产生应力脉冲的冲击装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种压力流体操作的冲击装置，包括：在纵向以可移动方式安装有工具（３）的框架（２），控制冲击装置（１）压力流体进给的控制机构（７）。还涉及一种在压力流体操作的冲击装置内产生应力脉冲的方法。上述冲击装置（１）包括工作腔（８）和在其内移动的传动活塞（９）。用于为压力流体蓄能的蓄能机构和控制机构连接得可周期交替地使压力流体流入工作腔（８），并相应地从工作腔（８）释放压力流体。在上述方法中，压力流体供给工作腔（８），在工具（３）的方向上产生一个推动传动活塞（９）的力，从而在上述工具（３）上产生应力脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生应力脉冲的冲击装置及其方法
本专利技术涉及一种压力流体操作的冲击装置，它包括：可在纵向上以可移动方式安装有工具的框架，控制冲击装置进给的压力流体的控制机构以及在上述工具上通过压力流体的压力产生应力脉冲的机构。本专利技术还进一步涉及一种在压力流体操作的冲击装置上产生应力脉冲的方法。
技术介绍
在现有冲击装置中，通过往复移动冲击活塞产生行程，通常液压或气动驱动，在某些时候，也可以电动驱动或通过燃烧机构驱动。当冲击活塞撞击柄部或工具的冲击面时，在钻杆等工具上就会产生应力脉冲。现有冲击装置的问题在于：冲击活塞的往复运动会产生动态加速力，使装置的控制复杂化。当冲击活塞在冲击方向上加速时，冲击装置的框架却同时趋于在相反方向上移动，因而就会减小钻头或者工具端部相对于待加工材料的压紧力。为了保持钻头或者工具相对于待加工材料具有足够高的压紧力，必须将冲击装置朝向这些材料牢固地推动。这就需要在冲击装置的支承或其他结构上考虑施加额外的应力，因此上述装置就会变得足够大、笨重且制造成本过高。由于它的质量，冲击活塞动作会很缓慢，所以就会限制冲击活塞的往复频率乃至冲击频率，与此相反，为了提高冲击装置的效率，却应该明显将频率加以增大。但是在目前的解决方案中，这就会导致更低的效率，因此在实践中是不可能增大冲击装置的上述频率的。
技术实现思路
-->本专利技术的目的就是提供一种冲击装置，能够使这些冲击装置操作产生的动力缺陷小于现有方案中的缺陷，并提供一种产生应力脉冲的方法。根据本专利技术的冲击装置的特征如下：该冲击装置包括：完全充满压力流体的工作腔，在工作腔内在工具的纵向上可相对框架移动设置的传动活塞，至少在产生应力脉冲时朝向上述工具且直接或间接和上述工具相接触的传动活塞的端部，上述传动活塞可在轴向上在另一侧相对于工具，设置有朝向上述工作腔的压力面。上述冲击装置包括蓄能机构，用以将压力流体的能量供给上述冲击装置，其对产生应力脉冲是必要的，其中，上述控制机构连接得可周期交替地使压力高于工作腔内压力流体压力的压力流体流入工作腔，因此使工作腔内的压力突增，所以一个力在工具方向上推动传动活塞，并在纵向上压紧上述工具，从而在工具上产生应力脉冲，基本在作用在上述工具端部上的力终止的同时，结束产生应力脉冲，并从工作腔释放压力流体。根据本专利技术的方法，特征在于，压力高于工作腔内压力流体压力的压力流体被供给冲击装置的工作腔，该工作腔完全充满压力流体，因工作腔内的压力突增而在工具的方向上产生一个推动传动活塞的力，并在纵向上压紧上述工具，从而在工具上产生应力脉冲，在结束产生应力脉冲的同时，终止作用在上述工具端部上的力，并从工作腔释放压力流体。本专利技术的主题在于在压缩流体时利用流体中的能量产生冲击，并利用加压流体突然影响设置在工作腔内的传动活塞，将能量传递到工具中，从而因压力脉冲的影响而使传动活塞在轴向压紧工具，朝向工具产生冲击即应力脉冲。本专利技术另一优选实施例的主题在于为了蓄能，冲击装置设置了使压力流体从压力流体泵流入的蓄能空间，为了产生应力脉冲，压力流体可周期地从蓄能空间排出，以作用传动活塞，-->从而产生应力脉冲。而且第二优选实施例的主题在于，蓄能空间的体积要大于在产生一个应力脉冲过程中供给工作腔的压力流体量，最好是大到至少大于5-10倍。而且，本专利技术第三优选实施例的主题在于，在冲击装置操作时压力流体可连续地供给蓄能空间。本专利技术的优点在于脉冲状冲击运动并不需要往复移动冲击活塞，因而在冲击方向上就不会来回移动较大的质量，和已知方案的往复笨重冲击活塞相比，动态应力很小。这种结构的另一种优点就是它非常简单，因而易于实施。