一种差动落锤装置及落锤方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种差动落锤装置及落锤方法，包括落锤系统，落锤系统包括液压站、提升缸、提升阀、低压蓄能器、高压蓄能器和背压阀，所述提升缸为竖向设置、活塞杆向下的双作用单活塞杆液压缸，其活塞杆端部联接有重锤，所述背压阀出油口接液压站的回油管，所述二位四通电磁换向阀的进油口接所述液压站的压力管，其回油口接液压站的回油管或提升缸的无杆腔油口，其常通出油口封闭或连通其回油口，其另一出油口接二通基本插件的控制口。发明专利技术具有提高液压锤落锤时的差动力和排油补油阻力的双重效果，相应具有提高落锤速度、击打能量、击打力的作用和特点及节能。

【技术实现步骤摘要】
一种差动落锤装置及落锤方法
本专利技术涉及工程机械
，更具体地说，特别涉及一种差动落锤装置及落锤方法。
技术介绍
目前液压锤的重锤提升缸普遍采用双作用双活塞杆式，或双作用单活塞杆式。由于提升缸竖直安装在重锤上方，无术语表达的双作用双活塞杆式提升缸活塞上方的空腔称上腔，活塞下方的空腔称下腔。双作用双活塞杆式活塞两侧面积及两腔容积相等，优点是上腔容积小于双作用单活塞杆式提升缸无杆腔，单循环需要的油液少，液压站供油量一定时击打频率较高。缺点是落锤时不能利用活塞两侧面积差加力，下腔的排油阻力及上腔的补油阻力直接影响了落锤速度，击打能量及击打力明显小于自由落体。另一缺点是提升时上活塞杆向上伸出，整机高度大幅度提高，打桩时需要更高的桩架，提高了使用成本，降低了安全性及适用范围。双作用单活塞杆式提升缸无杆腔侧活塞面积及容积均大于有杆腔侧，无杆腔（上腔）与有杆腔（下腔）活塞面积比较小（如标准比值1.25:1或1.33:1）且配置合理时可实现差动加力，差动力抵消或部分抵消有杆腔排油及无杆腔补油阻力，此时相对于常见双作用双活塞杆式落锤速度快，相应击打能量和击打力大。主要缺点是为了保证无杆腔的补油量，须采用相对缸径较细的活塞杆以降低两腔容积差值，落锤时有杆腔向无杆腔补油的同时，由低压蓄能器的余液（大部分经回油管排出）及源于液压站的压力油补充两腔容积差值，技术要求较高。当两腔容积差值较大时，甚至需从回油管吸油以补充无杆腔，落锤速度更低，击打能量及击打力小，属单作用液压锤。由于落锤速度不断提高的同时液流阻力成平方级增加，落锤末速度远低于自由落体。无杆腔、低压蓄能器、回油管连通且常通是其难以提高加力水平的固有缺点，重锤高速提升时无杆腔向回油管排油，提锤速度快（每分钟30～40击的液压锤全程提升时间1秒左右）、回油阻力大时部分充入低压蓄能器，低压蓄能器充液量少且随时向回油管排出，低压蓄能器主要作用是通过降低回油阻力而减少提升压力，兼有少量蓄液补液功能。由于两腔面积差小，且无杆腔与回油管连通，系统匹配良好时落锤时的差动作用主要是部分抵消排油、补油阻力，其加力效果不大；系统匹配不佳时尚需从液压站的回油管吸油补充无杆腔，增加了吸油阻力。专利技术编号一种液压锤集成液压装置公开了一种减少管件等技术降低落锤时排油补油阻力的结构与方法。由于理论上液流阻力与流速的平方成正比，该专利技术降低排油补油阻力的效果显著。专利技术编号一种液压锤差动液压装置提供了一种通过差动技术实现加速落锤的可能性，能否有效或更接近自由落体的末速度则取决于补油技术及系统匹配。作为液压锤典型案例，中央电视台公开报道了一款大国重器：太原重型机械集团有限公司的“TZ-1900双作用式全液压打桩锤”，重锤质量200t、最大落锤高度1.5m、最大落锤高度时击打能量1900kJ，其击打能量仅为重锤势能的63%，相当于不足1m的自由落体。“双作用式全液压”的加力效果远未抵消落锤时的排油补油阻力，效能损失巨大，尚未达到无加力的单作用液压锤一般水平。由此例可见，直接向提升缸的上腔提供压力油加力的“双作用式全液压打桩锤”及相关落锤加力技术也未必能够有效提高落锤速度。打夯、破碎用液压锤一般7t以下，个别10t左右。5t～＞100t液压锤主要用于打桩。采用双作用单活塞杆式提升缸的液压锤整机高度至少比双作用双活塞杆式提升缸整机高度低最大工作行程、防打空等储备行程及与其它件安全距离之和。