一种液压振动冲击装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种液压振动冲击装置及方法，电机带动激波器快速转动，驱动液压油进入激波器，激波器的各个阀口快速打开或关闭，直接驱动液压缸带动振动机构上下振动，振动机构里面的小钢球以很高的速度撞击工件的表面，使得工件表面金属发生剧烈的塑形变形，金属材料表面的晶体组织逐渐细化到纳米量级，进而获得金属材料表面的纳米层。该装置采用液压高频振动的方式使表面产生较厚且均匀的纳米层，工作安全性好，容易实现过载保护；此外，液压传动装置的各元件之间仅靠管路连接，没有严格的定位要求，低损耗、通用化，有利于降低制造和维护的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种液压振动冲击装置及方法
本专利技术涉及表面研磨
，特别涉及一种液压振动冲击装置及方法。
技术介绍
现有的机械研磨表面纳米化设备是电机通过一种软连接的联轴器带动凸轮旋转，安装在凸轮上的振动箱随之上下振动，从而不断撞击工件表面，最终得到成品。但因为在快速往复的工作过程中，机械结构的发热量大，设备温度会迅速升高，不得不停止工作，所以此种设备的工作效率低；并且，因为电机的轴和凸轮的轴通过联轴器相连接，电机的轴线和凸轮的轴线不能时刻重合，所以不能用刚性连接，只能用软连接联轴器，故此种设备损耗速度快，此外，最终成品的金属表面纳米化的效果不够理想，有待提高。为了克服以上缺陷，本案由此而生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种液压振动冲击装置及方法，采用液压高频振动的方式使表面产生较厚且均匀的纳米层，工作安全性好，容易实现过载保护；此外，液压传动装置的各元件之间仅靠管路连接，没有严格的定位要求，低损耗、通用化，有利于降低制造和维护的成本。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上；其特征在于：所述的激波器是一个三位四通的转阀，包括端盖、通盖、壳体、阀套、套筒、轴承和芯轴；端盖、通盖分别装配在壳体的两端，和壳体封闭形成一装配腔，装配腔供阀套、套筒、轴承和芯轴放置，通盖上开设轴孔，芯轴穿过轴孔并通过联轴器与电机相连，阀套置于芯轴和壳体之间，阀套与端盖之间安装有轴承和套筒，阀套与通盖之间也安装有轴承和套筒；芯轴内设空槽，芯轴轴身开设与空槽相通的槽孔，芯轴轴身的中间部分设有两个轴段，每个轴段由周向均匀分布的矩形过流通孔和曲面凹槽组成，两个轴段之间的角度相错30度，矩形过流通孔与空槽相通，曲面凹槽之间都是相通的；壳体的一侧开设阀口A、阀口B，壳体的另一侧开设阀口P、阀口T，四个阀口处于同一平面，阀套在对应阀口A、阀口B的位置加工圆形通孔、对应阀口P、阀口T的位置加工矩形通孔；当电机通过联轴器带动芯轴转动时，阀口T和阀口P对应的芯轴上的矩形过流孔和曲面凹槽不断变化，而阀口A相通曲面凹槽，阀口B通过槽孔与空槽相通；激波器的快速转动有三种状态：其一，激波器的四个阀口不相通；阀口T当芯轴转动到任一矩形过流通孔和曲面凹槽中间时，阀口P同样也正好对应在某一矩形过流通孔和曲面凹槽中间，此时，四个阀口都不相通；其二，激波器的阀口P和阀口B相通，阀口T和阀口A相通；当阀口P对应矩形过流通孔时，阀口T正好对应曲面凹槽，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口B通过矩形过流通孔和芯轴内部的空槽相连通，阀口T和阀口A通过芯轴外部曲面凹槽相通；其三，激波器的阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；当阀口P对应曲面凹槽时，阀口T正好对应矩形过流通孔，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；所述激波器的阀口T、阀口P通过液压管连接在油箱，阀口A通过液压管和液压缸的无杆腔阀口连接，将激波器的阀口B通过液压管和液压缸的有杆腔阀口连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球。