CN117211360A - 液压破碎锤和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程机械领域，公开了一种液压破碎锤和工程机械，其中的液压破碎锤包括：中缸体；活塞杆，设置在中缸体内；连续换向回路，设置在破碎锤进油口、破碎锤回油口和中缸体之间且能够控制活塞杆以初设行程往复运动；和变频触发油路，设置在连续换向回路和中缸体之间，所述变频触发油路能够触发连续换向回路中的主控液动换向阀的换向时机产生变化以将活塞杆调节为以非初设行程往复运动。本发明的液压破碎锤能够大范围调节活塞杆的往复运动行程，自动调节打击频率或打击力，从而能够提升破碎作业量，提高工作效率，适于不同的破碎工况使用，无须对液压破碎锤重新匹配选型，避免造成资源浪费。

Description

液压破碎锤和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种液压破碎锤和工程机械。

背景技术

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，从而使活塞杆不断撞击钎杆进行破碎作业的装置。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，其打击力与打击频率成反比，打击频率与活塞杆行程成反比。对于传统的液压破碎锤，其活塞杆行程固定不变，在需要调节打击频率时，必须通过人工调节阀调节器来改变破碎锤的回油背压实现。

但上述调节打击频率的方式调节范围较窄，如需要较大范围调节破碎锤打击频率和打击力，只能对破碎锤重新匹配选型，造成一定的资源浪费。

此外，由于不同石料的硬度差异较大，在不同的破碎工况下，需要经常手动调节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，才能匹配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

针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本发明提供了一种液压破碎锤和工程机械，能够大范围调节活塞杆的往复运动行程，自动调节打击频率，以达到提升破碎作业量、提高工作效率、避免资源浪费等目的。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种液压破碎锤，其包括：

中缸体；

活塞杆，设置在所述中缸体内；

连续换向回路，设置在破碎锤进油口、破碎锤回油口和所述中缸体之间且能够控制所述活塞杆以初设行程往复运动；和

变频触发油路，设置在所述连续换向回路和所述中缸体之间，所述变频触发油路能够触发所述连续换向回路中的主控液动换向阀的换向时机产生变化以将所述活塞杆调节为以非初设行程往复运动。

可选地，所述中缸体内形成有被所述活塞杆的周壁环形凸缘上下隔开且能够在所述连续换向回路的作用下产生压力差的中缸体上腔和中缸体下腔，所述主控液动换向阀包括上行工作阀位和下行工作阀位，所述中缸体的周壁形成有沿竖向依次设置且能够连通所述中缸体下腔的初设行程油口和至少一个变行程油口，所述连续换向回路包括初设行程触发油路，所述初设行程触发油路设置在所述初设行程油口和所述下行工作阀位的液控端之间，所述变频触发油路设置在所述变行程油口和所述下行工作阀位的液控端之间，在所述活塞杆的上行过程中，所述中缸体下腔能够通过其中一个行程油口和相应的触发油路与所述下行工作阀位的液控端导通。

可选地，所述变行程油口包括第一变行程油口和第二变行程油口，所述变频触发油路包括具有O型中位机能的三位四通换向阀、第一进油支路、第二进油支路和排油支路，所述第一变行程油口依次通过所述第一进油支路、所述三位四通阀和所述排油支路与所述下行工作阀位的液控端连接，所述第二变行程油口依次通过所述第二进油支路、所述三位四通阀和所述排油支路与所述下行工作阀位的液控端连接。

可选地，所述初设行程油口、所述第一变行程油口和所述第二变行程油口由上而下依次布置。

可选地，所述初设行程触发油路中设有单向阀，所述排油支路的一端连接所述三位四通换向阀且另一端连接至所述初设行程触发油路的位于所述单向阀和所述下行工作阀位的液控端之间的部分。

可选地，所述三位四通换向阀为液压先导换向阀且设有用于控制先导压力的控制油口。

可选地，所述液压破碎锤包括过渡阀块，所述液压先导换向阀集成在所述过渡阀块中，所述控制油口开设在所述过渡阀块的外壁上。

可选地，所述中缸体的周壁形成有下腔回油口，所述连续换向回路包括两端分别连通所述下腔回油口和所述破碎锤回油口的下行回油油路，在所述中缸体下腔通过其中一个行程油口和相应的触发油路与所述下行工作阀位的液控端导通的状态下，所述下腔回油口与所述中缸体下腔连通。

