液壓破碎錘及工藝設計調(diào)研報告

1、寧夏理工學院畢業(yè)設計調(diào)研報告前言液壓破碎錘是工程機械的輔助機械，我國整個社會工業(yè)化進程尚未完成，大量的鐵路、公路、水利基本建設正在和將要進行。未來工程方面對各類現(xiàn)代化機械設備的需求將會越來越大，給液壓破碎錘等提供了大量的市場機會。因此要求對液壓破碎錘性能上進行改進，提升產(chǎn)品的品質(zhì)，能夠提高工作效率，使其更有效的應用于工程建設。調(diào)研時間： 2011年11月10日2012年3月20日。 調(diào)研地點： 長治液壓廠、學校圖書館。 調(diào)研方法： 實地考察、問卷、網(wǎng)絡搜集、閱讀文獻資料。 考察內(nèi)容： 液壓破碎錘的研究現(xiàn)狀和設計理論、配套零件的設計及其主要零件制造工藝設計、破碎錘的動作過程和液壓控制系統(tǒng)設計調(diào)研

2、目的： 通過調(diào)研的過程，使自己對課題有更深的了解；在向生產(chǎn)實踐學習中，使自己對與課題有關的生產(chǎn)線、設備、工藝、裝置、檢測手段、生產(chǎn)特點及組織管理等有更進一步了解；明確課題任務，為以后課題的設計與研究做準備。一 課題基本情況介紹我選的課題是zt100液壓破碎錘及工藝設計，即通過了解當今液壓破碎錘的國內(nèi)外現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，熟悉液壓破碎錘的研究現(xiàn)狀和設計理論，進行配套零件的設計及其上缸體制造工藝設計。本次設計通過查詢關于破碎錘技術相關資料，了解破碎錘機械產(chǎn)品的概況、結構和使用性能，掌握配套零部件的技術和性能要求。結合所學的機械制造專業(yè)相關理論和實踐知識，分別進行配套零部件二維、三維繪制和裝配；制定

3、主要零件上缸體的機械制造工藝規(guī)程；通過分析破碎錘的動作過程和液壓控制要求，設計液壓控制系統(tǒng)。 液壓破碎錘是一種由液壓能轉換為機械沖擊能的破碎機具，以液壓力驅動活塞往復運動作功 , 對外輸出沖擊能來進行工作，主要由活塞 、配流閥和蓄能器三個基本部件組成 。它作為挖掘機一種隨機附件而擴大了主機的功能和使用范圍，主要用于破碎巖石 、礦石 、砼構件 、砼和瀝青路面 、凍土 、冰塊等作業(yè) 。廣泛應用于國防施工 、公路和鐵路建設 、市政工程等建筑行業(yè) 。 液壓破碎錘已經(jīng)成為液壓挖掘機的一個重要作業(yè)工具，也有人將液壓破碎錘安裝在挖掘裝載機(又稱兩頭忙)或輪式裝載機上進行破碎作業(yè)。液壓破碎錘，又叫做液壓破碎器

4、或液壓碎石器(hydraulicbreaker)。 日本、韓國多用此術語。也有稱之為液壓錘(hydraulichammer)，芬蘭、德國的公司多用此術語。我國的廠商與用戶，有稱之為液壓破碎機的，也有稱之為液壓鎬、液壓炮、炮機、破碎頭等等，我國國家標準的術語稱之為液壓沖擊破碎器(hydraulicimpactbreaker)。名稱雖然五花八門，但都是指的同一機具，這種機具在工作過程中必須以動力源、工作介質(zhì)及能量轉換為基礎才能運動工作的。這里動力源是液壓泵，而工作介質(zhì)就是常用的液壓油。以液體靜壓力為動力，驅動活塞往復運動，活塞沖程時高速撞擊釬桿，由釬桿破碎礦石、混凝土、固體等。 現(xiàn)在液壓破碎錘市場

5、十分興旺，韓國、日本、德國、美國、芬蘭、意大利等國的多種型號液壓破碎器充斥我國市場，現(xiàn)在國內(nèi)市場主要銷售的品牌有韓國組裝(水山、工兵、泰戈、廣韓、韓宇、先韓、世進、大模、大運、東光、廣林、仁山、雙牛、猛士等)，日本組裝(古河、甲南、東空等)，國產(chǎn)(驚天等)。國內(nèi)也有一些廠家提供一些型號的液壓破碎錘產(chǎn)品。其中韓國和國產(chǎn)的標配為2根釬桿，日本和其他進口及合資品牌為1根釬桿。但我國的液壓破碎錘較之國外的在研制和生產(chǎn)上有較大的差距。除了在性能指標、能量利用率、使用壽命，制造成本高等方面，還有以下幾方面： (1)液壓破碎錘作為工程機械中的輔助機械，我國對液壓破碎錘的理論研究較多，但是缺乏真正的生產(chǎn)投入。

