在中空活塞1处于后退局面、且实心活塞2处于前进局面的状态下,首先,通过中空活塞1的后退,中空活塞控制口Pf被活塞大径部1d封闭,接着,通过实心活塞2的前进,前室2m和实心活塞控制口Pr连通的时机。
(2)切换阀前进(图15的(c)~(d))
在实心活塞2处于后退局面、且中空活塞1处于前进局面的状态下,首先,通过实心活塞2的后退,前室2m和实心活塞控制口Pr的连通关闭,接着,通过中空活塞1的前进,中空活塞控制口Pf和排油口Pt连通的时机。
这里,该冲击机构10在(1)的切换阀后退的时机,即使在通过实心活塞2的前进使前室2m和实心活塞控制口Pr连通之后,通过中空活塞1的后退使中空活塞控制口Pf被活塞大径部1d封闭,由于压力油卸载,因此冲击机构10也不会正常地进行动作。
同样地,该冲击机构10在(2)的切换阀前进的时机,即使在通过实心活塞2的后退使前室2m和实心活塞控制口Pr的连通关闭之前,通过中空活塞1的前进使中空活塞控制口Pf和排油口Pt连通,由于压力油卸载,因此冲击机构10也不会正常地进行动作。
如此,在该冲击机构10中,不只是伴随着两个活塞1、2彼此的前进后退动作的口的开闭状态,甚至连其开闭的顺序都被严格地用于切换阀机构4的控制,因此在使两个活塞1、2准确地交替冲击方面,可以说是理想的控制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:特表2005-507789号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在专利文献1中记载的冲击机构中,由于来自岩石的反作用等的影响,在某一方的活塞的动作速度发生了异常的情况下、或者钻头穿入岩石的状态变化而使某一方的活塞的冲击位置移动的情况下,由于未准确地进行动作,因此存在动作不稳定的问题。
此外,在专利文献1中记载的冲击机构中,例如不能以像单独冲击模式、同时冲击模式等那样的、交替冲击以外的冲击模式进行动作。需要注意的是,“单独冲击模式”是指停止一方的活塞而仅通过另一方的活塞进行冲击的冲击模式。此外,“同时冲击模式”是增大每一冲击的冲击能量的策略,是指以两个活塞同时冲击传递部件的冲击模式。
进而,在专利文献1中记载的冲击机构中,要想包括冲程调节器来实现短冲程化也非常困难。需要注意的是,在该文献记载的冲击机构中,由于采用向中空活塞1的后室1u开口的口19和口18(参照图14)不可避免在一方为高压连接且另一方为低压连接的状态下瞬间连通的结构,因此也存在液压效率下降的问题。
因此,本发明鉴于这些问题点而提出,其技术问题在于提供具有稳定的动作性的双活塞型液压冲击装置。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述技术问题,本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置包括以两个活塞冲击一个传递部件的冲击机构,所述冲击机构包括第一冲击机构和第二冲击机构,所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以冲击轴线同轴、且所述第二冲击机构位于所述传递部件一侧的方式前后串联地配置,所述第一冲击机构包括第一气缸、第一活塞以及第一切换阀,所述第一活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第一气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第一冲击部,所述第一切换阀切换该第一活塞的前进后退动作,所述第二冲击机构包括第二气缸、第二活塞以及第一切换阀,所述第二活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第二气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第二冲击部,所述第一切换阀切换该第二活塞的前进后退动作,仅所述第一冲击机构和所述第二冲击机构中任一方包括阀控制单元,所述阀控制单元控制所述第一切换阀及所述第二切换阀双方的动作,所述两个活塞中,至少所述第二活塞形成为中空形状,并且所述第一活塞插入所述第二活塞的内部,使得所述第一冲击部以能够冲击所述传递部件的方式延伸,所述两个活塞进一步设定成各活塞的前后的受压面积比满足下(式)。
[t1a+t1c]=t1b=[t2a+t2c]=t2b (式)
在上述(式)中,t1a是所述第一活塞的前进时间,t1b是所述第一活塞的后退加速时间,t1c是所述第一活塞的后退减速时间,t2a是所述第二活塞的前进时间,t2b是所述第二活塞的后退加速时间,t2c是所述第二活塞的后退减速时间。
根据本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置,由于冲击轴线同轴地配置,因此能够以第一活塞和第二活塞双方冲击传递部件,此外,两个活塞的前进后退动作的切换分别通过单独的切换阀进行、且两个切换阀的动作由一个阀控制单元控制。换言之,将唯一的阀控制单元作为控制第一切换阀的动作的单元及控制第二切换阀的动作的单元仅设置于第一冲击机构和第二冲击机构中任一方。此外,两个活塞设定成各活塞的前后的受压面积比满足上述(式),由此,两个冲击机构的循环时间相同,容易进行控制,动作稳定。
这里,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述冲击机构构成为能够设定以所述两个活塞交替冲击所述一个传递部件的交替冲击模式,所述交替冲击模式是所述第一切换阀的切换口和所述第二切换阀的切换口被设定为相位彼此相反的关系、并且所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以在时间上相互等间隔地冲击所述传递部件的方式进行动作的模式。
如果是这样的结构的话,由于将第一切换阀和第二切换阀的切换口设定为相位相反的关系,并且第一冲击机构和第二冲击机构以在时间上相互等间隔地冲击传递部件的交替冲击模式进行动作,因此与以单一的冲击机构进行冲击的情况相比,冲击数变为2倍,冲击能量的总和增大,但在各个冲击机构中相互的冲击反作用力被抵消,因此能够减少振动。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述冲击机构构成为能够设定以所述两个活塞同时冲击所述一个传递部件的同时冲击模式,所述同时冲击模式是所述第一切换阀的切换口和所述第二切换阀的切换口被设定为相位彼此相同的关系、并且所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以同时冲击所述传递部件的方式进行动作的模式。
如果是这样的结构的话,由于将第一切换阀和第二切换阀的切换口设定为相位相同的关系,并且第一冲击机构和第二冲击机构以同时冲击传递部件的同时冲击模式进行动作,因此每一冲击的冲击能量是第一活塞和第二活塞之和。因此,每一冲击的冲击能量倍增,在破碎对象是硬岩的情况下是有效的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述冲击机构在所述第一切换阀和所述第二切换阀中任一方具有动作模式选择单元,所述动作模式选择单元通过切换各切换阀的切换口的相位来选择交替冲击模式和同时冲击模式,所述交替冲击模式是以所述两个活塞交替冲击所述一个传递部件的模式,所述同时冲击模式是以所述两个活塞同时冲击所述一个传递部件的模式。
如果是这样的结构的话,由于对第一切换阀和第二切换阀中任一方设置了通过切换切换口的相位来选择交替冲击模式和同时冲击模式的动作模式选择单元,因此像在破碎对象是软岩的情况下选择交替冲击模式,是硬岩的情况下选择同时冲击模式这样能够根据破碎对象以最恰当的冲击模式进行作业方面是合适的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,至少由所述动作模式选择单元控制一侧的切换阀是包括控制口和保持口的全液压动作式的先导控制阀,所述控制口从所述阀控制单元被供给控制压,所述保持口被供给保持压,所述动作模式选择单元包括控制压切换阀,所述控制压切换阀通过调换所述控制口和所述保持口的配置来切换所述切换口的相位。
如果是这样的结构的话,由于至少由动作模式选择单元控制一侧的切换阀是包括从阀控制单元被供给控制压的控制口和被供给保持压的保持口的全液压动作式的先导控制阀,并且动作模式选择单元通过调换控制口和保持口的配置来切换切换口的相位,因此没有必要变更从高压回路至活塞后室的路径的设备结构,不会发生压力损失。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述动作模式选择单元包括回路切换阀,所述回路切换阀通过调换与由该动作模式选择单元控制一侧的切换阀连接的高压回路和低压回路的回路结构来切换所述切换口的相位。
