具有可變沖程控制的液壓錘的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓錘，尤其涉及一種具有可變沖程控制的液壓錘。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓錘可以附接至諸如挖掘機(jī)、反鏟挖土機(jī)、工具架或其它類似機(jī)器的各種機(jī)器上，以將石頭、混凝土和其它建筑材料粉碎。液壓錘安裝至機(jī)器的吊桿并且連接至液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)中的高壓流體被供應(yīng)至液壓錘，以驅(qū)動與作業(yè)工具接觸的往復(fù)活塞，該往復(fù)活塞進(jìn)而使作業(yè)工具在與建筑材料接觸的同時(shí)往復(fù)運(yùn)動。
[0003]通常液壓錘以相同連續(xù)的沖程驅(qū)動往復(fù)活塞接觸作業(yè)工具。換言之，往復(fù)活塞的沖程長度在液壓錘操作過程中并不改變。然而，一些液壓錘能夠改變沖程長度(例如，在較短沖程和較長沖程之間)，這能夠提供在一些錘操作中更高的效率。
[0004]在1997年9月23日授予Comarmond的美國專利N0.5,669，281 (’ 281專利)中公開了用于改變液壓錘的沖程長度的示例性系統(tǒng)。具體地說，’281專利公開了一種具有活塞的沖擊機(jī)器，該活塞在缸內(nèi)滑動并且在每個(gè)循環(huán)過程中都撞擊工具。該沖擊機(jī)器還具有頂部腔室和底部腔室，該頂部腔室和底部腔室通過由控制裝置控制的分配器而被順序地供給流體。該沖擊機(jī)器進(jìn)一步包括安裝在缸內(nèi)的選擇器活塞。該選擇器活塞由控制裝置使用加壓流體來控制，以將選擇器活塞移入和移除將活塞沖程加長的位置。
[0005]盡管’281專利的沖擊機(jī)器可能足以用于某些應(yīng)用，但是其可能仍然不太理想。特別地，’281專利的沖擊機(jī)器可能過度復(fù)雜并且需要許多附加零件。因此，使用’281專利的沖擊機(jī)器難以實(shí)現(xiàn)對具有一個(gè)連續(xù)沖程的現(xiàn)有液壓錘進(jìn)行改裝以具有可調(diào)節(jié)沖程。另外，’281專利的沖擊機(jī)器初始以短沖程模式操作，并且稍后在一段時(shí)間的操作之后切換到長沖程模式。然而，在某些情況下，可能期望在初始時(shí)就以長沖程模式開始，以增加液壓錘操作的效率。
[0006]本發(fā)明的系統(tǒng)旨在克服以上闡述的問題中的一個(gè)或多個(gè)問題和/或現(xiàn)有技術(shù)的其它問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于液壓錘的可變沖程控制系統(tǒng)。該可變沖程控制系統(tǒng)可包括:入口凹槽，該入口凹槽圍繞與所述液壓錘結(jié)合(關(guān)聯(lián))的活塞形成并且被構(gòu)造成接收加壓流體;和出口凹槽，該出口凹槽圍繞與所述液壓錘結(jié)合的所述活塞形成并且被構(gòu)造成排出所述加壓流體。該可變沖程控制系統(tǒng)還可包括閥，該閥與所述入口凹槽及所述出口凹槽流體連通，并且被構(gòu)造成基于所述入口凹槽和所述出口凹槽之間的壓力差中的變化而選擇性調(diào)節(jié)所述活塞的沖程長度。
[0008]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于液壓錘的可變沖程控制系統(tǒng)。該可變沖程控制系統(tǒng)可包括:入口凹槽，該入口凹槽圍繞與所述液壓錘結(jié)合的活塞形成并且被構(gòu)造成接收加壓流體;和出口凹槽，該出口凹槽圍繞與所述液壓錘結(jié)合的所述活塞形成并且被構(gòu)造成排出所述加壓流體。該可變沖程控制系統(tǒng)還可包括閥，該閥與所述入口凹槽及所述出口凹槽流體連通，并且被構(gòu)造成基于被所述液壓錘的作業(yè)工具沖擊的材料的硬度而選擇性調(diào)節(jié)所述活塞的沖程長度。