6、 (2)對于活塞加工過程中的熱處理問題存在差異。我國對活塞熱處理時間要求不夠準確，而國外則控制的比較準確。 (3)材料的選擇滿足不了實際要求。 (4)我國液壓破碎錘的生產(chǎn)未形成系列化、規(guī)模化。 (5)沒有形成自己的產(chǎn)品特色，在結構形式上基本是沿用國外的結構。液壓破碎錘具有以下特性： 沖擊能增強型結構設計 液壓破碎錘采用最優(yōu)化設計理念，加大活塞和缸體行程，采用活塞和釬桿同樣大的直徑，使破碎錘與主機匹配效果最佳，合理利用最高的輸出能量，節(jié)約能源，達到工作效率最高。 使用高質(zhì)量材質(zhì)特殊精密工藝加工制造活塞、主體螺栓、主體前部、油缸、主體后部等重要零部件的材料是經(jīng)過hall公司的嚴格的質(zhì)量檢驗，可以保

7、證最高質(zhì)量。活塞、主體前部、油缸、主體后部等主要零部件使用最新熱處理設備生產(chǎn)制造，而已多年的技術經(jīng)驗保證優(yōu)良質(zhì)量的穩(wěn)定。halb液壓破碎錘經(jīng)多次設施投資設置了破碎錘專用mct(萬能機床中心)，cnc(數(shù)控機床)以及大型研磨機等機器，實現(xiàn)自動化制造過程，穩(wěn)定質(zhì)量。特別是用破碎錘專用大型內(nèi)徑研磨機把油缸及閥門內(nèi)側是一次加工成品，保證中心度提高精度，加上專用超級加工和內(nèi)徑研磨作業(yè)，提高表面粗糙度及產(chǎn)品完工度。 無蓄能器裝置 新開發(fā)生產(chǎn)的無蓄能器型液壓破碎錘應用高技術理論，取消了原蓄能器裝置。結構簡單、故障少、 維護方便、成本降低、沖擊能量增加。因此用戶可同時降低使用和維護兩方面成本。無蓄能器液壓破碎

8、錘有無蓄能器的差別 蓄能器的作用：蓄能器內(nèi)部充滿著氮氣，是利用液壓破碎錘在前一次打擊的時候把剩余的能量和活塞反沖的能量儲存起來，在第二次打擊的時候同時釋放能量，增加打擊能力，通常是在破碎錘本身達不到打擊能量的情況下安裝蓄能器，來增加破碎器的打擊力。所以一般小型的就沒有蓄能器，中大型的都裝有蓄能器。 有蓄能器的情況下： 單次的打擊情況下力氣會稍大一些，在連續(xù)打擊的情況下就體現(xiàn)不出來。蓄能器里面的皮碗在氮氣小的情況下，會造成皮碗損壞，而維修時需要整體解剖比較麻煩。蓄能器是一個比較精密的器件，安裝維修時不能出現(xiàn)空隙，否則會泄露氮氣，造成破碎器打擊無力，皮碗損壞。在修理麻煩的同時，皮碗的價格也比較貴，

9、一般國產(chǎn)的價格在幾百元，而且使用時間很短，如果每天在8小時工作，則使用時間在12個月左右，進口的價格在壹千多，這會增加用戶的額外支出。 無蓄能器的情況下： 現(xiàn)破碎錘行業(yè)很多都在向無蓄能器裝置發(fā)展，像歐美、日本的品牌都取消了蓄能器，液壓破碎錘無蓄能器是一個先進的技術表現(xiàn)。rwb新開發(fā)生產(chǎn)的無蓄能器應用技術理論，取消了原蓄能裝置，結構簡單、故障少、維護方便、成本降低、但沖擊能量并不低于有蓄能裝置的。另一方面，取消了蓄能器，減少故障也節(jié)省了成本。因此用戶可同時降低使用和維護兩方面的成本。 重量輕、維護成本底 控制閥內(nèi)置式結構 本著結構簡單、故障少、易維護的設計理念。halb新開發(fā)制造產(chǎn)品，結構簡單、