作为优选方案，所述振动机构包括振动箱盖、振动箱体、摇杆、丝杆和夹具；振动箱盖密封在振动箱体的顶部，振动箱体呈圆筒状，振动箱体的底部中心连接液压缸的活塞杆，振动箱盖呈圆盘状，振动箱盖中心有螺纹孔，用来和丝杠旋合，振动箱盖上形成密封孔，用于抽取振动机构内的空气，最后密封；所述摇杆是一个圆柱形的短杆，在短杆的一端有一个圆球，而在另一端有一个垂直于短杆轴线的方形孔，用来和丝杠连接并旋转丝杠；所述的夹具置于振动箱体内，夹具是由两个圆盘组成，两个圆盘一上一下固定在一起，上圆盘中心形成凸台，凸台中心有旋孔，与丝杠旋合，下圆盘在上表面的中部开有一个方形槽，方形槽的大小和厚度比工件的大小和厚度略大，将工件放置在方形槽中，在方形槽的下方设有相通的钢球槽，供小钢球放置。作为优选方案，还包括液压变量泵、电磁溢流阀和变频器，所述变频器安装在电机上，液压变量泵和电磁溢流阀依次连接在油箱和激波器的阀口T之间，而电磁溢流阀的回油口通过液压管连接油箱。作为优选方案，所述振动机构的下方设有工作台，工作台的上端抵靠振动机构，上端的外轮廓呈方形，且中部开设一圆腔，液压缸的活塞杆通过圆腔和振动箱体底部固定，工作台的上端四周用角钢连接工作台的下端，下端的中间有一个凸座，液压缸固定于凸座。作为优选方案，所述通盖的轴孔与芯轴之间置有油封盖，油封盖固定于通盖上。作为优选方案，所述端盖呈圆形，端盖设有密封槽，密封槽安装密封圈和壳体装配。作为优选方案，所述液压缸的活塞杆上套置有弹簧。一种液压振动冲击方法，该方法涉及液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上，电机经联轴器连接激波器，所述激波器通过液压管连接在油箱，并通过液压管和液压缸连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球，该方法步骤是：首先，打开电机，电机通过联轴器带动激波器快速转动，且驱动液压油进入激波器，接着，随着激波器的快速转动，激波器的各个阀口快速打开或关闭，直接驱动液压缸带动振动机构上下振动，最后，工件下方的小钢球以很高的速度撞击工件的表面，使得工件表面金属发生剧烈的塑形变形，金属材料表面的晶体组织逐渐细化到纳米量级，进而获得金属材料表面的纳米层。采用上述方案后，本专利技术的增益效果在于：一、本专利技术工作安全性好，容易实现过载保护；二、本专利技术设计、制造、维护方便，液压元件已经实现了标准化、系列化、通用化，有利于降低制造和维护的成本；三、本专利技术的安装灵活，液压传动的各元件之间仅靠管路连接，没有严格的定位要求，可以根据具体情况灵活决定；四、本专利技术的激波器一直工作在全开口状态，动态特性好，响应速度快，激波器可以达到很高的频率，振动机构的振动频率同样达到很高。可以无极调速，容易在不同的振动频率之间切换，以适应不同的金属材料，达到最佳的振动效果。本专利技术采用液压高频振动的方式让小钢球拥有极高的动能，撞击工件可以产生较厚的而且均匀的纳米层，纳米化的效果好。以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步说明。附图说明图1是本专利技术装置结构示意图；图2是本专利技术振动机构剖面示意图；图3是本专利技术激波器三维结构剖面示意图；图4是本专利技术工作台三维结构示意图；图5是本专利技术振动机构装配工作台的三维结构示意图；图6是本专利技术液压原理示意图；图7是本专利技术激波器剖面俯视图；图8是本专利技术激波器芯轴三维结构示意图；图9是本专利技术激波器芯轴主视图；图10是图9中沿C-C方向的剖视图；图11是图9中沿D-D方向的剖视图；图12是本专利技术激波器三维结构示意图；图13是本专利技术激波器主视图；图14是本专利技术激波器阀套三维结构示意图；图15是本专利技术激波器阀套主视图；图16是图15中沿E-E方向的剖视图；图17是本专利技术激波器壳体的三维结构示意图；图18是本专利技术激波器壳体的主视图；图19是图18中沿F-F方向的剖视图。标号说明1.油箱；2.液压变量泵；3.电磁溢流阀；4.变频器；5.电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上；其特征在于：所述的激波器是一个三位四通的转阀，包括端盖、通盖、壳体、阀套、套筒、轴承和芯轴；端盖、通盖分别装配在壳体的两端，和壳体封闭形成一装配腔，装配腔供阀套、套筒、轴承和芯轴放置，通盖上开设轴孔，芯轴穿过轴孔并通过联轴器与电机相连，阀套置于芯轴和壳体之间，阀套与端盖之间安装有轴承和套筒，阀套与通盖之间也安装有轴承和套筒；芯轴内设空槽，芯轴轴身开设与空槽相通的槽孔，芯轴轴身的中间部分设有两个轴段，每个轴段由周向均匀分布的矩形过流通孔和曲面凹槽组成，两个轴段之间的角度相错30度，矩形过流通孔与空