如果是这样的结构的话,由于动作模式选择单元包括通过调换与由动作模式选择单元控制一侧的切换阀连接的高压回路和低压回路的回路结构来切换切换口的相位的回路切换阀,因此在简化设备结构方面是合适的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述第一切换阀和所述第二切换阀中任一方构成为具有停止单元,所述停止单元通过切断所述阀控制单元与该任一方的切换阀的控制口的连接而停止该任一方的切换阀的动作,通过该停止单元的动作,能够选择仅以第一冲击机构和第二冲击机构中任一冲击机构进行冲击的单独冲击模式。
如果是这样的结构的话,由于对第一切换阀和第二切换阀中任一方设置通过切断阀控制单元与切换阀的控制口的连接来停止切换阀的动作的停止单元,并能够选择仅通过任一方冲击机构进行冲击的单独冲击模式,因此能够进行相对于交替冲击模式使冲击数减半、相对于同时冲击模式使冲击能量减半的所谓的“轻冲击”,在增强作业的通用性方面是合适的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述停止单元具有选择阀,所述选择阀切换所述任一方的切换阀的停止位置,以将停止侧的冲击机构的活塞后室保持为高压或低压任一方。
如果是这样的结构的话,由于包括切换切换阀的停止位置以将停止侧的冲击机构的活塞后室保持为高压或低压任一方的选择阀,因此在将后室高压连接并停止时,停止侧的活塞向前方推压传递部件并停止。因此,成为在超过冲击点的位置冲击传递部件的前进位置上的单独冲击模式,从而除了上述“轻冲击”之外,还能够选择比“轻冲击”更为限制冲击能量的“微冲击”,在进一步增强作业的通用性方面是合适的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述停止单元具有停止推力调节单元,在将所述停止侧的冲击机构的活塞后室高压连接的状态下停止冲击机构的情况下,所述停止推力调节单元以使所述停止侧的活塞向前方的推力在推进机构的推力以下的方式调节所述停止侧的活塞后室压。
如果是这样的结构的话,由于设置了在将活塞后室高压连接的状态下停止冲击机构的情况下以使活塞向前方的推力在推进机构的推力以下的方式调节活塞后室压的停止推力调节单元,因此在进行上述的“微冲击”的情况下,传递部件的穿入量根据破碎对象的状态而变化,在能够最恰当地控制冲击能量方面是更合适的。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述第一活塞的质量和所述第二活塞的质量设定为相同。如果是这样的结构的话,由于第一活塞和第二活塞的质量设定为相同,因此第一冲击机构和第二冲击机构的冲击能量相同。因此,在将每一冲击的冲击能量设定为小于传递部件的疲劳限度时,即使以交替冲击模式进行动作,也不至于疲劳破坏。此外,冲击反作用力的抵消作用也最大。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,在所述第一切换阀和所述第二切换阀的控制通路的至少一处设置有调节切换阀的动作速度的调节单元。
如果是这样的结构的话,由于在第一切换阀和第二切换阀的控制通路的至少一处设置有调节切换阀的动作速度的调节单元,因此在以“交替冲击模式”进行动作的情况下,通过调整相互的动作时机,能够进行全部冲击的间隔为等间隔的交替冲击,在以“同时冲击模式”进行动作的情况下,能够进行准确的同时冲击。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述阀控制单元具有:第一活塞前进控制口,随着所述第一活塞的后退,将所述高压回路和阀控制通路连通;以及第一活塞后退控制口,随着所述第一活塞的前进,将所述低压回路和阀控制通路连通,在所述第一活塞前进控制口设置有冲程调节机构。
如果是这样的结构的话,由于阀控制单元包括随着第一活塞的后退将高压回路和阀控制通路连通的第一活塞前进控制口、以及随着第一活塞的前进将低压回路和阀控制通路连通的第一活塞后退控制口,并且在第一活塞前进控制口设置有冲程调节机构,因此能够同时变更第一冲击机构和第二冲击机构的冲程,能够进行与破碎对象相应的作业。
此外,在本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置中,优选地,所述第一冲击机构和所述第二冲击机构分别包括高压蓄能器和低压蓄能器。如果是这样的结构的话,由于第一冲击机构和第二冲击机构中分别包括高压蓄能器和低压蓄能器,因此能够使各个冲击机构的活塞后室和蓄能器靠近配置。因此,由于能够缓冲压力油的脉动,对剩余的压力油进行蓄压来转换为冲击能量,因此冲击效率提高。
进而,为了解决上述技术问题,本发明中其它方面所涉及的双活塞型液压冲击装置包括以两个活塞冲击一个或多个传递部件的冲击机构,所述冲击机构包括第一冲击机构和第二冲击机构,所述第一冲击机构和所述第二冲击机构的冲击轴线并列配置,所述第一冲击机构包括第一气缸、第一活塞以及第一切换阀,所述第一活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第一气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第一冲击部,所述第一切换阀切换该第一活塞的前进后退动作,所述第二冲击机构包括第二气缸、第二活塞以及第一切换阀,所述第二活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第二气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第二冲击部,所述第一切换阀切换该第二活塞的前进后退动作,仅在所述第一冲击机构一侧包括阀控制单元,所述阀控制单元控制所述第一切换阀及所述第二切换阀双方的动作,所述两个活塞设定成各活塞的前后的受压面积比满足下(式)。
[t1a+t1c]=t1b=[t2a+t2c]=t2b (式)
在上述(式)中,t1a是所述第一活塞的前进时间,t1b是所述第一活塞的后退加速时间,t1c是所述第一活塞的后退减速时间,t2a是所述第二活塞的前进时间,t2b是所述第二活塞的后退加速时间,t2c是所述第二活塞的后退减速时间。
根据其它方面所涉及的双活塞型液压冲击装置,由于两个活塞的前进后退动作的切换分别通过单独的切换阀进行、且将唯一的阀控制单元作为控制第一切换阀的动作的单元及控制第二切换阀的动作的单元仅设置于第一冲击机构。此外,两个活塞设定成各活塞的前后的受压面积比满足上述(式),由此,两个冲击机构的循环时间相同,容易进行控制,动作稳定。根据其它方面所涉及的双活塞型液压冲击装置,例如在对长孔进行穿孔的液压冲击装置中,两个冲击机构的循环时间相同,容易进行控制,动作稳定,能够使相互的冲击反作用力抵消。
发明效果
如上所述,根据本发明,能够提供具有稳定的动作性的双活塞型液压冲击装置。
附图说明
图1是本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置的第一实施方式的纵截面图。
图2是第一实施方式的第一变形例的纵截面图。
图3是第一实施方式的第二变形例的纵截面图。
图4是第一实施方式的第三变形例的纵截面图。
图5是第一实施方式的第四变形例的纵截面图。
图6是第一实施方式的第五变形例的纵截面图。
图7是第一实施方式的第六变形例的纵截面图。
图8是第一实施方式的第七变形例的纵截面图。
图9是第一实施方式的第八变形例的纵截面图。
图10是第一实施方式的第九变形例的纵截面图。
图11是第一实施方式的第十变形例的纵截面图。
图12是本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置的第二实施方式的纵截面图。
图13是第一变形例的动作说明图((a)~(d))。
图14是示出现有的双活塞型液压冲击装置的一例的纵截面图。
图15是现有的双活塞型液压冲击装置的动作说明图((a)~(d))。
具体实施方式
下面,适当参照附图,对本发明的一方面所涉及的双活塞型液压冲击装置的实施方式及变形例进行说明。这里,以下说明的液压冲击装置以外的凿岩机的基本结构由与现有的凿岩机同样的公知的结构构成,在凿岩机主体的前端部插入有作为传递部件之一的钎杆,安装有凿孔用的钻头的钻杆通过套管与钎杆连结(均省略图示)。
需要说明的是,附图是示意性的。因此,应注意厚度和平面尺寸的关系、比率等与现实情况不同,附图相互之间也包括彼此的尺寸关系、比率不同的部分。此外,以下所示的实施方式及变形例例示了用于将本发明的技术构思具体化的装置、方法,本发明的技术构思并非将构成部件的材质、形状、结构、配置等特定为下述的实施方式及变形例。
第一实施方式
如图1所示,第一实施方式的凿岩机主体包括双活塞型液压冲击装置100。该双活塞型液压冲击装置100具有高压回路101、低压回路102、泵103、油箱104、传递部件105、减压阀109、第一冲击机构200及第二冲击机构300。
第一冲击机构200和第二冲击机构300以冲击轴线同轴且第二冲击机构300位于传递部件105侧的方式前后串联地配置。减压阀109被设置在从高压回路101分支出的通路上,以能够向后述的第一切换阀220及第二切换阀320的保持口220Y、320Y供给保持压的方式与其连接。
传递部件105设置在后述的第二气缸301的前部。传递部件105从轴向前方开始依次同轴地具有实心圆筒状的大径部106、比大径部106直径小的实心圆筒状的第二冲击部108、以及比第二冲击部108直径小的实心圆筒状的第一冲击部107。第一冲击部107的后端面成为第一冲击面107a,第二冲击部108的圆环状的后端面成为第二冲击面108a。