可选地，所述中缸体的周壁形成有与所述中缸体上腔连通的上腔进出切换油口以及与所述中缸体下腔连通的下腔进油口，所述下腔进油口与所述破碎锤进油口保持连通，所述上腔进出切换油口能够通过所述主控液动换向阀选择性地与所述破碎锤进油口和所述破碎锤回油口中的一者连通。

可选地，所述液压破碎锤还包括与所述中缸体的上端部连接的上缸体，所述上缸体内形成有氮气腔，所述活塞杆的顶端伸入至所述氮气腔内。

可选地，所述液压破碎锤还包括与所述中缸体的下端部连接的下缸体和插装于所述下缸体的钎杆，所述活塞杆的底端伸入至所述下缸体内且能够撞击所述钎杆的顶部。

本发明第二方面提供了一种工程机械，其包括上述的液压破碎锤。

通过上述技术方案，本发明的液压破碎锤能够在连续换向回路的作用下控制活塞杆以初设行程往复运动，在需要调节打击频率时，通过变频触发油路触发连续换向回路中的主控液动换向阀的换向时机产生变化，活塞杆可在上行至未达初设的上下行切换临界位置或超过初设的上下行切换临界位置的情况下切换为下行，整体上表现为活塞杆以非初设行程往复运动，从而实现打击频率的自动调节。相对于传统的人工调节阀调节器来改变破碎锤的回油背压的打击频率调节方式，本发明的液压破碎锤具有远大于其的调节范围，从而适于不同的破碎工况使用，无须对液压破碎锤重新匹配选型，避免造成资源浪费，提升破碎作业量，提高工作效率。

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

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：

图1为本发明具体实施方式中的一种液压破碎锤的工作原理图；

图2为本发明具体实施方式中的一种液压破碎锤的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中的一种液压破碎锤的中缸体的示意图；

图4为本发明具体实施方式中的一种液压破碎锤的过渡阀块和集成在该过渡阀块上的三位四通换向阀的示意图；

图5为图4中的三位四通换向阀的阀芯的示意图。

附图标记说明：

1中缸体 2 活塞杆

3主控液动换向阀 4 三位四通换向阀

5单向阀 6 过渡阀块

7上缸体 8 下缸体

9钎杆

11中缸体上腔 12中缸体下腔

13上腔进出切换油口 14下腔回油口

15初设行程油口 16第一变行程油口

17第二变行程油口 18下腔进油口

L1初设行程触发油路 L2第一进油支路

L3第二进油支路 L4排油支路

L5下行回油油路

P破碎锤进油口 T 破碎锤回油口

K1第一控制油口 K2第二控制油口

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

参照图1至图5，本发明第一示例性实施例提供了一种液压破碎锤，其包括中缸体1、活塞杆2、连续换向回路和变频触发油路。

具体地，活塞杆2设置在中缸体1内。

连续换向回路设置在破碎锤进油口P、破碎锤回油口T和中缸体1之间，外部液压油可通过破碎锤进油口P和连续换向回路进入中缸体1内，中缸体1内的液压油可通过连续换向回路和破碎锤回油口T排出液压破碎锤外。在连续换向回路的作用下，可在活塞杆2的上部和下部形成压力差以控制活塞杆2上行或下行，当活塞杆2上行至初设的上下行切换临界位置时，连续换向回路中的油路将中缸体1内的液压油导入主控液动换向阀3的液控端，使主控液动换向阀3切换工作阀位，进而使活塞杆2从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以初设行程往复运动。其中，初设行程为在变频触发油路未导通中缸体1和连续换向回路时活塞杆2的行程，由人工预设。

变频触发油路设置在连续换向回路和中缸体1之间，可将中缸体1内的液压油提前或延后地导入连续换向回路的主控液动换向阀3的液控端，使主控液动换向阀3提前或延后地切换工作阀位，进而使活塞杆2从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以非初设行程往复运动。

例如，若要缩短活塞杆2的行程(即提高打击频率)，变频触发油路能够在活塞杆2未上行至初设的上下行切换临界位置时便将中缸体1和主控液动换向阀3的液控端导通，从而提前触发主控液动换向阀3切换工作阀位，使活塞杆2提前从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以小于初设行程的行程往复运动。

