一种变频式液压驱动机构及凿岩机的制作方法

本发明涉及开山凿岩设备，具体涉及一种变频式液压驱动机构及凿岩机。

背景技术：

1、液压凿岩机依靠内部活塞往复冲击钎尾实现凿岩作业，冲击活塞的敲击频率是影响凿岩效率、钎具使用寿命的关键参数。面对软硬交替变化的岩层工况，需要对凿岩机敲击频率进行调节，以此匹配岩层特性，提升凿岩效率，降低钎具崩损断裂风险。

2、现有液压凿岩机的冲击频率调节方式主要分为几类。一类是通过调节液压泵输出流量改变冲击频率，增大供油流量能够提升活塞往复速度，进而提高敲击频率。但该方式存在明显缺陷，流量变化会同步改变冲击能量，频率与冲击能量相互耦合，难以实现只调频率而保持冲击能量基本不变；采用节流方式调频还会产生大量节流损耗，系统油温升高，整机能耗增加。

3、另一类调频手段为改变活塞自身机械行程，依靠缸体内部孔道切换实现档位调节，该方式多为有级调速，仅能实现少数几档频率切换，无法实现连续无级调频，并且需要改动凿岩机缸体内部结构，加工复杂，工作过程中不能在线实时调节。还有部分设备采用电液比例阀、伺服阀实现冲击频率调节，依靠电气信号控制阀件换向时序完成调频，但伺服、比例阀成本高昂，矿山施工现场粉尘大、液压油易被污染，阀件阀芯容易发生卡滞磨损，对油液清洁度要求严苛，恶劣工况下可靠性较差。

4、因此，亟需开发一种结构简单的变频式液压驱动机构，能够在不改动活塞行程的前提下，实现敲击频率连续可调，尽量实现冲击能量与频率解耦，无需复杂电控元件，提升凿岩机对不同岩层工况的适配能力。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述背景技术中所反映的技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种凿岩机，其采用了一种变频式液压驱动机构，该机构包括用于进行往复动作的活塞，还包括油路换向机构与阻力元件，所述活塞上连接有触碰件，所述触碰件随活塞移动时作用至油路换向机构，以保持所述油路换向机构形成切换动作，所述阻力元件对触碰件施加可调阻力。

4、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，所述触碰件包括推块，所述推块移动过程中触碰油路换向机构实现换向切换；所述推块的活动路径上配置提供可调节式弹性抵触力，所述推块与活塞之间采用弹性连接。

5、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，还包括连杆以及螺旋弹簧，所述连杆一端与活塞相连，连杆另一端通过螺旋弹簧与推块相连。

6、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，所述油路换向机构包括阀体以及滑动装配于阀体内部的阀块，所述推块分别滑动至两侧极限位置时推动阀块进行动作。

7、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，还包括导向架，所述导向架与阀体固定相连，所述推块滑动设置于导向架内部。

8、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，还包括压板、弹簧组件以及调节组件，所述压板滑动装配在导向架上，弹簧组件对压板施加弹性预紧力，使压板压合在推块上；所述调节组件用于改变弹簧组件的预紧程度，以此调整压板施加于推块的弹性抵触力。

9、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，所述调节组件包括螺纹连接在导向架上的旋钮以及转动装配于旋钮末端的接触头，所述接触头抵接于弹簧组件，旋转旋钮能够改变接触头对弹簧组件的压紧量。

10、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，所述推块上装配有滚轮，所述滚轮分别与压板以及导向架内壁相接触。

11、作为一种变频式液压驱动机构的优选技术方案，所述导向架内部开设有润滑油槽，所述润滑油槽用于通入液压油对推块运动副进行润滑。

12、本发明提供的变频式液压驱动机构及凿岩机具有以下有益效果：

13、本发明通过在推块活动路径上设置阻力元件，利用可调节的弹性抵触力改变推块的运动响应速度，以此控制油路换向机构的换向迟滞时间，实现凿岩敲击频率连续调节。调频过程无需改变活塞的实际运动行程，系统供油压力可保持稳定，能够基本维持单次冲击能量，实现冲击频率与冲击能量解耦。无需增设复杂的电控、外置液压延时回路，仅调节旋钮即可完成调频操作，操作简单，适配岩层软硬交替变化的作业工况。

14、本发明中活塞与推块之间采用弹性连接，可缓冲活塞往复运动带来的高频冲击载荷，避免冲击载荷直接刚性传递至油路换向机构与阻力元件，降低部件受冲击发生塑性变形、卡滞失效的风险。推块配置滚轮实现滚动滑移，相比滑动摩擦大幅降低运动副磨损，配合导向架内部润滑油槽，可进一步改善运动副工作条件，延缓阻力特性漂移，提升机构长期高频往复工作的稳定性与使用寿命。

15、本发明整体结构集成度高，不需要对凿岩机缸体内部活塞流道做改造加工，也不依赖成本高昂的伺服阀、比例阀件，降低整机制造成本。全部调频调节部件布置在机构外侧，工作人员可在设备工作现场直接旋转旋钮完成频率在线调节，无需停机拆解设备。机构纯机械实现变频，对液压油清洁度没有严苛要求，能够适应矿山粉尘大、工况恶劣的使用环境。

16、本发明依靠机械迟滞的方式改变敲击循环周期，调频区间范围宽，可根据实际凿岩需求灵活调整敲击频率。当岩层硬度较低时，调小弹性抵触力，缩短换向迟滞，提升敲击频率，提高凿岩作业效率；岩层硬度较高时，增大弹性抵触力，延长换向迟滞，降低敲击频率，减少钎具受高频冲击发生崩裂损坏的概率，有效保护钎具，降低现场配件损耗成本。

1.一种变频式液压驱动机构，包括用于进行往复动作的活塞，还包括油路换向机构与阻力元件，所述活塞上连接有触碰件，所述触碰件随活塞移动时作用至油路换向机构，以保持所述油路换向机构形成切换动作，所述阻力元件对触碰件施加可调阻力。

2.根据权利要求1所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，所述触碰件包括推块，所述推块移动过程中触碰油路换向机构实现换向切换；所述推块的活动路径上配置提供可调节式弹性抵触力，所述推块与活塞之间采用弹性连接。

3.根据权利要求2所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，还包括连杆以及螺旋弹簧，所述连杆一端与活塞相连，连杆另一端通过螺旋弹簧与推块相连。

4.根据权利要求3所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，所述油路换向机构包括阀体以及滑动装配于阀体内部的阀块，所述推块分别滑动至两侧极限位置时推动阀块进行动作。

5.根据权利要求4所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，还包括导向架，所述导向架与阀体固定相连，所述推块滑动设置于导向架内部。

6.根据权利要求5所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，还包括压板、弹簧组件以及调节组件，所述压板滑动装配在导向架上，弹簧组件对压板施加弹性预紧力，使压板压合在推块上；所述调节组件用于改变弹簧组件的预紧程度，以此调整压板施加于推块的弹性抵触力。

7.根据权利要求6所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，所述调节组件包括螺纹连接在导向架上的旋钮以及转动装配于旋钮末端的接触头，所述接触头抵接于弹簧组件，旋转旋钮能够改变接触头对弹簧组件的压紧量。

8.根据权利要求5所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，所述推块上装配有滚轮，所述滚轮分别与压板以及导向架内壁相接触。

9.根据权利要求5所述的变频式液压驱动机构，其特征在于，所述导向架内部开设有润滑油槽，所述润滑油槽用于通入液压油对推块运动副进行润滑。

10.一种凿岩机，其特征在于，包含如权利要求1至9任一项所述的变频式液压驱动机构。