第一冲击机构200具有第一气缸201、第一活塞210、第一切换阀220、第一高压蓄能器230、第一低压蓄能器231及阀控制单元204。
第一活塞210具有实心圆筒形状,以能够前进后退的方式滑动嵌合于第一气缸201。第一活塞210从轴向前方开始依次同轴地具有第一活塞冲击部216、第一活塞中径部213、第一活塞大径部(前)211、第一活塞切换槽215、第一活塞大径部(后)212及第一活塞小径部214。第一活塞冲击部216的前端面成为第一活塞冲击面216a,第一活塞冲击面216a与上述传递部件105的第一冲击面107a在轴向上相对。
第一冲击机构200具有第一活塞前室202和第一活塞后室203。第一活塞前室202在第一活塞大径部(前)211的前方,在第一活塞210和第一气缸201之间划分而成。此外,第一活塞后室203在第一活塞大径部(后)212的后方,在第一活塞210和第一气缸201之间划分而成。在第一活塞前室202中开设有第一活塞前室口202a,在第一活塞后室203中开设有第一活塞后室口203a。
第一活塞前室口202a与高压回路101连接。由此,第一活塞前室202总是处于高压。第一活塞后室口203a经由第一活塞后室通路203b与第一切换阀220的排出侧连接。第一活塞后室口203a根据第一切换阀220的切换动作,交替地选择连接到高压回路101和低压回路102。由此,第一活塞后室203在高压和低压间切换。在第一活塞切换槽215的移动范围内开设有第一活塞排油口207。第一活塞排油口207总是与低压回路102连接。
在第一气缸201中,从第一活塞前室口202a起向后方隔开规定间隔地从前方起依次设置有第一活塞前进控制口205和第一活塞后退控制口206。第一活塞前进控制口205包括前侧的短冲程口205a和后侧的长冲程口205b。
在短冲程口205a设置有可变节流阀205c。通过从全开操作可变节流阀205c至全闭,第一活塞210能够将第一活塞210的冲程从短冲程无级地调整至长冲程。这些第一活塞前进控制口205及第一活塞后退控制口206构成了阀控制单元204。
第一切换阀220是全液压动作式的先导控制阀。第一切换阀220包括控制口220X和保持口220Y,构成为通过总是向保持口220Y供给保持压并向控制口220X供排控制压来进行切换动作。控制口220X经由第一切换阀控制通路221与阀控制单元204连接,保持口220Y经由第一切换阀保持通路222与减压阀109连接。
第一活塞210被设定为第一活塞大径部(前)211与第一活塞中径部213的直径差小于第一活塞大径部(后)212与第一活塞小径部214的直径差。因此,第一活塞前室202中的第一活塞的受压面积比第一活塞后室203中的第一活塞的受压面积小。因此,第一活塞前室202和第一活塞后室203双方与高压回路101连接时,由于受压面积差,第一活塞210前进。
第二冲击机构300具有第二气缸301、第二活塞310、第二切换阀320、第二高压蓄能器330及第二低压蓄能器331。第二活塞310具有中空圆筒形状,以能够前进后退的方式滑动嵌合于第二气缸301。
第二活塞310在其外周从轴向前方起依次同轴地具有第二活塞冲击部316、第二活塞中径部313、第二活塞大径部(前)311、第二活塞中央槽315、第二活塞大径部(后)312及第二活塞小径部314。
此外,第二活塞310在其内周从轴向前方起依次同轴地具有第二活塞内径317及第二活塞内径大径部317a。形成在第二活塞冲击部316的前端的圆环状的面成为第二活塞冲击面316a。第二活塞冲击面316a与上述传递部件105的第二冲击面108a在轴向上相对。
第二冲击机构300具有第二活塞前室302和第二活塞后室303。第二活塞前室302在第二活塞大径部(前)311的前方,在第二活塞310和第二气缸301之间划分而成。此外,第二活塞后室303在第二活塞大径部(后)312的后方,在第二活塞310和第二气缸301之间划分而成。在第二活塞前室302中开设有第二活塞前室口302a,在第二活塞后室303中开设有第二活塞后室口303a。
第二活塞前室口302a与高压回路101连接。由此,第二活塞前室302总是处于高压。第二活塞后室口303a经由第二活塞后室通路303b与第二切换阀320的排出侧连接。第二活塞后室口303a根据第二切换阀320的切换动作,交替地选择连接至高压回路101和低压回路102。由此,第二活塞后室303在高压和低压间切换。在第二活塞中央槽315的移动范围内开设有第二活塞排油口304。第二活塞排油口304与低压回路102连接。
第二切换阀320是全液压动作式的先导控制阀。第二切换阀320包括控制口320X和保持口320Y,构成为通过总是向保持口320Y供给保持压并向控制口320X供排控制压来进行切换动作。控制口320X经由第二切换阀控制通路321与阀控制单元204连接,保持口320Y经由第二切换阀保持通路322与减压阀109连接。
这里,第一切换阀220和第二切换阀320除了切换口的结构被设定为相反相位这一点之外是相同的规格。第一切换阀220和第二切换阀320如前所述,各控制口220X、320X分别与阀控制单元204连接,同样地,各保持口220Y、320Y分别与减压阀109连接。
在第二气缸301中,在第二活塞前室302的前方设置有冲击室(前)305,并在第二活塞后室303的后方设置有冲击室(后)306。冲击室(前)305和冲击室(后)306经第二活塞内径317及第二活塞内径大径部317a而相互连通。
上述传递部件105的第一冲击部107从前方以非接触的方式插入第二活塞内径317,并且,第一活塞冲击部216从后方以非接触的方式插入第二活塞内径317。第一活塞冲击面216a配置成在第二活塞内径317的中途冲击传递部件105的第一冲击面107a。此外,第二活塞冲击面316a配置成在冲击室(前)305内冲击传递部件105的第二冲击面108a。
第一活塞冲击部216的外径和传递部件的第一冲击部107的外径被设定为几乎相同的外径。此外,第二活塞冲击部316的外径和传递部件的第二冲击部108的外径被设定为几乎相同的外径。第二活塞内径大径部317a的内径被设定为比第一活塞中径部213的外径大。
第二活塞大径部(前)311与第二活塞中径部313的直径差被设定为小于第二活塞大径部(后)312与第二活塞小径部314的直径差。因此,第二活塞前室302中的第二活塞的受压面积比第二活塞后室303中的第二活塞的受压面积小。因此,第二活塞前室302和第二活塞后室303双方与高压回路101连接时,由于受压面积差,第二活塞310前进。
第一冲击机构200中的第一切换阀220设定成第一活塞后室通路203b的长度短、且不会成为复杂的路径那样的配置(即,压力损失减少那样的配置)是重要的。这对于第二冲击机构300中的第二切换阀320的配置也是同样,在本实施方式中是理想的配置。
进而,第一冲击机构200中的第一高压蓄能器230和第一低压蓄能器231配置在压力油的脉动最大的第一切换阀220附近是重要的。这对于第二冲击机构300中的第二高压蓄能器330和第二低压蓄能器331的配置也是同样,在本实施方式中是理想的配置。
这里,本实施方式的双活塞型液压冲击装置100被设定为上述第一冲击机构200和第二冲击机构300的循环时间相同。以下,对将第一冲击机构200和第二冲击机构300的循环时间设定为相同的条件进行说明。作为基准的是包括阀控制单元204的第一冲击机构200。
此时,当设第一活塞210的前进时间(从后止点到达冲击位置的时间)为t1a,第一活塞的后退加速时间(第一活塞后室203处于低压的时间)为t1b,第一活塞的后退减速时间(第一活塞后室203变为高压并到达后止点的时间)为t1c时,第一冲击机构200的循环时间T1如下述(式1)所示。
T1=t1a+t1b+t1c…(式1)
然后,对于各自的关系,使之成为下述(式2)那样设定第一活塞210的前后的受压面积比、即第一活塞中径部213和第一活塞小径部214的直径。
[t1a+t1c]=t1b…(式2)
同样地,当设第二活塞310的前进时间(从后止点到达冲击位置的时间)为t2a,第二活塞的后退加速时间(第二活塞后室303处于低压的时间)为t2b,第二活塞的后退减速时间(第二活塞后室303变为高压并到达后止点的时间)为t2c时,第二冲击机构300的循环时间T2如下述(式3)所示。
T2=t2a+t2b+t2c…(式3)
然后,对于各自的关系,使之成为下述(式4)那样设定第二活塞310的前后的受压面积比、即第二活塞中径部313和第二活塞小径部314的直径。
[t2a+t2c]=t2b…(式4)
如果使第一活塞210的前后的受压面积比与第二活塞310的前后的受压面积比相同,则如下述(式5)所示。
[t1a+t1c]=t1b=[t2a+t2c]=t2b…(式5)
由此,由(式1)~(式5),最终得到下述(式6)。因此,两个冲击机构的循环时间相同。
T1=T2…(式6)
根据第一实施方式,由于以第一冲击机构200和第二冲击机构300在时间上等间隔地交替冲击传递部件105的“交替冲击模式”进行动作,因此冲击数变为2倍,冲击能量的总和增加,能够实现高输出化。此外,在各个冲击机构中,由于相互的冲击反作用力被抵消,因此能够减轻振动。