槽相通，曲面凹槽之间都是相通的；壳体的一侧开设阀口A、阀口B，壳体的另一侧开设阀口P、阀口T，四个阀口处于同一平面，阀套在对应阀口A、阀口B的位置加工圆形通孔、对应阀口P、阀口T的位置加工矩形通孔；当电机通过联轴器带动芯轴转动时，阀口T和阀口P对应的芯轴上的矩形过流孔和曲面凹槽不断变化，而阀口A相通曲面凹槽，阀口B通过槽孔与空槽相通；激波器的快速转动有三种状态：其一，激波器的四个阀口不相通；阀口T当芯轴转动到任一矩形过流通孔和曲面凹槽中间时，阀口P同样也正好对应在某一矩形过流通孔和曲面凹槽中间，此时，四个阀口都不相通；其二，激波器的阀口P和阀口B相通，阀口T和阀口A相通；当阀口P对应矩形过流通孔时，阀口T正好对应曲面凹槽，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口B通过矩形过流通孔和芯轴内部的空槽相连通，阀口T和阀口A通过芯轴外部曲面凹槽相通；其三，激波器的阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；当阀口P对应曲面凹槽时，阀口T正好对应矩形过流通孔，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；所述激波器的阀口T、阀口P通过液压管连接在油箱，阀口A通过液压管和液压缸的无杆腔阀口连接，将激波器的阀口B通过液压管和液压缸的有杆腔阀口连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球。...

【技术特征摘要】
1.一种液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上；其特征在于：所述的激波器是一个三位四通的转阀，包括端盖、通盖、壳体、阀套、套筒、轴承和芯轴；端盖、通盖分别装配在壳体的两端，和壳体封闭形成一装配腔，装配腔供阀套、套筒、轴承和芯轴放置，通盖上开设轴孔，芯轴穿过轴孔并通过联轴器与电机相连，阀套置于芯轴和壳体之间，阀套与端盖之间安装有轴承和套筒，阀套与通盖之间也安装有轴承和套筒；芯轴内设空槽，芯轴轴身开设与空槽相通的槽孔，芯轴轴身的中间部分设有两个轴段，每个轴段由周向均匀分布的矩形过流通孔和曲面凹槽组成，两个轴段之间的角度相错30度，矩形过流通孔与空槽相通，曲面凹槽之间都是相通的；壳体的一侧开设阀口A、阀口B，壳体的另一侧开设阀口P、阀口T，四个阀口处于同一平面，阀套在对应阀口A、阀口B的位置加工圆形通孔、对应阀口P、阀口T的位置加工矩形通孔；当电机通过联轴器带动芯轴转动时，阀口T和阀口P对应的芯轴上的矩形过流孔和曲面凹槽不断变化，而阀口A相通曲面凹槽，阀口B通过槽孔与空槽相通；激波器的快速转动有三种状态：其一，激波器的四个阀口不相通；阀口T当芯轴转动到任一矩形过流通孔和曲面凹槽中间时，阀口P同样也正好对应在某一矩形过流通孔和曲面凹槽中间，此时，四个阀口都不相通；其二，激波器的阀口P和阀口B相通，阀口T和阀口A相通；当阀口P对应矩形过流通孔时，阀口T正好对应曲面凹槽，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口B通过矩形过流通孔和芯轴内部的空槽相连通，阀口T和阀口A通过芯轴外部曲面凹槽相通；其三，激波器的阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；当阀口P对应曲面凹槽时，阀口T正好对应矩形过流通孔，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；所述激波器的阀口T、阀口P通过液压管连接在油箱，阀口A通过液压管和液压缸的无杆腔阀口连接，将激波器的阀口B通过液压管和液压缸的有杆腔阀口连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球。2.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述振动机构包括振动箱盖、振动箱体、摇杆、丝杆和夹具；振动箱盖密封在振动箱体的顶部，振动箱体呈圆筒状，振动箱体的底部中心连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：严绍进，王洪福，陆春月，郭文杰，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14