[0009]在又一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種液壓錘系統(tǒng)。該液壓錘系統(tǒng)可以包括活塞和與所述活塞同軸地布置在該活塞外部的套筒。該液壓錘系統(tǒng)還可包括:入口凹槽，該入口凹槽形成在所述套筒的第一內(nèi)表面處并且被構(gòu)造成接收來自栗的加壓流體;和出口凹槽，該出口凹槽形成在所述套筒的第二內(nèi)表面處并且被構(gòu)造成將加壓流體引導(dǎo)到回油箱。所述出口凹槽可以流體連接至所述入口凹槽。所述液壓錘系統(tǒng)還可包括:第一閥，該第一閥被構(gòu)造成控制所述活塞的向上運(yùn)動和向下運(yùn)動之間的轉(zhuǎn)換時(shí)刻；和第二閥，該第二閥與所述入口凹槽及所述出口凹槽流體連通，并且被構(gòu)造成通過使所述第一閥的轉(zhuǎn)換時(shí)刻延遲而選擇性地調(diào)節(jié)所述活塞的沖程長度。
【附圖說明】
[0010]圖1是所公開的示例性機(jī)器的示意圖；
[0011]圖2是所公開的示例性液壓錘組件的分解圖，該液壓錘組件可以與圖1的機(jī)器一起使用；以及
[0012]圖3是所公開的示例性可變沖程控制系統(tǒng)的示意圖，該可變沖程控制系統(tǒng)可以與圖2的液壓錘一起使用。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1示出了所公開的具有錘12的示例性機(jī)器10。機(jī)器10可以被構(gòu)造成進(jìn)行與具體工業(yè)(例如，采礦或建筑)有關(guān)的作業(yè)。機(jī)器10可以是(圖1中所示的)反鏟挖土裝載機(jī)、挖掘機(jī)、滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)或任何其它機(jī)器。錘12可以通過吊桿14和吊臂(stick)16連接至機(jī)器
10。然而，可以想到，如果期望的話，可以另選地利用另一種連桿裝置。
[0014]在所公開的實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)液壓缸18可以使吊桿14和吊臂16升起、降低和/或擺動以對應(yīng)地使錘12升起、降低和/或擺動。液壓缸8可以連接至機(jī)器10內(nèi)的液壓供應(yīng)系統(tǒng)(未示出)。具體地說，機(jī)器10可以包括通過一個(gè)或多個(gè)液壓供應(yīng)線路(未示出)連接至液壓缸18和連接至錘12的栗(未示出)。液壓供應(yīng)系統(tǒng)可以將加壓流體例如油從栗引入到液壓缸18和錘12中。用于液壓缸18和/或錘12的運(yùn)動的操作控制可以位于機(jī)器10的駕駛室20內(nèi)。
[0015]如圖1和2中所示，錘12可以包括外殼22和位于外殼22內(nèi)的致動器組件26。外殼22可以將致動器組件26連接至吊臂16并為致動器組件26提供保護(hù)。作業(yè)工具24可以操作地連接至致動器組件26與吊臂16相反的端部。可以想到，作業(yè)工具24可以包括能夠與錘12相互作用的任何已知工具。在一個(gè)實(shí)施方式中，作業(yè)工具24包括沖擊式鉆頭。
[0016]如圖2所示，致動器組件26可以包括子殼體(次殼體、下殼體)28、襯套30和沖擊系統(tǒng)32。子殼體28可以尤其包括框架34和頭部36?？蚣?4可以是沿著其軸向長度具有一個(gè)或多個(gè)凸緣或臺階的中空圓柱體。頭部36可以將框架34的一端蓋住。具體地說，頭部36上的一個(gè)或多個(gè)凸緣可以與框架34上的一個(gè)或多個(gè)凸緣聯(lián)接，以提供密封接合。一個(gè)或多個(gè)緊固機(jī)構(gòu)38可以將頭部36剛性地附裝至框架34。在一些實(shí)施方式中，緊固機(jī)構(gòu)38可以包括例如螺釘、螺母、螺栓或能夠?qū)蓚€(gè)部件緊固的任何其它裝置。另外，框架34和頭部36均可以包括用于接收緊固機(jī)構(gòu)38的孔。
[0017]襯套30可以布置在子殼體28的工具端內(nèi)并且可以被構(gòu)造成將作業(yè)工具24連接至沖擊系統(tǒng)32。銷40可以將襯套30連接至作業(yè)工具24。當(dāng)通過錘12移位時(shí)，作業(yè)工具24可以被構(gòu)造成在襯套30內(nèi)移動預(yù)定軸向距離。
[0018]沖擊系統(tǒng)32可以布置在子殼體28的致動器端內(nèi)，并且可以被構(gòu)造成在被供應(yīng)加壓流體時(shí)移動作業(yè)工具24。如圖2中的虛線所示，沖擊系統(tǒng)32可以是包括活塞42、蓄能器膜44、套筒46、套筒襯48、閥50和密封架52的組件。套筒襯48可以被組裝在蓄能器膜44內(nèi)，套筒46可以被組裝在套筒襯48內(nèi)，而活塞42可以被組裝在套筒46內(nèi)。所有這些部件都可以大體彼此同軸。另外，活塞42、套筒46、閥50和密封架52可以通過滑動配合徑向公差而作為子組件被全部保持在一起。例如，滑動配合徑向公差可以形成在套筒46和活塞42之間以及密封架52和活塞42之間。套筒46可以在活塞42上施加徑向向內(nèi)壓力，而密封架52可以在活塞42上施加徑向向內(nèi)壓力。這種構(gòu)造可以將套筒46、密封架52和活塞42作為子組件保持在一起。