这里,对第一活塞210和第二活塞310的质量进行研究。
一般地,液压冲击装置的各参数值必须设定为每一冲击的冲击能量小于传递部件的疲劳限度。如果是这样设定的液压冲击装置,则理论上即使冲击无限次,也不至于疲劳破坏。
如果在两个活塞的质量存在差异的状态下进行交替冲击,则会交替地连续进行冲击能量的大小不同的冲击,液压冲击装置的各参数值必须以冲击能量大的一方(即质量大的一方)的活塞作为基准进行设定。这时,关注质量小的一方的活塞,由于对疲劳限度具有余地,因此作为整个液压冲击装置,不能充分地发挥原本的性能。
此外,如上所述,在通过两个活塞进行的交替冲击中,冲击反作用力被抵消,但在两个活塞的质量存在差异时,冲击反作用力也产生差异,从而抵消作用被减弱。因此,在本发明的双活塞型液压冲击装置中,优选将两个活塞的质量设定为相同。在本实施方式的双活塞型液压冲击装置100中,将两个活塞的质量设定为了相同。由此,能够成为相对于疲劳限度的最佳设计,特别是,能够最大限度地享受以交替冲击模式进行动作时的冲击反作用力的抵消作用。
不过,在像本实施方式这样的所谓串联型的双活塞型液压冲击装置的情况下,第一活塞和第二活塞的形状有较大差异,此外,位置关系也存在前后配置等的差异,因此可以想象从传递部件受到的反作用力也会产生差异,对交替冲击造成不良影响。在该情况下,也充分考虑对两个活塞的质量设置差异来进行调整。
接下来,下面对上述的第一实施方式的各变形例(第一~第十变形例)依次进行说明。需要注意的是,对于与上述第一实施方式同样的构成标注同一附图标记,并省略说明。
第一变形例
图2是第一实施方式的第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a。
如该图所示,和第一实施方式的双活塞型液压冲击装置100的不同点在于,取代第一实施方式的第一切换阀220及第二切换阀320而使用第一切换阀220a及第二切换阀320a这一点。第一切换阀220a及第二切换阀320a是取代第一实施方式的保持口而包括弹簧的弹簧复位式的控制阀。
控制口220aX、320aX与第一实施方式同样地和阀控制单元204连接。第一切换阀220a及第二切换阀320a借助从阀控制单元204供给的控制压,能够进行与第一实施方式同样的切换动作。根据第一变形例,如图2所示,由于能够省去减压阀109及保持通路222、322,因此能够实现装置结构的简化。
第二变形例
图3是第一实施方式的第二变形例的双活塞型液压冲击装置100b。
如该图所示,和第一实施方式的双活塞型液压冲击装置100的不同点在于,将第二切换阀320b的切换口设定为与第一切换阀220同相位的关系这一点。控制口320bX与阀控制单元204连接,保持口320bY与减压阀109连接,切换动作本身没有变更。
根据第二变形例,以第一冲击机构200和第二冲击机构300同时冲击传递部件105的“同时冲击模式”进行动作。因此,由于能够将每一冲击的冲击能量提高到交替冲击模式的2倍,因此在破碎对象是硬岩的情况下是有效的。
第三变形例
图4是第三变形例的双活塞型液压冲击装置100c。需要注意的是,第三变形例是对上述第二变形例追加了“模式选择单元”的结构。
即,如该图所示,和第二变形例的双活塞型液压冲击装置100b的不同点在于,在第二切换阀320b的控制口320bX与阀控制单元204之间、以及在保持口320bY与减压阀109之间设置有第二冲击机构动作模式选择单元350这一点。
第二冲击机构动作模式选择单元350构成为具有控制压切换阀351、控制通路352、保持通路353及第二切换阀保持压供给通路354。控制压切换阀351的输入侧经由控制通路321a与阀控制单元204连接,并经由第二切换阀保持压供给通路354和保持通路322a与减压阀109连接。控制压切换阀351的排出侧经由控制通路323与控制口320bX连接,并经由保持通路324与保持口320bY连接。控制通路352与外部的先导控制压源OUTPP连接。
在图4所示的状态、即在未被供给来自先导控制压源OUTPP的控制压的状态下,控制压切换阀351的切换口位于图4中的下方位置。由此,第二切换阀320b的控制口320bX与第二切换阀保持压供给通路354连接而变更为保持口320bY。此外,保持口320bY与控制通路321a连接而变更为控制口320bX。即,第二切换阀320b由于控制口和保持口的配置调换,与第一切换阀220相位相反,因此以交替冲击模式进行动作。
与此相对,在被供给来自先导控制压源OUTPP的控制压时,控制压切换阀351的切换口被切换到图4中的上方位置。由此,配置调换的第二切换阀320b的控制口320bX及保持口320bY复原到原来的状态,第二切换阀320b由于与第一切换阀220相位相同,因此以同时冲击模式进行动作。
如此,在第三变形例中,通过第二冲击机构动作模式选择单元350将第二切换阀320b的切换口切换为相对于第一切换阀220相位相反和相位相同而能够选择交替冲击模式和同时冲击模式。由此,根据第三变形例,能够以在破碎对象是软岩的情况下选择交替冲击模式,是硬岩的情况下选择同时冲击模式的方式来根据破碎对象以最恰当的冲击模式进行作业。
第四变形例
图5是第四变形例的双活塞型液压冲击装置100d。需要注意的是,第四变形例是对上述第一变形例追加了“模式选择单元”的结构。即,如该图所示,和第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a的不同点在于,在第二切换阀320a的输入侧设置有回路切换阀355作为第二冲击机构动作模式选择单元这一点。
在图5所示的状态、即未被施加控制信号的状态下,回路切换阀355的切换口位于图5中的上方位置,维持与第二切换阀320a的输入侧连接的高压回路101及低压回路102的回路结构。由此,由于第二切换阀320a的切换口相对于第一切换阀220a相位相反,因此以交替冲击模式进行动作。
与此相对,在对回路切换阀355施加了控制信号时,回路切换阀355的切换口切换到图5中的下方位置。由此,与第二切换阀320a的输入侧连接的高压回路101及低压回路102的回路结构调换。因此,由于第二切换阀320b的切换口相对于第一切换阀220a相位相同,因此以同时冲击模式进行动作。
如此,在第四变形例中,通过回路切换阀355将第二切换阀320a的切换口切换为相对于第一切换阀相位相反和相位相同而能够选择交替冲击模式和同时冲击模式。由此,根据第四变形例,能够以在破碎对象是软岩的情况下选择交替冲击模式,是硬岩的情况下选择同时冲击模式的方式来根据破碎对象以最恰当的冲击模式进行作业。
这里,上述第三变形例和第四变形例示出了第二冲击机构动作模式选择单元的一例。也就是说,在第三变形例中,通过调换第二切换阀320b的控制口320bX和保持口320bY的配置来切换切换口的相位,在第四变形例中,通过调换与第二切换阀320a连接的高压回路101和低压回路102的回路结构来切换切换口的相位。
对比两者,第三变形例具有减压阀109、控制压切换阀351及多条连接通路的结构,液压设备的结构复杂,但在从高压回路101至活塞后室303的路径内只有高压蓄能器330和第二切换阀320a,因此压力损失少。
与此相对,第四变形例在从高压回路101至活塞后室303的路径内,于高压蓄能器330和第二切换阀320a之间追加回路切换阀355,因此难免会压力损失增加,但由于不需要这之外的液压设备,因此设备结构被简化。这样,由于第三变形例和第四变形例各自具有优缺点,因此应根据作业用途、成本适当选择。
第五变形例
图6是第五变形例的双活塞型液压冲击装置100e。需要注意的是,第五变形例是对上述第一实施方式追加了“停止单元”的结构。即,如该图所示,和第一实施方式的双活塞型液压冲击装置100的不同点在于,在第二切换阀320的控制口320X和阀控制单元204之间、以及在保持口320Y和减压阀109之间设置有第二冲击机构停止单元360这一点。
第二冲击机构停止单元360构成为具有选择阀361、控制通路362及保持通路363。选择阀361的输入侧经由控制通路321b与阀控制单元204连接,并经由分支通路101a与高压回路101连接。选择阀361的排出侧经由控制通路325与控制口320X连接。控制通路362与外部的先导控制压源OUTPP连接。保持通路363与减压阀109连接。
在图6所示的状态、即未被供给来自先导控制压源OUTPP的控制压的状态下,选择阀361的切换口位于图6中的下方位置。由此,第二切换阀320的控制口320X通过控制通路321b与阀控制单元204连接。因此,由于第二切换阀320通过从阀控制单元204供给的控制压进行切换动作,因此第二冲击机构以交替冲击模式进行动作。
与此相对,在从先导控制压源OUTPP供给控制压时,选择阀361的切换口被切换到图6中的上方位置。由此,第二切换阀320的控制口320X经由分支通路101a与高压回路101连接。因此,第二切换阀320总是保持在图6中的上方位置。因此,由于第二活塞后室303总是为低压连接,故第二活塞310后退至后止点并停止。因此,以仅仅第一活塞210冲击传递部件105的“单独冲击模式”进行动作。根据第五变形例,如果能够选择单独冲击模式,则能够实现相对于交替冲击模式使冲击数减半、相对于同时冲击模式使冲击能量减半的所谓的“轻冲击”,作业的通用性增强。