若要增加活塞杆2的行程(即降低打击频率)，可在活塞杆2上行至初设的上下行切换临界位置时，使连续换向回路中的油路不将中缸体1和主控液动换向阀3的液控端导通，此时，暂时无法触发主控液动换向阀3切换工作阀位，活塞杆2可继续上行。当活塞杆2继续上行至超过初设的上下行切换临界位置的某个位置时，中缸体1才通过变频触发油路与主控液动换向阀3的液控端导通，即延后触发主控液动换向阀3切换工作阀位，使活塞杆2延后地从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以大于初设行程的行程往复运动。

可见，变频触发油路用于触发连续换向回路中的主控液动换向阀3的换向时机产生变化，即换向时机提前或延后，以能够将活塞杆2调节为以非初设行程往复运动，实现打击频率的调节。

可以理解的是，通过调节活塞杆2上行至哪个位置才使变频触发油路导通中缸体1和主控液动换向阀3的液控端，可直接决定主控液动换向阀3的换向时机提前或延后多少，从而可大范围调节活塞杆2的行程，相当于可大范围调节打击频率。

相对于传统的人工调节阀调节器来改变破碎锤的回油背压的打击频率调节方式，本示例性实施例的液压破碎锤具有远大于其的调节范围，从而适于不同的破碎工况使用，无须对液压破碎锤重新匹配选型，避免造成资源浪费，提升破碎作业量，提高工作效率。

在一种实施例中，中缸体1内形成有被活塞杆2的周壁环形凸缘上下隔开且能够在连续换向回路的作用下产生压力差的中缸体上腔11和中缸体下腔12，在中缸体上腔11和中缸体下腔12的压力差作用下，活塞杆2被推动上行或下行。主控液动换向阀3包括上行工作阀位和下行工作阀位，例如，图1中的主控液动换向阀3的左右两个工作阀位分别为其上行工作阀位和下行工作阀位。中缸体1的周壁形成有沿竖向依次设置且能够连通中缸体下腔12的初设行程油口15和至少一个变行程油口，在只设置一个变行程油口的情况下，液压破碎锤的打击频率可实现二级调节，在设有多个变行程油口的情况下，液压破碎锤的打击频率可实现多级调节。此外，连续换向回路包括初设行程触发油路L1。其中，初设行程触发油路L1设置在初设行程油口15和下行工作阀位的液控端之间，变频触发油路设置在变行程油口和下行工作阀位的液控端之间。在活塞杆2的上行过程中，中缸体下腔12能够通过其中一个行程油口和相应的触发油路与主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端导通，从而使活塞杆2以相应的行程往复运动。

例如，当活塞杆2上行至使得中缸体下腔12与初设行程油口15导通时，中缸体下腔12内的液压油可通过初设行程油口15和初设行程触发油路L1导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端，从而触发主控液动换向阀3从上行工作阀位切换至下行工作阀位，使活塞杆2从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以初设行程往复运动。

当活塞杆2上行至使得中缸体下腔12与任意一个变行程油口导通时，中缸体下腔12内的液压油可通过该变行程油口和变频触发油路导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端，从而触发主控液动换向阀3从上行工作阀位切换至下行工作阀位，使活塞杆2从上行变为下行，整体上表现为活塞杆2以对应的行程(非初设行程)往复运动。

在一种实施例中，变行程油口包括第一变行程油口16和第二变行程油口17，例如，此时初设行程油口15、第一变行程油口16和第二变行程油口17可由上而下依次布置。变频触发油路包括具有O型中位机能的三位四通换向阀4、第一进油支路L2、第二进油支路L3和排油支路L4。其中，第一变行程油口16依次通过第一进油支路L2、三位四通阀和排油支路L4与主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端连接，第二变行程油口17依次通过第二进油支路L3、三位四通阀和排油支路L4与主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端连接。即，第一变行程油口16和第二变行程油口17与主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端的导通均通过同一排油支路L4实现。

例如，参照图1，当三位四通换向阀4处于中间阀位时，即使第一变行程油口16或第二变行程油口17与中缸体下腔12导通，中缸体下腔12内的液压油也无法通过三位四通换向阀4和排油支路L4导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。当三位四通换向阀4处于左阀位时，中缸体下腔12内的液压油可通过第一变行程油口16、第一进油支路L2、三位四通换向阀4和排油支路L4导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。当三位四通换向阀4处于右阀位时，中缸体下腔12内的液压油可通过第二变行程油口17、第二进油支路L3、三位四通换向阀4和排油支路L4导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。