附图简要说明根据附图，可以更详细地叙述本专利技术，其中：图1简要示出了本专利技术中冲击装置的操作原理。图2简要示出了本专利技术中冲击装置的一个实施例。图3简要示出了本专利技术中冲击装置的第二实施例。图4a、4b简要示出了本专利技术中冲击装置实施例所获得的应力脉冲。图5a、5b简要示出了图4a、4b中冲击装置实施例的脉冲能量和能量损失。图6a、6b简要示出了本专利技术中冲击装置的第三实施例。图7简要示出了本专利技术中冲击装置的第四实施例。具体实施方式图1简要示出了本专利技术中冲击装置的操作原理。在图1中示出了冲击装置1及其框架2，在纵向方向上相对冲击装置1，在框架2的一端以可移动的方式安装着工具。冲击装置进一步包括设置在框架2内的蓄能空间4，或者它还可以是与框架2相连的单个压力流体罐。此外，这可替换地由虚线2a所叙述，指示出单个框架和压力流体罐之间的一个可能连接点。蓄能空间4还可包括一个或多个蓄液器。蓄能空间4完全由压力流体所填充。当冲击装置在操作时，压力流体通过压力流体泵-->5经由进入管道6连续地供给蓄能空间4。通过进给通道4a，蓄能空间4进一步和控制供给工作腔8的压力流体的控制阀7相连。在工作腔8中，在工作腔和工具3之间设置着传动活塞9，该活塞能够在工具3的轴向上相对框架2移动。工作腔8还可以完全由压力流体所填充。在蓄能空间4内影响压力流体的压力可挤压着压力流体。当使用时，冲击装置向前推，以便于至少在应力脉冲产生过程中，工具3的端部可直接或经由柄部等单独的连接件牢固地压靠在上述传动活塞9上。因此只要在应力脉冲开始产生时它就立即作用在工具上，该传动活塞就和工具几乎不接触。当通过控制阀7，压力流体突然从蓄能空间4流入工作腔8时，它会使传动活塞的压力面9a在轴向上远离上述工具。加压流体向工作腔8的这种突然流动会产生一种压力脉冲，因此产生一个作用在传动活塞9的应力，朝向工具3推动传动活塞9，因而在纵向上推压该工具。所以在钻杆或其他工具上产生一个应力脉冲，作为一种波动在工具端部上传递。如同现有冲击装置一样，上述应力脉冲在待加工材料中产生一种冲击。在产生应力脉冲之后，蓄能空间4和工作腔8之间的连通被控制阀7切断，从而停止应力脉冲产生，通过将工作腔8经由返回通道10连接到压力流体罐11处，释放工作腔8的压力。传动活塞9在工具3中产生的应力还可以通过其他方式停止，而不只是停止压力流体向工作腔8的供给。这可以是传动活塞9运动到停靠在凸台2’上，其中传动活塞9之后的压力不会再将它相对框架2朝向工具3推动。在该实施例中，压力流体还可以从工作腔8经由返回通道10流入压力流体罐11中，以便于活塞9能够返回到原始位置。因作用在工作腔8中的压力脉冲所产生的应力而使在工具3上产生的应力脉冲几乎和工具端部的应力影响同时结束，所以尽管其间可能产生延迟，但也无关重要。-->为了使足够的能量传递到工作腔8中，并传递到传动活塞9中，在一个应力脉冲产生期间，蓄能空间4的体积基本上大于供给到工作腔8的压力流体的体积。而且蓄能空间4和工作腔8之间的距离相对比较短，因此进给通道4a的截面面积应该相对较大，从而使流量损失尽可能的小。图2简要示出了本专利技术中冲击装置的实施例。在该实施例中，压力流体经由进入通道6供给到蓄能空间4。在该实施例中，控制阀7是一种旋转阀，包括环绕工作腔8和活塞9的套筒状控制元件7a。控制元件7a设置有一或多个开口，可以周期交替地使压力流体从蓄能空间4经由进给通道4a流入到工作腔内，并且，类似的，流出工作腔。蓄能空间4和控制阀7之间进给通道4a的长度为Lk。在控制元件7a的开口打开进给通道4a到工作腔8的连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力流体操作的冲击装置包括：在纵向以可移动方式安装有工具（３）的框架（２），控制冲击装置（１）进给压力流体的控制机构（７）以及通过压力流体的压力在工具内产生应力脉冲的机构，其特征在于，上述冲击装置（１）包括完全充满压力流体的工作 腔（８），在工作腔（８）内在工具（３）的纵向上相对框架（２）以可移动方式设置的传动活塞（９），至少在产生应力脉冲时朝向上述工具（３）且直接或间接和上述工具（３）相接触的传动活塞端部，上述传动活塞在其轴向上的另一侧相对于工具（３），设置有朝向上述工作腔（８）的压力面（９ａ）；上述冲击装置（１）包括蓄能机构，用以将对产生应力脉冲所必要的压力流体的能量供给上述冲击装置，其中，上述控制机构连接得能够周期交替地使压力高于工作腔（８）内压力流体压力的压力流体流入工作腔（８ ），因此使工作腔（８）内的压力突增，进而产生一个力，所述力在工具（３）方向上推动传动活塞（９），并在纵向上压紧上述工具（３），从而在工具（３）上产生应力脉冲，几乎在作用在上述工具（３）端部上的力终止的同时，结束产生应力脉冲，并因此从工作腔（８）释放压力流体，以使传动活塞（９）返回到它的原始位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FI 2003-7-7 200310351.