因此利用双作用单活塞杆式提升缸活塞两侧的面积差，提高落锤差动力，有利于在保持其安全性好、使用成本低、适用范围广的既有优势的前提下，提高击打效能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种差动落锤装置及落锤方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种差动落锤装置，包括落锤系统，落锤系统包括液压站、提升缸、提升阀、低压蓄能器、高压蓄能器和背压阀，所述提升缸为竖向设置、活塞杆向下的双作用单活塞杆液压缸，其活塞杆端部联接有重锤，所述提升阀为二通基本插件与二位四通电磁换向阀组成的二通插装阀，所述液压站的压力管接所述高压蓄能器、提升缸有杆腔油口和二通基本插件的进油口，所述二通基本插件出油口接低压蓄能器、提升缸无杆腔油口和背压阀进油口，所述背压阀出油口接液压站的回油管，所述二位四通电磁换向阀的进油口接所述液压站的压力管，其回油口接液压站的回油管或提升缸的无杆腔油口，其常通出油口封闭或连通其回油口，其另一出油口接二通基本插件的控制口。优选地，所述低压蓄能器及高压蓄能器均为气囊式蓄能器。优选地，所述背压阀为溢流阀、溢流阀与带阻尼孔的二通插件组成的具有调压功能的二通插装阀和单向阀中的任一阀体。优选地，所述提升缸无杆腔油口及提升阀均设多个，所述二通基本插件共用一个所述二位四通电磁阀控制。优选地，所述提升阀为二位四通换向阀或三位四通换向阀任一阀体替代，其中所述二位四通换向阀具有P、T、B和A油口，二位四通换向阀油口P、T、B常通、或B、T常通或四油口均常通，所述液压站的压力管接高压蓄能器、二位四通换向阀P油口，二位四通换向阀A油口封闭或与T油口连通，二位四通换向阀B油口接低压蓄能器、提升缸无杆腔油口和背压阀进油口，背压阀出油口连通液压站的回油管。优选地，所述落锤系统还包括充液阀，充液阀为二通插装阀，充液阀与提升阀共用一件二位四通电磁换向阀控制，所述二位四通电磁换向阀进油口接液压站的压力管，二位四通电磁换向阀回油口接液压站回油管或提升缸无杆腔油口，二位四通电磁换向阀的两个出油口分别接充液阀及提升阀的二通基本插件的控制口，液压站的压力管接高压蓄能器、充液阀进油口，充液阀出油口接提升缸有杆腔及二通基本插件进油口，所述二通基本插件出油口接低压蓄能器、提升缸无杆腔油口及背压阀进油口，所述背压阀出油口接液压站的回油管。优选地，所述二位四通电磁换向阀独立设置，或与任一二通基本插件组合为二通插装阀，二位四通电磁换向阀一出油口接充液阀出油口，其另一出油口接二通基本插件的控制口。利用上述差动落锤装置的落锤方法，包括以下步骤：S1、二位四通电磁换向阀的电磁铁通电后换向，二位四通电磁换向阀的进油口、出油口连通，二通基本插件的控制口加压进油口封闭，压力油向高压蓄能器充液及缓冲重锤由落转升瞬间的液流冲击，直至达到提锤压力时压力油推动提升缸有杆腔活塞，重锤提升。同时提升缸无杆腔排出的液压油向低压蓄能器充液，直至背压阀开启，多余油液通过回油管回液压站；S2、二位四通电磁换向阀的电磁铁断电后复位，二位四通电磁换向阀的进油口与常通出油口连通、另一出油口与回油口连通，二通基本插件呈单向阀状态，在重锤重力的作用下，提升缸有杆腔排出的油液通过二通基本插件向无杆腔补油；S3、高压蓄能器、压力为设定背压的低压蓄能器及液压站压力管同时向提升缸无杆腔供油，背压阀的超调作用及充裕的补油使无杆腔压力始终大于或等于设定背压，推动活塞加速下行，提升缸有杆腔油液加速排出，重锤加速下落，当对无杆腔的补油压力大于设定背压时多余油液经背压阀、回油管回液压站。S4、设置背压阀，在提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差动落锤装置，包括落锤系统，落锤系统包括液压站、提升缸（1）、提升阀（2）、低压蓄能器（3）、高压蓄能器（4）和背压阀（5），其特征在于：所述提升缸（1）为竖向设置、活塞杆向下的双作用单活塞杆液压缸，其活塞杆端部联接有重锤（6），所述提升阀（2）为二通基本插件（11）与二位四通电磁换向阀（12）组成的二通插装阀，所述液压站的压力管接所述高压蓄能器（4）、提升缸（1）有杆腔油口和二通基本插件（11）的进油口，所述二通基本插件（11）出油口接低压蓄能器（3）、提升缸（1）无杆腔油口和背压阀（5）进油口，所述背压阀（5）出油口接液压站的回油管，所述二位四通电磁换向阀（12）的进油口接所述液压站的压力管，其回油口接液压站的回油管或提升缸（1）的无杆腔油口，其常通出油口封闭或连通其回油口，其另一出油口接二通基本插件（11）的控制口。/n