在本实施例中，液压破碎锤的打击频率可实现三级调节。

在一种实施例中，初设行程触发油路L1中设有单向阀5，当活塞杆2上行至使得中缸体下腔12与初设行程油口15导通时，中缸体下腔12内的液压油可通过初设行程油口15进入初设行程触发油路L1，并顶开单向阀5，使液压油通过初设行程触发油路L1导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。进一步地，排油支路L4的一端连接三位四通换向阀4且另一端连接至初设行程触发油路L1的位于单向阀5和下行工作阀位的液控端之间的部分。

在一种实施例中，三位四通换向阀4为液压先导换向阀且设有用于控制先导压力的控制油口K1、K2。

参照图1，通过K1输入液压油，三位四通换向阀4可切换至左阀位工作，当活塞杆2上行至使得中缸体下腔12与第一变行程油口16导通时，中缸体下腔12内的液压油可通过第一变行程油口16、第一进油支路L2、三位四通换向阀4和排油支路L4导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。

通过K2输入液压油，三位四通换向阀4可切换至右阀位工作，当活塞杆2上行至使得中缸体下腔12与第二变行程油口17导通时，中缸体下腔12内的液压油可通过第二变行程油口17、第二进油支路L3、三位四通换向阀4和排油支路L4导入主控液动换向阀3的下行工作阀位的液控端。

在一种实施例中，液压破碎锤包括过渡阀块6，液压先导换向阀可集成在过渡阀块6中，相应地，控制油口K1、K2开设在过渡阀块6的外壁上，以简化液压破碎锤的结构布置。

在一种实施例中，中缸体1的周壁形成有下腔回油口14，连续换向回路包括两端分别连通下腔回油口14和破碎锤回油口T的下行回油油路L5。在中缸体下腔12通过其中一个行程油口和相应的触发油路与下行工作阀位的液控端导通的状态下，下腔回油口14与中缸体下腔12连通，从而在活塞杆2下行的过程中，使得中缸体下腔12可通过下腔回油口14、下行回油油路L5和破碎锤回油口T泄压。

在一种实施例中，中缸体1的周壁形成有与中缸体上腔11连通的上腔进出切换油口13以及与中缸体下腔12连通的下腔进油口18，下腔进油口18与破碎锤进油口P保持连通，上腔进出切换油口13能够通过主控液动换向阀3选择性地与破碎锤进油口P和破碎锤回油口T中的一者连通。

在活塞杆2上行的过程中，上腔进出切换油口13通过主控液动换向阀3与破碎锤回油口T连通，使得中缸体上腔11可通过上腔进出切换油口13、主控液动换向阀3和破碎锤回油口T泄压。

在上腔进出切换油口13通过主控液动换向阀3与破碎锤进油口P连通的情况下，液压油从上腔进出切换油口13导入中缸体上腔11，使中缸体上腔11的压力大于中缸体下腔12的压力，从而推动活塞杆2下行。

在一种实施例中，液压破碎锤还包括与中缸体1的上端部连接的上缸体7，上缸体7内形成有氮气腔，活塞杆2的顶端伸入至氮气腔内。在活塞杆2向上运动的过程中，其顶端会压缩氮气腔内的氮气，使氮气腔蓄能，在活塞杆2向下运动的过程中，氮气腔内的高压氮气能够对活塞杆2施加向下推力。

在一种实施例中，液压破碎锤还包括与中缸体1的下端部连接的下缸体8和插装于下缸体8的钎杆9，活塞杆2的底端伸入至下缸体8内且能够在活塞杆2下行时撞击钎杆9的顶部，通过活塞杆2的往复运动，可使钎杆9不断冲击石料，从而实现破碎功能。

本发明第二示例性实施例提供了一种工程机械，其包括上述的液压破碎锤。例如，该工程机械可以是挖掘机，机内的液压系统能够为液压破碎锤提供液压能。显然，本示例性实施例的工程机械具有由上述液压破碎锤带来的所有技术效果，故此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例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实施例的保护范围。

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，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例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实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (12)