第六变形例
图7是第六变形例的双活塞型液压冲击装置100f。需要注意的是,第六变形例是同时包括作为第三变形例的主要结构的第二冲击机构动作模式选择单元和作为第五变形例的主要结构的第二冲击机构停止单元二者的结构。
即,如该图所示,和第三变形例的双活塞型液压冲击装置100c的不同点在于,在第二切换阀320b的控制口320bX和阀控制单元204之间、以及在保持口320bY和减压阀109之间设置有第二冲击机构动作模式选择单元370这一点。
第二冲击机构动作模式选择单元370构成为具有选择阀371、控制通路372、保持通路373、控制压切换阀374、控制通路375、保持通路376及第二切换阀保持压供给通路377。选择阀371的输入侧通过控制通路321c与阀控制单元204连接,通过分支通路101b与高压回路101连接。选择阀371的排出侧与控制压切换阀374的输入侧连接。控制通路372与外部的先导控制压源OUTPP1连接。
如上所述,控制压切换阀374的输入侧与选择阀371的排出侧连接,并通过第二切换阀保持压供给通路377及保持通路322b与减压阀109连接。控制压切换阀374的排出侧通过控制通路326与控制口320bX连接,并通过保持通路327与保持口320bY连接。控制通路375与外部的先导控制压源OUTPP2连接。保持通路376与减压阀109连接。
在图7所示的状态、即未被供给来自先导控制压源OUTPP1及OUTPP2的控制压的状态下,选择阀371及控制压切换阀374的切换口位于图7中的下方位置。由此,第二切换阀320b的控制口320bX与第二切换阀保持压供给通路377连接而变更为保持口320bY。此外,保持口320bY与控制通路321c连接而变更为控制口320bX。即,第二切换阀320b由于控制口和保持口的配置调换,因此与第一切换阀220相位相反,以交替冲击模式进行动作。
接着,在仅被供给来自先导控制压源OUTPP2的控制压时,控制压切换阀374的切换口被切换到图7中的上方位置。由此,配置调换的第二切换阀320b的控制口320bX及保持口320bY复原到原来的状态。因此,第二切换阀320b与第一切换阀220相位相同,以同时冲击模式进行动作。
接着,在仅被供给来自先导控制压源OUTPP1的控制压时,控制压切换阀374的切换口位于图7中的下方位置,选择阀371的切换口被切换到图7中的上方位置。因此,第二切换阀320b的保持口320bY经由分支通路101b与高压回路101连接。因此,第二切换阀320b总是保持在图7中的下方位置,第二活塞后室303总是为低压连接。由此,由于第二活塞310后退至后止点并停止,因此以仅第一活塞210冲击传递部件105的单独冲击模式进行动作。
最后,在被供给来自先导控制压源OUTPP1的控制压及来自先导控制压源OUTPP2的控制压双方时,选择阀371及控制压切换阀374的切换口均被切换到图7中的上方位置。由此,第二切换阀320b的控制口320bX经由分支通路101b与高压回路101连接。因此,第二切换阀320b总是保持在图7中的上方位置,第二活塞后室303总是为高压连接,第二活塞310前进至前止点并停止。
这时,由于第二活塞310向前方推压传递部件105并停止,因此第一活塞210成为在超过冲击点的位置冲击传递部件105的前进位置上的单独冲击模式。单独冲击模式的冲击能量与交替冲击模式、同时冲击模式相比为“轻冲击”,与此相对,前进位置上的单独冲击模式可以说是进一步限制了冲击能量的“微冲击”。
如上所述,第六变形例通过第二冲击机构动作模式选择单元370能够选择“交替冲击模式”、“同时冲击模式”及“单独冲击模式”,加之,能够选择使以“单独冲击模式”进行动作时的第二活塞310的停止位置为后止点而成为“轻冲击”的情况和为前止点而成为“微冲击”的情况,作业的通用性增强。
第七变形例
图8是第七变形例的双活塞型液压冲击装置100g。需要注意的是,第七变形例是对上述第一变形例追加了“停止单元”的结构。即,如该图所示,和第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a的不同点在于,在第二切换阀320a的控制口320aX和阀控制单元204之间、和高压回路101之间以及和低压回路102之间设置有第二冲击机构停止单元380这一点。
第二冲击机构停止单元380构成为具有选择阀381,选择阀381的输入侧经由控制通路321d与阀控制单元204连接,并经由分支通路101c与高压回路101连接,进而经由分支通路102a与低压回路102连接。此外,选择阀381的排出侧经由控制通路328与控制口320aX连接。
在图8所示的状态、即未施加于选择阀381的状态下,控制口320aX与阀控制单元204连接。因此,由于第二切换阀320a通过从阀控制单元204供给的控制压进行切换动作,所以第二冲击机构以交替冲击模式进行动作。
与此相对,在施加于选择阀381的上侧的螺线管,将选择阀381切换到图8中的上方位置时,控制口320aX经由分支通路101c与高压回路101连接。因此,第二切换阀320a被保持在图8中的上方位置,第二活塞后室303总是为低压连接。因此,由于第二活塞310后退至后止点并停止,所以以仅第一活塞210冲击传递部件105的单独冲击模式进行动作。
另一方面,在施加于选择阀381的下侧的螺线管,将选择阀381切换到图8中的下方位置时,控制口320aX经由分支通路102a与低压回路102连接。因此,第二切换阀320a被保持在图8中的下方位置,第二活塞后室303总是为高压连接。因此,第二活塞310前进至前止点并停止。此时,由于第二活塞310向前方推压传递部件105并停止,因此成为在超过冲击点的位置由第一活塞210冲击传递部件105的前进位置上的单独冲击模式。
如上所述,第七变形例通过第二冲击机构停止单元380能够选择交替冲击模式及单独冲击模式,加之,能够选择使以单独冲击模式进行动作时的第二活塞310的停止位置为后止点而成为“轻冲击”的情况和为前止点而成为“微冲击”的情况,作业的通用性增强。
第八变形例
图9是第八变形例的双活塞型液压冲击装置100h。需要注意的是,第八变形例是对上述第一变形例追加了“模式选择单元”的结构。即,如该图所示,和第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a的不同点在于,在第二切换阀320a的输入侧设置有三位置切换阀385作为第二冲击机构动作模式选择单元这一点。三位置切换阀385是通过对上述第四变形例的回路切换阀355追加一个切换口并在两侧分别设置电磁螺线管和弹簧而得的。
在图9所示的状态、即未对三位置切换阀385施加控制信号的状态下,三位置切换阀385的切换口位于图9中的中央位置。因此,维持与第二切换阀320a的输入侧连接的高压回路101及低压回路102的回路结构,由于第二切换阀320a的切换口相对于第一切换阀220a相位相反,因此以交替冲击模式进行动作。
与此相对,在对三位置切换阀385的下侧的螺线管施加了控制信号时,三位置切换阀385的切换口切换到图9中的下方位置。由此,与第二切换阀320a的输入侧连接的高压回路101及低压回路102的回路结构调换。因此,由于第二切换阀320a的切换口相对于第一切换阀220a相位相同,从而以同时冲击模式进行动作。
另一方面,在对三位置切换阀385的上侧的螺线管施加了控制信号时,三位置切换阀385的切换口切换到图9中的上方位置。由此,第二切换阀320a的输入侧全部与低压回路102连接。因此,即使第二切换阀320a通过阀控制单元204的控制压而被切换,第二活塞后室303也总是为低压连接。因此,由于第二活塞310后退至后止点并停止,从而以仅第一活塞210冲击传递部件105的单独冲击模式进行动作。
如此,在第八变形例中,通过三位置切换阀385将第二切换阀320a的切换口切换为相对于第一切换阀相位相反和相位相同,进而,能够与第二切换阀320a的切换位置无关地总是将第二活塞后室低压连接。因此,根据第八变形例,能够选择交替冲击模式、同时冲击模式及单独冲击模式,能够根据破碎对象、作业内容以最恰当的冲击模式进行作业。
第九变形例
图10是第九变形例的双活塞型液压冲击装置100i。需要注意的是,第九变形例是对上述第六变形例追加了“推力调节单元”的结构。即,如该图所示,和第六变形例的双活塞型液压冲击装置100f的不同点在于,将第二冲击机构300侧的高压回路101设为第二冲击机构动作压通路307并在第二冲击机构动作压通路307和高压回路101之间设置有第二冲击机构停止推力调节单元390这一点。第二冲击机构停止推力调节单元390构成为具有选择阀391、减压通路392、减压阀393、止回阀394及分支通路101d。
如上所述,第六变形例通过第二冲击机构动作模式选择单元370能够选择“交替冲击模式”、“同时冲击模式”及“单独冲击模式”,加之,能够选择使以“单独冲击模式”进行动作时的第二活塞210的停止位置为后止点而成为“轻冲击”的情况和为前止点而成为“微冲击”的情况,但第九变形例的第二冲击机构停止推力调节单元390是用于根据破碎对象将该“微冲击”的冲击力最优化的结构。