[0019]蓄能器膜44可以形成圓柱形管，該圓柱形管被構(gòu)造成為錘12保持足夠量的加壓流體以驅(qū)動活塞42經(jīng)歷至少一個(gè)沖程。當(dāng)蓄能器膜44處于松弛狀態(tài)中(S卩，沒有處于來自加壓氣體的壓力作用下)時(shí)，蓄能器膜44可以與套筒46徑向間隔開。然而，當(dāng)蓄能器膜44處于來自加壓氣體的壓力作用下時(shí)，在蓄能器膜44和套筒46之間不存在任何間隔，從而可以禁止它們之間的流體流動。
[0020]閥50可以被組裝在活塞42的端部上并且位于套筒46和密封架52兩者的徑向內(nèi)側(cè)。密封架52的一部分可以與套筒46軸向重疊。另外，閥50可以軸向布置在蓄能器膜44的外部。閥50和密封架52可以完全位于頭部36內(nèi)。蓄能器膜44、套筒46和套筒襯48可以位于框架34內(nèi)。頭部36可以被構(gòu)造成在連接至框架34時(shí)將套筒46的一端封閉。
[0021 ]活塞42可以被構(gòu)造成在框架34和頭部36 二者內(nèi)滑動。例如，活塞42可以被構(gòu)造成在框架34內(nèi)往復(fù)運(yùn)動并且接觸作業(yè)工具24的一端。具體地說，可以將可壓縮氣體(例如，氮?dú)?布置在氣體腔室(未示出)中，該氣體腔室在活塞42的與襯套30相反的一端處位于頭部36內(nèi)。活塞42可以可滑動地在氣體腔室內(nèi)移動以增加和減小氣體腔室的尺寸。氣體腔室的尺寸減小可以增加氣體腔室內(nèi)的氣體壓力，由此向下驅(qū)動活塞42而接觸作業(yè)工具24。
[0022]活塞42可以包括沿著其長度的變化的直徑，例如，包括軸向地布置在在較寬直徑區(qū)段之間的一個(gè)或多個(gè)窄直徑區(qū)段。在所公開的實(shí)施方式中，活塞42包括被兩個(gè)寬直徑區(qū)段60、62分開的三個(gè)窄直徑區(qū)段54、56、58。窄直徑區(qū)段54、56、58可以與套筒46配合，以選擇性地打開和關(guān)閉套筒46內(nèi)的流體通路?；钊?2還可以包括沖擊端64，該沖擊端64具有比任何窄直徑區(qū)段54、56、58都小的直徑。沖擊端64可以被構(gòu)造成在襯套30內(nèi)與作業(yè)工具24接觸。
[0023 ] 如圖3所示，錘12可以配備有可變沖程控制系統(tǒng)70?？勺儧_程控制系統(tǒng)70可以包括被構(gòu)造成引導(dǎo)錘12內(nèi)的加壓流體以選擇性地調(diào)節(jié)活塞42的沖程長度的一個(gè)或多個(gè)部件。例如，可變沖程控制系統(tǒng)70可以包括栗66、環(huán)狀提升凹槽68、環(huán)狀切換凹槽72、環(huán)狀油箱凹槽74、環(huán)狀出口凹槽76、蓄能器78、壓力控制閥80、回油箱82和主控制閥84。
[0024]栗66可以被構(gòu)造成對流體進(jìn)行加壓并將該流體引導(dǎo)至提升凹槽68和蓄能器78。提升凹槽68可以被構(gòu)造成引導(dǎo)流體接觸寬直徑區(qū)段60處的肩部以在向上方向上推動(force)活塞42 ο切換凹槽72可以被構(gòu)造成與主控制閥84流體連通以切換主控制閥84的閥位置。油箱凹槽74和出口凹槽76可以被構(gòu)造成將加壓流體引導(dǎo)到油箱82。提升凹槽68、切換凹槽72、油箱凹槽74和出口凹槽76都可以形成為圍繞活塞42的同心布置的通道?；钊?2(8卩，窄直徑區(qū)段54、56、58和寬直徑區(qū)段60、62)的運(yùn)動可以選擇性地打開或關(guān)閉這些凹槽，以致使活塞42運(yùn)動。
[0025]蓄能器78可以流體連接至栗66，并且被構(gòu)造成積累加壓流體和控制液壓回路中的流體的脈動。壓力控制閥80可以流體連接至油箱82，并且被構(gòu)造成調(diào)控返回到油箱82的流體的流速，從而將液壓回路中的壓力控制到期望水平。蓄能器78和壓力控制閥80可以一起作用，以控制液壓回路中的脈動和壓力。在一些實(shí)施方式中，壓力控制閥80還可以在錘操作已經(jīng)停止時(shí)使活塞42返回到