1.一种液压破碎锤，其特征在于，所述液压破碎锤包括：

中缸体(1)；

活塞杆(2)，设置在所述中缸体(1)内；

连续换向回路，设置在破碎锤进油口(P)、破碎锤回油口(T)和所述中缸体(1)之间且能够控制所述活塞杆(2)以初设行程往复运动；和

变频触发油路，设置在所述连续换向回路和所述中缸体(1)之间，所述变频触发油路能够触发所述连续换向回路中的主控液动换向阀(3)的换向时机产生变化以将所述活塞杆(2)调节为以非初设行程往复运动。

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(1)内形成有被所述活塞杆(2)的周壁环形凸缘上下隔开且能够在所述连续换向回路的作用下产生压力差的中缸体上腔(11)和中缸体下腔(12)，所述主控液动换向阀(3)包括上行工作阀位和下行工作阀位，所述中缸体(1)的周壁形成有沿竖向依次设置且能够连通所述中缸体下腔(12)的初设行程油口(15)和至少一个变行程油口，所述连续换向回路包括初设行程触发油路(L1)；

其中，所述初设行程触发油路(L1)设置在所述初设行程油口(15)和所述下行工作阀位的液控端之间，所述变频触发油路设置在所述变行程油口和所述下行工作阀位的液控端之间，在所述活塞杆(2)的上行过程中，所述中缸体下腔(12)能够通过其中一个行程油口和相应的触发油路与所述下行工作阀位的液控端导通。

3.根据权利要求2所述的液压破碎锤，其特征在于，所述变行程油口包括第一变行程油口(16)和第二变行程油口(17)，所述变频触发油路包括具有O型中位机能的三位四通换向阀(4)、第一进油支路(L2)、第二进油支路(L3)和排油支路(L4)，所述第一变行程油口(16)依次通过所述第一进油支路(L2)、所述三位四通阀和所述排油支路(L4)与所述下行工作阀位的液控端连接，所述第二变行程油口(17)依次通过所述第二进油支路(L3)、所述三位四通阀和所述排油支路(L4)与所述下行工作阀位的液控端连接。

4.根据权利要求3所述的液压破碎锤，其特征在于，所述初设行程油口(15)、所述第一变行程油口(16)和所述第二变行程油口(17)由上而下依次布置。

5.根据权利要求4所述的液压破碎锤，其特征在于，所述初设行程触发油路(L1)中设有单向阀(5)，所述排油支路(L4)的一端连接所述三位四通换向阀(4)且另一端连接至所述初设行程触发油路(L1)的位于所述单向阀(5)和所述下行工作阀位的液控端之间的部分。

6.根据权利要求3所述的液压破碎锤，其特征在于，所述三位四通换向阀(4)为液压先导换向阀且设有用于控制先导压力的控制油口(K1、K2)。

7.根据权利要求6所述的液压破碎锤，其特征在于，所述液压破碎锤包括过渡阀块(6)，所述液压先导换向阀集成在所述过渡阀块(6)中，所述控制油口(K1、K2)开设在所述过渡阀块(6)的外壁上。

8.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(1)的周壁形成有下腔回油口(14)，所述连续换向回路包括两端分别连通所述下腔回油口(14)和所述破碎锤回油口(T)的下行回油油路(L5)，在所述中缸体下腔(12)通过其中一个行程油口和相应的触发油路与所述下行工作阀位的液控端导通的状态下，所述下腔回油口(14)与所述中缸体下腔(12)连通。

9.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(1)的周壁形成有与所述中缸体上腔(11)连通的上腔进出切换油口(13)以及与所述中缸体下腔(12)连通的下腔进油口(18)，所述下腔进油口(18)与所述破碎锤进油口(P)保持连通，所述上腔进出切换油口(13)能够通过所述主控液动换向阀(3)选择性地与所述破碎锤进油口(P)和所述破碎锤回油口(T)中的一者连通。

10.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，所述液压破碎锤还包括与所述中缸体(1)的上端部连接的上缸体(7)，所述上缸体(7)内形成有氮气腔，所述活塞杆(2)的顶端伸入至所述氮气腔内。

11.根据权利要求1所述的液压破碎锤，其特征在于，所述液压破碎锤还包括与所述中缸体(1)的下端部连接的下缸体(8)和插装于所述下缸体(8)的钎杆(9)，所述活塞杆(2)的底端伸入至所述下缸体(8)内且能够撞击所述钎杆(9)的顶部。

12.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括根据权利要求1至11中任意一项所述的液压破碎锤。