一种压力流体操作的冲击装置包括：在纵向以可移动方式安装有工具(3)的框架(2)，控制冲击装置(1)进给压力流体的控制机构(7)以及通过压力流体的压力在工具内产生应力脉冲的机构，其特征在于，上述冲击装置(1)包括完全充满压力流体的工作腔(8)，在工作腔(8)内在工具(3)的纵向上相对框架(2)以可移动方式设置的传动活塞(9)，至少在产生应力脉冲时朝向上述工具(3)且直接或间接和上述工具(3)相接触的传动活塞端部，上述传动活塞在其轴向上的另一侧相对于工具(3)，设置有朝向上述工作腔(8)的压力面(9a)；上述冲击装置(1)包括蓄能机构，用以将对产生应力脉冲所必要的压力流体的能量供给上述冲击装置，其中，上述控制机构连接得能够周期交替地使压力高于工作腔(8)内压力流体压力的压力流体流入工作腔(8)，因此使工作腔(8)内的压力突增，进而产生一个力，所述力在工具(3)方向上推动传动活塞(9)，并在纵向上压紧上述工具(3)，从而在工具(3)上产生应力脉冲，几乎在作用在上述工具(3)端部上的力终止的同时，结束产生应力脉冲，并因此从工作腔(8)释放压力流体，以使传动活塞(9)返回到它的原始位置。2.如权利要求1所述的冲击装置，其特征在于，为了停止上述力的作用，上述控制机构连接得以防压力流体进入工作腔(8)。3.如权利要求1所述的冲击装置，其特征在于，上述控制机构连接得使通过压力流体从工作腔(8)排出，来停止力的影响。4.如权利要求1所述的冲击装置，其特征在于，包括止挡件，用于在工具(3)的方向上止挡传动活塞(9)的运动，以便于力作用在工具端部。5.如前述任一项权利要求所述的冲击装置，其特征在于，上述冲击装置(1)包括一个作为蓄能机构的、完全充满加压流体的蓄能空间  (4)，与在产生一个应力脉冲时流入工作腔(8)的压力流体量的体积相比，所述蓄能空间(4)的体积更大。6.如权利要求5所述的冲击装置，其特征在于，当冲击装置操作时，压力流体供给到蓄能空间(4)，以便于在蓄能空间(4)内保持预定的压力，上述控制机构连接得能够周期交替地使压力流体从蓄能空间(4)流入到工作腔(8)内，从而关闭蓄能空间(4)和工作腔(8)之间的连通。7.如权利要求1或2所述的冲击装置，其特征在于，上述控制机构包括一个旋转控制阀(7)，该阀在旋转方向上包括多个连续的开口，从而将压力流体从蓄能空间(4)经由多个进给通道(4a)同时供给到工作腔(8)。8.如权利要求7所述的冲击装置，其特征在于，每一进给通道(4a)的长度和截面彼此相同。9.如权利要求1-7任一项所述的冲击装置，其特征在于，包括至少两个进给通道(4a1、4a2)，所述进给通道的长度和/或截面面积不同，且从蓄能空间延伸到工作腔(8)。10.如权利要求9所述的冲击装置，其特征在于，包括至少一个阀，用以启动和关闭上述长度和/或截面面积不同的进给通道(4a1、4a2)。11.如前述任一项权利要求所述的冲击装置，其特征在于，至少一个进给通道(4a、4a1、4a2)从蓄能空间(4)到工作腔(8)的长度是可以调节的。12.如权利要求5-11任一项所述的冲击装置，其特征在于，上述蓄能空间(4)为罐，它的侧壁因压力影响而屈服，从而使蓄能空间的体积能够随压力增加而增大。13.如权利要求5-12任一项所述的冲击装置，其特征在于，上述蓄能空间(4)为和框架(2)相隔开的罐。14.如权利要求5-13任一项所述的冲击装置，其特征在于，至少一个蓄能空间(4)为蓄液器。15.如前述任一项权利要求所述的冲击装置，其特征在于，上述传动活塞(9)为薄膜式活塞。16.如前述任一项权利要求所述的冲击装置，其特征在于，上述冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔库克斯基尼瓦，约尔马梅基，毛里埃斯科，埃尔基阿霍拉，艾莫海林，蒂莫穆托宁，
申请(专利权)人：山特维克坦罗克有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]