10、重量輕、搬運方便；拆裝零件數(shù)少，成本降低；控制閥內(nèi)置式結構使破碎錘的零部件不會因為外部撞擊原因造成損壞。此外結構簡單，故障減少，從而也降低了維護與使用成本。 強而有力的“液壓+氮氣”沖擊系統(tǒng) 破碎錘最重要的特征就是其打擊力和沖擊能量。halb破碎錘的每一種型號都有“液壓+氮氣”的強而有力的沖擊動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)效率高、能量損失減少到最低而沖擊能最大。所有ghb系列破碎錘可以提供一流的強大的沖擊能量，不管工作環(huán)境多少艱苦，ghb系列破碎錘都能如意地完成任務，是破碎錘的理想選擇。 流量可調(diào)裝置 該機構可有效地調(diào)節(jié)來自挖掘機或動力源的流量，從而可根據(jù)巖石情況調(diào)節(jié)需要的打擊力和擊打頻率，可以直接在破碎錘

11、上進行調(diào)節(jié)，簡單、容易、方便、快捷，操作手可以直接完成，而其它很多品牌需要到挖掘機或裝載機上進行調(diào)節(jié)，流量不容易控制，而且需要專業(yè)的維修人員才能完成。 沖擊力大，速度慢 沖擊力小，速度快 液壓破碎錘的分類液壓破碎錘的種類很多，分類方法也很多。 根據(jù)操作方式分類：液壓破碎錘分為手持式和機載式兩大類。 根據(jù)工作原理分類：液壓破碎器分為全液壓式，液氣聯(lián)合式與氮爆式三大類。液氣聯(lián)合式依靠液壓油和后部壓縮氮氣膨脹同時推動活塞工作，目前絕大多數(shù)破碎器屬于此類產(chǎn)品； 根據(jù)配流閥結構分類：液壓破碎器分為內(nèi)置閥式和外置閥式兩種。 此外還有其他各種分類方式，如根據(jù)反饋方式可分為行程反饋式和壓力反饋式破碎器； 根據(jù)

12、噪音大小分類：低噪音型和標準型破碎器； 根據(jù)外殼形式可分為三角形和塔形破碎器； 根據(jù)外殼結構可分為夾板式和箱框式破碎器；等等。 現(xiàn)在的液壓破碎錘大多數(shù)采用的液壓沖擊機構的形式都有行程反饋控制。這種控制形式的液壓錘的為了達到改變液壓破碎錘的沖擊能和沖擊頻率的目的，都是增設多個回程反饋信號孔控制各信號孔的開關或者改變系統(tǒng)的輸入流量和壓力，來調(diào)節(jié)活塞行程。液壓破碎錘的結構組成及工作原理（1）液壓破碎錘的結構組成主要由上缸體、下缸體、內(nèi)導向套、下導套、圓螺母、釬桿、螺帽、夾持組件、夾板組件、夾板螺栓、貫穿螺栓、墊圈、扁銷等組成。見下圖（2）液壓破碎錘的工作原理其工作原理可分為以下四步：回程加速階段、回

13、程制動運動、沖程加速運動、活塞打擊停頓狀態(tài)。1）回程加速階段 活塞回程開始時，活塞上一次沖擊已經(jīng)結束，處于瞬時停頓狀態(tài)。此時主閥腔為低壓腔，而沖擊活塞下腔和控制閥芯上腔為常高壓腔，因此主閥芯處于下極限位置。這樣，活塞前腔通過主閥芯與高壓油相通，而活塞后腔一直與回油腔相通，為低壓，故活塞在前腔高壓油的作用下，作回程加速運動，同時壓縮尾部氮氣室氮氣，使之作絕熱壓縮。 圖2 回程加速階段2)回程制動運動 活塞在高壓油的作用下繼續(xù)向上作回程運動，當活塞中段下側面越過控制口的下邊時，活塞前腔中的高壓油進入主閥腔，由于通過主閥腔作用于主閥芯的液壓力大于控制閥芯上腔作用于主閥芯的液壓力，從而迫使閥芯開始換向