此时,在被供给来自先导控制压源OUTPP1及OUTPP2的控制压时,选择阀371及控制压切换阀374的切换口被切换到图10中的上方位置。由此,第二活塞后室303总是为高压连接,第二活塞310向前方推压传递部件105并停止。因此,成为在超过冲击点的位置由第一活塞210对传递部件105进行“微冲击”的状态。
此时,在图10所示的状态、即未被供给来自先导控制压源OUTPP3的控制压的状态下,选择阀391的切换口位于图10中的上方位置。因此,由于第二冲击机构动作压通路307经由分支通路101d与高压回路101连接,故第二活塞310向前方的推力变得最大。
与此相对,在从先导控制压源OUTPP3供给控制压时,选择阀391的切换口切换到图10中的下方位置。由此,第二冲击机构动作压通路307经由减压通路392、减压阀393及止回阀394与高压回路101连接。因此,第二活塞前室302和第二活塞后室303均被供给减压的压力油。第二活塞310因第二活塞前室302和第二活塞后室303中的受压面积差而被施加向前方的推力,但相比高压连接的情况,推力下降。
这里,在该第九变形例中,以使第二活塞310向前方的推力小于推进机构的推力的方式进行减压阀393的设定。由此,在破碎对象的强度高且稳定的情况下,如图10所示,传递部件105后退至与气缸301抵接的位置,与第二活塞后室303被低压连接的情况同样地进行轻冲击。另一方面,在破碎对象的状态是空洞、破碎带等强度下降的情况下,第二活塞310向前方推入传递部件105并前进而进行微冲击。
根据破碎对象的状态,传递部件105的推入量会发生变化,但由于推入量越大,微冲击的冲击力越减小,因此能够进行与破碎对象相应的微冲击。在以通常的冲击力对脆弱的破碎对象进行凿孔作业时,有时会成为凿孔速度过于增大,冲洗装置的岩粉排出能力赶不上而传递部件停滞不前的所谓的“竹笋”状态,但根据该第九变形例,能够根据破碎对象将微冲击的冲击力最优化。
第十变形例
图11是第十变形例的双活塞型液压冲击装置100j。需要注意的是,第十变形例是对上述第一实施方式追加了“调节单元”的结构。即,如该图所示,和第一实施方式的双活塞型液压冲击装置100的不同点在于,在第二切换阀控制通路321上设置有可变节流阀395作为第二冲击机构调节单元这一点。通过操作可变节流阀395,能够调整第二冲击机构300的动作。
根据第十变形例,例如即使破碎对象的状态、油温等发生变化等而第一冲击机构200和第二冲击机构300的冲击状态相对地发生变化,也能够灵活地对其进行调整。因此,在以交替冲击模式进行动作的情况下,能够实现全部冲击的间隔在时间上等间隔的交替冲击,此外,在以同时冲击模式进行动作的情况下,能够进行准确的同时冲击。
第二实施方式
图12是第二实施方式的双活塞型液压冲击装置400。
这里,参照图1~图11说明的第一实施方式及针对第一实施方式的第一~第十变形例全部是所谓的串联型的双活塞型液压冲击装置,其中,将第一冲击机构200和第二冲击机构300前后串联地配置成冲击轴线同轴且第二冲击机构300位于传递部件105侧,第二活塞310具有中空形状,在第一活塞210和第二活塞310的前端部分别设置有冲击传递部件105的冲击部216、316,第一活塞冲击部216插入第二活塞310的内部并以能够冲击传递部件105的方式延伸而形成。
与此相对,在图12所示的第二实施方式中,是所谓的并联型的双活塞型液压冲击装置400,其中,将第一冲击机构500和第二冲击机构600的冲击轴线并列配置,分别冲击单独的传递部件405、408。需要注意的是,在该图中,除了将串联型的配置替换为并联型这一点之外,第一冲击机构500的各结构与第一实施方式及第一~第十变形例中的第一冲击机构200的各结构对应,同样地,第二冲击机构600的各结构与第一实施方式及第一至第十变形例中的第二冲击机构300的各结构对应,因此省略详细的说明。
在第二实施方式中,并列配置的两个传递部件405、408由一个缸体550保持,在缸体550内,并列地设置有各传递部件405、408的冲击室551、552。第二活塞610具有与第一活塞510完全相同的规格。但是,不包括第九变形例的第二冲击机构停止推力调节单元390。
根据第二实施方式,在并联型的双活塞型液压冲击装置中,两个冲击机构的循环时间相同,容易进行控制,动作稳定。此外,通过适当采用与针对第一实施方式的第一~第十变形例同样的结构,能够选择交替冲击模式、同时冲击模式及单独冲击模式,进而能够调整相互的冲击机构的动作,还能够进行全体的冲程调整,因此能够灵活地应对各种作业。此外,由于与各个活塞后室靠近地配置有蓄能器,因此冲击效率优异。作为该并联型的双活塞型液压冲击装置的用途,对长孔进行施工的穿孔装置是有效的。
下面,作为上述实施方式及各变形例中的代表,参照图2及图13,对使用了第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a的交替冲击模式的动作进行说明。需要注意的是,在图13中,加影线示出的地方示出了高压连接的状态,以轮廓示出的地方示出了低压连接的状态。这里,关于图2的第一活塞前进控制口205的设定,以将可变节流阀205c设为全闭且长冲程口205b发挥功能的状态、即选择了长冲程的状态进行说明。
在第一变形例的双活塞型液压冲击装置100a中,在第二活塞310刚刚冲击传递部件105之后,第一活塞210后退,长冲程口205b与第一活塞前室202连通。阀控制单元204被高压连接,第一切换阀220a和第二切换阀320a的先导口被供给高压油。由此,第一切换阀220a和第二切换阀320a的切换口分别被切换到图13中的上方位置。由此,第一活塞后室203被高压连接,第二活塞后室303被低压连接,第一活塞210变为后退减速局面,第二活塞310变为后退加速局面(图13的(a))。
然后,第一活塞210和第二活塞310齐后退,第一活塞210到达后止点。这时,由于阀控制单元204维持高压连接,因此第一切换阀220及第二切换阀320的切换口分别被保持在图13中的上方位置。第一活塞后室203的高压连接、第二活塞后室303的低压连接分别被维持,第一活塞210向前进加速局面转变,第二活塞310维持后退加速局面(图13的(b))。
然后,在第一活塞210前进至即将冲击传递部件105、第二活塞310后退的期间,阀控制单元204保持高压状态,因此第一切换阀220及第二切换阀320的切换口分别被保持在图13中的上方位置。第一活塞后室203的高压连接、第二活塞后室303的低压连接分别被维持,第一活塞210的前进速度加速到接近最大,第二活塞310维持后退加速局面(图13的(c))。
在第一活塞210刚刚冲击传递部件105之后,第一活塞后退控制口206和第一活塞排油口207连通。阀控制单元204被低压连接,第一切换阀220和第二切换阀320的先导口被低压连接。由此,第一切换阀220和第二切换阀320的切换口分别被切换到图13中的下方位置。由此,第一活塞后室203被低压连接,第二活塞后室303被高压连接,第一活塞210向后退加速局面转变,第二活塞310向后退减速局面转变(图13的(d))。
然后,第一活塞210和第二活塞310齐后退,第二活塞310到达后止点。这时,由于阀控制单元204保持低压状态,因此第一切换阀220及第二切换阀320的切换口分别被保持在图13中的下方位置。第一活塞后室203的低压连接、第二活塞后室303的高压连接分别被维持,第一活塞210维持后退加速局面,第二活塞310向前进加速局面转变(图13的(e))。
在第二活塞310前进至即将冲击传递部件105、第一活塞210后退的期间,阀控制单元204保持低压状态,因此第一切换阀220及第二切换阀320的切换口分别被保持在图13中的下方位置。第一活塞后室203的低压连接、第二活塞后室303的高压连接分别被维持,第二活塞310的前进速度加速到接近最大,第一活塞210维持后退加速局面(图13的(f))。之后,通过重复上述的循环,从而能够由第一活塞210和第二活塞310在时间上等间隔地对传递部件105进行交替冲击。
这里,关注图13的(a)~(c)中的各冲击机构的活塞前室和活塞后室的状态,第一冲击机构200的第一活塞前室202及第一活塞后室203均为高压,第二冲击机构300的第二活塞前室302为高压,第二活塞后室303为低压。
因此,在第一冲击机构200中,在第一活塞210产生向前方的推力,并且向后方的反作用力F1a~F1c作用于第一气缸201,与此相对,在第二冲击机构300中,在第二活塞310产生向后方的推力,并且向前方的反作用力F2a~F2c作用于第二气缸301。即,作用于第一气缸201的反作用力和作用于第二气缸301的反作用力方向相反,反作用力被抵消。
然后,关注图13的(d)~(f)中的各冲击机构的活塞前室和活塞后室的状态,第一冲击机构200的第一活塞前室202为高压,第一活塞后室203为低压,第二冲击机构300的第二活塞前室302及第二活塞后室303均为高压。
因此,在第一冲击机构200中,在第一活塞210产生向后方的推力,向前方的反作用力F1d~F1f作用于第一气缸201,与此相对,在第二冲击机构300中,在第二活塞310产生向前方的推力,向后方的反作用力F2d~F2f作用于第二气缸301。即,作用于第一气缸201的反作用力和作用于第二气缸301的反作用力方向相反,反作用力被抵消。