【技术特征摘要】
1.一种差动落锤装置，包括落锤系统，落锤系统包括液压站、提升缸（1）、提升阀（2）、低压蓄能器（3）、高压蓄能器（4）和背压阀（5），其特征在于：所述提升缸（1）为竖向设置、活塞杆向下的双作用单活塞杆液压缸，其活塞杆端部联接有重锤（6），所述提升阀（2）为二通基本插件（11）与二位四通电磁换向阀（12）组成的二通插装阀，所述液压站的压力管接所述高压蓄能器（4）、提升缸（1）有杆腔油口和二通基本插件（11）的进油口，所述二通基本插件（11）出油口接低压蓄能器（3）、提升缸（1）无杆腔油口和背压阀（5）进油口，所述背压阀（5）出油口接液压站的回油管，所述二位四通电磁换向阀（12）的进油口接所述液压站的压力管，其回油口接液压站的回油管或提升缸（1）的无杆腔油口，其常通出油口封闭或连通其回油口，其另一出油口接二通基本插件（11）的控制口。


2.根据权利要求1所述的差动落锤装置，其特征在于：所述低压蓄能器（3）及高压蓄能器（4）均为气囊式蓄能器。


3.根据权利要求1所述的差动落锤装置，其特征在于：所述背压阀（5）为溢流阀、溢流阀与带阻尼孔的二通插件组成的具有调压功能的二通插装阀和单向阀中的任一阀体。


4.根据权利要求1所述的差动落锤装置，其特征在于：所述提升缸（1）无杆腔油口及提升阀（2）均设多个，所述二通基本插件（11）共用一个所述二位四通电磁阀（12）控制。


5.根据权利要求1-4任一所述的差动落锤装置，其特征在于：所述提升阀（2）为二位四通换向阀（13）或三位四通换向阀任一阀体替代，其中所述二位四通换向阀（13）具有P、T、B和A油口，二位四通换向阀（13）油口P、T、B常通、或B、T常通或四油口均常通，所述液压站的压力管接高压蓄能器（4）、二位四通换向阀（13）P油口，二位四通换向阀（13）A油口封闭或与T油口连通，二位四通换向阀（13）B油口接低压蓄能器（3）、提升缸（1）无杆腔油口和背压阀（5）进油口，背压阀（5）出油口连通液压站的回油管。


6.根据权利要求1-5任一所述的差动落锤装置，其特征在于：所述落锤系统还包括充液阀（15），充液阀（15）为二通插装阀，充液阀（15）与提升阀（2）共用一件二位四通电磁换向阀（12）控制，所述二位四通电磁换向阀（12）进油口...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斌，刘源，刘岩，刘涛，
申请(专利权)人：泰安夯神机械有限公司，泰安恒大机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37