14、運動。閥芯的移動，逐漸減少進入活塞前腔中的高壓油，以致相應作用于活塞上的回程推力也逐漸減小，而相對被壓縮的氮氣施加的回程阻力卻越來越大，活塞便轉入回程制動階段。閥芯將最終完全切斷到活塞前腔中的壓力油，活塞將很快停止回程運動。 圖3 回程制動運動 3)沖程加速運動當活塞停止回程運動時，將馬上轉入沖程運動階段。此時，主閥芯已經(jīng)打開活塞前腔通向主閥芯回油腔的油路，使活塞前腔的油液能夠順利排出。此時活塞在氮氣絕熱膨脹力作用下開始快速沖程運動。在活塞作沖程運動時，閥芯將可靠地停留在上極限位置。 圖2.3 沖程加速運動4) 活塞打擊停頓狀態(tài)在氮氣室氮氣絕熱膨脹的作用下，活塞作準等加速運動(其宴加速度逐漸減

15、小)。當活塞中段上側面越過控制口的上邊時，主閥芯腔與回油溝通，主閥芯腔變?yōu)榈蛪呵弧ｉy芯將在控制閥芯上腔高壓油的作用下開始向下作換向運動。此時已獲得足夠能量的活塞打擊釬桿，完成沖擊動作。而閥芯繼續(xù)向下運動，當閥芯運動到下極限位置時，活塞處于瞬時停頓階段。至此，活塞結束了一個工作循環(huán)。隨后，活塞沖擊后反彈，開始下一個工作周期。圖2.4 活塞打擊停頓狀態(tài)上缸體典型工藝路線上缸體的形狀是方形，且左端配合表面精度要求較高，擬將其劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段，初步擬定上缸體左側面工藝路線采用： 左側圓柱表面：車半精車精車； 108缸體孔采用：電解成形加工底孔鏜削成形； 工藝槽采用：成形刀具一次成

16、形； 4個42：鉆孔擴孔； 螺紋孔：鉆孔攻螺紋。 其他各表面根據(jù)先粗后精；先加工基準面后加工其它表面；先加工平面后加工孔；先加工主要表面后加工次要表面等原則來擬定合適的加工方案。破碎錘的動作過程和液壓控制系統(tǒng)（1）動作分析 1）手動慢速調(diào)試過程 在自動沖擊破碎之前必須要進行慢速調(diào)試過程，防止由于裝配等原因造成的卡死而引起的機械故障。在慢速調(diào)試過程中，使用點動控制，通過觀測壓力表，若壓力表壓力突然間急劇上升，這時要立刻停止破碎錘的慢速調(diào)試。調(diào)試時速度可以通過調(diào)速閥來調(diào)定。 2）自動沖擊破碎過程 自動沖擊破碎主要是實現(xiàn)快速沖擊?？赏ㄟ^擋塊、壓力繼電器等來控制電磁換向閥來實現(xiàn)自動切換過程?？捎靡粋€安

17、全閥和一個單向閥實現(xiàn)對液壓泵的保護。 （2）液壓控制系統(tǒng)分析在手動慢速調(diào)試過程中可以通過一個手動換向閥來實現(xiàn)點動控制；手動與自動之間通過一個電磁換向閥來實現(xiàn)切換；自動沖擊破碎過程中加速過程可以通過差動回路來實現(xiàn)。三 課題調(diào)研歸納總結對課題進行研究調(diào)研的過程，也是一個不斷學習深入的過程，在這過程中難免會遇到一些讓我們素手無措的困難，我們應該針對不同的困難選擇最恰當?shù)慕鉀Q方法，最終不僅要解決困難，更重要的是在解決困難的過程中我們學到了東西，使自己的專業(yè)知識和解決方法的能力都有所提高。所以我們不應畏懼困難，而要坦然面對困難，這樣才能真正體現(xiàn)出自己的真實能力。通過查詢關于破碎錘技術相關資料，使我對破碎

18、錘機械產(chǎn)品的概況、結構、使用性能和工作原理、主要配套零部件的技術和性能要求有了進一步的了解，由于zt100液壓破碎錘結構簡單輕巧、制造成本相對較低，而且隨著我國基礎建設與建筑業(yè)的飛速發(fā)展也為其提供了良好的銷售市場，所以其具有很好的發(fā)展前景與市場。預計未來5-10年，我國液壓破碎錘將處于發(fā)展的黃金時期，市場競爭格局也將發(fā)生深刻的變化，我們應該抓住這次機遇，使國產(chǎn)品牌集中度大幅提升；使國產(chǎn)占有率也進一步提高。在當今時代，科學技術必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向，所以我們作為祖國新一代接班人，應該通過不斷學習來豐富自己的頭腦，跟上時代的步伐

19、，為我國今后的機械事業(yè)做出貢獻。機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化。即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性;使生產(chǎn)推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化;還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產(chǎn);追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值的信息化。當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。機械制造行業(yè)作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。21世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