进一步地,对作用于各冲击机构的反作用力进行研究。
在第一冲击机构200中,为了满足上述(式2)的条件、即为了使第一活塞210的后退加速时间和第一活塞210的后退减速时间的合计与第一活塞210的前进时间相同,在本实施方式的“前室总是高压—后室高低压切换式”的冲击机构的情况下,第一活塞210的前后的受压面积比通常设定为1:4。因此,第二活塞310的前后的受压面积比也设定为1:4。
在这样设定了受压面积比的情况下,图13的(a)~(f)的各工序中作用于第一气缸201的反作用力F1a~F1f、作用于第二气缸301的反作用力F2a~F2f以及将两个反作用力相加得到的合计反作用力F0a~F0f的关系如以下的表1所示。
表1
F1 | F2 | F0 | |
(a) | -3 | +1 | -2 |
(b) | -3 | +1 | -2 |
(c) | -3 | +1 | -2 |
(d) | +1 | -3 | -2 |
(e) | +1 | -3 | -2 |
(f) | +1 | -3 | -2 |
这里,关于各反作用力的值,将第一气缸201中的第一活塞210的后退加速时的反作用力(F1d~F1f)设为1,反作用力的方向是前方的情况下设为+,是后方的情况下设为-。即,如该表所示,可知全部工序中的合计反作用力F0a~F0f总是为-2。
例如,若掌握到通常的液压式冲击装置仅包括第一冲击机构200,则作用于第一气缸的反作用力在-3~+1之间变动。因此,推进机构为了抵抗-3的反作用力而使第一冲击机构前进,有必要施加比+3大的推力。但是,也存在反作用力为+1的工序,这时比+3大的推力会变得过剩,会对作为传递部件的钻杆施加大的负荷。因此,有时会成为孔弯曲、钻杆破损的原因。
与此相对,在本发明的双活塞型液压冲击装置100中,由于如上所述,合计反作用力总是保持在-2,因此推进机构只要施加比+2大的推力即可,不会因工序使推力过剩而导致产生孔弯曲、钻杆破损。
需要注意的是,由于在以同时冲击模式进行动作的情况下,第一冲击机构200和第二冲击机构300展示出相同的举动,在以单独冲击模式进行动作的情况下,仅第一冲击机构200进行动作,因此这里省略说明。
以上参照附图对本发明的实施方式及变形例进行了说明,但本发明所涉及的双活塞型液压冲击装置并不限定于上述实施方式及变形例,只要不脱离本发明的主旨,当然允许其它各种变形或变更各构成部分。
例如,在上述实施方式或变形例中,第一活塞210以实心结构为例进行了说明,但并不限于此,也可以和第二活塞310一样是中空结构。不过,在这种情况下,优选使第一活塞冲击部216和相对的传递部件105的冲击部107的端面形状一致。
此外,在上述实施方式或变形例中,第一冲击机构200及第二冲击机构300以通过使活塞前室总是高压连接,活塞后室交替切换高压和低压连接来使活塞前进后退的“前室总是高压—后室高低压切换式”的冲击机构为例进行了说明,但并不限于此,如果能使双方的冲击机构的形式一致,则也可以采用“前后室高低压切换式”、“后室总是高压—前室高低压切换式”(不过,根据冲击机构的形式,也有无法采用动作模式选择单元、动作停止单元的情况)。
此外,在上述实施方式或变形例中,以在第二冲击机构300中,第二活塞310包括第二活塞中央槽315,第二气缸301包括第二活塞排油口304为例进行了说明,该结构在预防第二活塞大径部(前)311、第二活塞大径部(后)312与第二气缸301的滑动面的油膜破裂方面具有意义,但如果能够通过余隙量的调整等解决该问题,则也可以废除第二活塞中央槽315和第二活塞排油口304。
此外,在上述实施方式或变形例中,阀控制单元204设置在第一冲击机构200侧,但并不限于此,也可以设置在第二冲击机构300侧。此外,第十变形例所示的可变节流阀395既可以设置于第一切换阀控制通路221侧,也可以设置于第一切换阀控制通路221和第二切换阀控制通路321两者。
此外,在上述实施方式或变形例中,示出了回路切换阀355、选择阀381及三位置切换阀的例子的第二冲击机构动作模式选择单元350作为电磁阀进行了说明,但并不限于此,也可以采用在另外的系统中准备控制压并通过液压先导进行切换的类型。
此外,在第二实施方式的并联型的双活塞型液压冲击装置中,也可以并列地配置两个以上的冲击机构,例如,如果在圆周上配置多个冲击机构,则能够实现进行大口径的凿孔的装置。在该情况下,为了在各冲击机构间使反作用力抵消、且使合计反作用力总是保持一定,优选并列配置的冲击机构是偶数个。
附图标记说明
100、110a~100i 双活塞型液压冲击装置(串联)
101、101a~101c 高压回路、分支通路
102、102a 低压回路、分支通路
103、104 泵、油箱
105 传递部件
106 (传递部件的)大径部
107、107a (传递部件的)第一冲击部、冲击面
108、108a (传递部件的)第二冲击部、冲击面
109 减压阀
200 第一冲击机构
201 第一气缸
202、202a 第一活塞前室、前室口
203、203a、203b 第一活塞后室、后室口、后室通路
204 阀控制单元
205 第一活塞前进控制口
205a、205b、205c 短冲程口、长冲程口、可变节流阀
206 第一活塞后退控制口
207 第一活塞排油口
210 第一活塞
211、212 第一活塞大径部(前)、大径部(后)
213、214、215 第一活塞中径部、小径部、切换槽
216、216a 第一活塞冲击部、冲击面
220 第一切换阀(全液压动作式)
220a 第一切换阀(弹簧复位式)
220X、220aX 第一切换阀控制口
220Y、220aY 第一切换阀保持口
221、222 第一切换阀控制通路、保持通路
230、231 第一高压蓄能器、第一低压蓄能器
300 第二冲击机构
301 第二气缸
302、302a 第二活塞前室、前室口
303、303a、303b 第二活塞后室、后室口、后室通路
304 第二活塞排油口
305、306 冲击室(前)、冲击室(后)
307 第二冲击机构动作压通路
310 第二活塞
311、312 第二活塞大径部(前)、大径部(后)
313、314、315 第二活塞中径部、小径部、中央槽
316、316a 第二活塞冲击部、冲击面
317、317a 第二活塞内径、大径部
320、320b 第二切换阀(全液压动作式)、同相位
320a 第二切换阀(弹簧复位式)
320X、320aX、320bX 第二切换阀控制口
320Y、320aY、320bY 第二切换阀保持口
321、321a~321d、323、325、326、328 第二切换阀控制通路
322、324、327 第二切换阀保持通路
330、331 第二高压蓄能器、第二低压蓄能器
350 第二冲击机构动作模式选择单元
351、352、353 控制压切换阀、控制通路、保持通路
354 第二切换阀保持压供给通路
355 第二冲击机构动作模式选择单元(回路切换阀)
360 第二冲击机构停止单元
361、362、363 选择阀、控制通路、保持通路
370 第二冲击机构动作模式选择单元
371、372、373 选择阀、控制通路、保持通路
374、375、376 控制压切换阀、控制通路、保持通路
377 第二切换阀保持压供给通路
380 第二冲击机构停止单元
381 选择阀
385 第二冲击机构动作模式选择单元(三位置切换阀)
390 第二冲击机构停止推力调节单元
391、392、393、394 选择阀、减压通路、减压阀、止回阀
395 第二冲击机构调节单元(可变节流阀)
400 双活塞型液压冲击装置(并联)
401、401a 高压回路、分支通路
402 低压回路
403、404 泵、油箱
405 第一传递部件
406、407 大径部、冲击部
408 第二传递部件
409、410 大径部、冲击部
411 减压阀
500 第一冲击机构
501 第一气缸
502、502a 第一活塞前室、前室口
503、503a、503b 第一活塞后室、后室口、后室通路
504 阀控制单元
505 第一活塞前进控制口
505a、505b、505c 短冲程口、长冲程口、可变节流阀
506 第一活塞后退控制口
507 第一活塞排油口
510 第一活塞
511、512 第一活塞大径部(前)、径部(后)
513、514、515 第一活塞中径部、小径部、切换槽
520、521、522 第一切换阀、控制通路、保持通路
520X、520Y 第一切换阀控制口、保持口
530、531 第一高压蓄能器、低压蓄能器
550 缸体
551、552、553 第一冲击室、第二冲击室、连通孔
600 第二冲击机构
601 第二气缸
602、602a 第二活塞前室、前室口
603、603a、603b 第二活塞后室、后室口、后室通路
610 第二活塞
611、612 第二活塞大径部(前)、大径部(后)
613、614、615 第二活塞中径部、小径部、中央槽
620 第二切换阀
620X、620Y 第二切换阀控制口、保持口
621、623 第二切换阀控制通路
622、624 第二切换阀保持通路
630、631 第二高压蓄能器、低压蓄能器
640 第二冲击机构动作模式选择单元
641、642、643 选择阀、控制通路、保持通路
644、645、646 控制压切换阀、控制通路、保持通路
647 第二切换阀保持压供给通路
650 第二冲击机构调节单元(可变节流阀)
OUT PP 外部控制压
Claims (14)
1.一种双活塞型液压冲击装置,包括以两个活塞冲击一个传递部件的冲击机构,所述双活塞型液压冲击装置其特征在于,
所述冲击机构包括第一冲击机构和第二冲击机构,所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以冲击轴线同轴、且所述第二冲击机构位于所述传递部件一侧的方式前后串联地配置,
所述第一冲击机构包括第一气缸、第一活塞、第一活塞前室和第一活塞后室、以及第一切换阀,所述第一活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第一气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第一冲击部,所述第一活塞前室和所述第一活塞后室在该第一活塞的外周面与所述第一气缸的内周面之间划分而成,并在轴向的前后隔开配置,所述第一切换阀将所述第一活塞前室和所述第一活塞后室中的至少一方切换到高压回路和低压回路中的至少一方来切换所述第一活塞的前进后退动作,
所述第二冲击机构包括第二气缸、第二活塞、第二活塞前室和第二活塞后室、以及第二切换阀,所述第二活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第二气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第二冲击部,所述第二活塞前室和所述第二活塞后室在该第二活塞的外周面与所述第二气缸的内周面之间划分而成,并在轴向的前后隔开配置,所述第二切换阀将所述第二活塞前室和所述第二活塞后室中的至少一方切换到高压回路和低压回路中的至少一方来切换所述第二活塞的前进后退动作,
仅所述第一冲击机构和所述第二冲击机构中任一方包括阀控制单元,所述阀控制单元通过生成并供给与该任一方的冲击机构中的活塞的进退位置相应的控制压来控制所述第一切换阀及所述第二切换阀双方的动作,
所述第一活塞和所述第二活塞中,至少所述第二活塞形成为中空形状,并且所述第一活塞插入所述第二活塞的内部,使得所述第一冲击部以能够冲击所述传递部件的方式延伸,
所述第一活塞和所述第二活塞进一步设定成各活塞的前后的受压面积比满足下式:
[t1a+t1c]=t1b=[t2a+t2c]=t2b,
在上式中,t1a是所述第一活塞前进的前进时间,t1b是所述第一活塞的后退速度增加的后退加速时间,t1c是所述第一活塞的后退速度减速的后退减速时间,t2a是所述第二活塞前进的前进时间,t2b是所述第二活塞的后退速度增加的后退加速时间,t2c是所述第二活塞的后退速度减速的后退减速时间。
2.根据权利要求1所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述冲击机构构成为能够设定以所述第一活塞和所述第二活塞交替冲击所述一个传递部件的交替冲击模式,
所述交替冲击模式是所述第一切换阀的切换口和所述第二切换阀的切换口被设定为相位彼此相反的关系、并且所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以在时间上相互等间隔地冲击所述传递部件的方式进行动作的模式。
3.根据权利要求1所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述冲击机构构成为能够设定以所述第一活塞和所述第二活塞同时冲击所述一个传递部件的同时冲击模式,
所述同时冲击模式是所述第一切换阀的切换口和所述第二切换阀的切换口被设定为相位彼此相同的关系、并且所述第一冲击机构和所述第二冲击机构以同时冲击所述传递部件的方式进行动作的模式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述冲击机构在所述第一切换阀和所述第二切换阀中任一方具有动作模式选择单元,所述动作模式选择单元通过切换各切换阀的切换口的相位来选择交替冲击模式和同时冲击模式,
所述交替冲击模式是以所述第一活塞和所述第二活塞交替冲击所述一个传递部件的模式,
所述同时冲击模式是以所述第一活塞和所述第二活塞同时冲击所述一个传递部件的模式。
5.根据权利要求4所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
至少由所述动作模式选择单元控制一侧的切换阀是包括控制口和保持口的全液压动作式的先导控制阀,所述控制口从所述阀控制单元被供给控制压,所述保持口被供给保持压,
所述动作模式选择单元包括控制压切换阀,所述控制压切换阀通过调换所述控制口和所述保持口的配置来切换所述切换口的相位。
6.根据权利要求4所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述动作模式选择单元包括回路切换阀,所述回路切换阀通过调换与由该动作模式选择单元控制一侧的切换阀连接的高压回路和低压回路的回路结构来切换所述切换口的相位。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述第一切换阀和所述第二切换阀中任一方构成为具有停止单元,所述停止单元通过切断所述阀控制单元与该任一方的切换阀的控制口的连接而停止该任一方的切换阀的动作,通过该停止单元的动作,能够选择仅以所述第一冲击机构和所述第二冲击机构中任一冲击机构进行冲击的单独冲击模式。
8.根据权利要求7所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述停止单元具有选择阀,所述选择阀切换所述任一方的切换阀的停止位置,以将停止侧的冲击机构的活塞后室保持为高压或低压任一方。
9.根据权利要求8所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述停止单元具有停止推力调节单元,在将所述停止侧的冲击机构的活塞后室高压连接的状态下停止冲击机构的情况下,所述停止推力调节单元以使所述停止侧的活塞向前方的推力在推进机构的推力以下的方式调节所述停止侧的活塞后室压。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述第一活塞的质量和所述第二活塞的质量设定为相同。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其特征在于,
在所述第一切换阀和所述第二切换阀的控制通路的至少一处设置有调节所述第一切换阀和所述第二切换阀中的至少一方的动作速度的调节单元。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述阀控制单元具有:
第一活塞前进控制口,随着所述第一活塞的后退,将高压回路和阀控制通路连通;以及
第一活塞后退控制口,随着所述第一活塞的前进,将低压回路和阀控制通路连通,
所述阀控制通路与通过对所述第一切换阀和所述第二切换阀供排控制压而进行各自的切换动作的各个控制口连接,
在所述第一活塞前进控制口设置有冲程调节机构。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的双活塞型液压冲击装置,其中,
所述第一冲击机构和所述第二冲击机构分别包括高压蓄能器和低压蓄能器。
14.一种双活塞型液压冲击装置,包括以两个活塞冲击一个或多个传递部件的冲击机构,所述双活塞型液压冲击装置其特征在于,
所述冲击机构包括第一冲击机构和第二冲击机构,所述第一冲击机构和所述第二冲击机构的冲击轴线并列配置,
所述第一冲击机构包括第一气缸、第一活塞以及第一切换阀,所述第一活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第一气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第一冲击部,所述第一切换阀切换该第一活塞的前进后退动作,
所述第二冲击机构包括第二气缸、第二活塞以及第二切换阀,所述第二活塞以能够前进后退的方式滑动嵌合于该第二气缸,并在自身前端部具有冲击所述传递部件的第二冲击部,所述第二切换阀切换该第二活塞的前进后退动作,
仅在所述第一冲击机构一侧包括阀控制单元,所述阀控制单元通过生成并供给与所述第一活塞的进退位置相应的控制压来控制所述第一切换阀及所述第二切换阀双方的动作,
所述第一活塞和所述第二活塞设定成各活塞的前后的受压面积比满足下式:
[t1a+t1c]=t1b=[t2a+t2c]=t2b,
在上式中,t1a是所述第一活塞前进的前进时间,t1b是所述第一活塞的后退速度增加的后退加速时间,t1c是所述第一活塞的后退速度减速的后退减速时间,t2a是所述第二活塞前进的前进时间,t2b是所述第二活塞的后退速度增加的后退加速时间,t2c是所述第二活塞的后退速度减速的后退减速时间。
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