专利名称：能自动消除活塞偏移的液压振动装置的制作方法
技术领域：
本发明属于液压振动技术。
在现有技术领域内，广泛应用于各种振动机械中的强制配流式液压振动装置，它具有改变振动频率方便，结构简单，如图1所示，由一只零开口的三位四通换向阀带动油缸组成。当三位四通换向阀的阀芯在零位附近作往复运动时，油缸的活塞就会随之作往复运动而产生振动，当改变三位四通换向阀阀芯的往复频率，油缸活塞的往复频率也会随之改变，油缸活塞的往复频率与三位四通换向阀的阀芯的往复频率相同。但这种振动装置存在一个很大的问题，就是由于油缸活塞自重三位四通换向阀流量不对称性、加工和装配上的误差以及外界干扰等原因，油缸活塞在振动过程中会逐渐偏向油缸的一端，最后会发生油缸活塞撞击缸盖的现象，使振动无法进行下去。油缸活塞的位移曲线如图2所示，随着时间t的增加，油缸活塞的位移s逐渐偏离中位线(用虚线表示)。因此这种强制配流式液压振动装置是很难实际使用。
为了能克服上述存在的问题，现研制成一种能自动消除活塞偏移的液压振动装置，特提出本发明。
本发明采用的方法是，检测出油缸活塞的偏移信号并反馈到三位四通换向阀中，由于阀套与阀体之间是能相对运动的，使之三位四通换向阀的阀芯和阀套之间形成的阀口产生偏移，形成在活塞上下运动的一个周期中，向下和向上运动时分别通过三位四通换向阀A口和B口的总流量不同，自动消除活塞的偏移。
图1、强制配流式液压振动装置原理图。
图2、强制配流式液压振动装置活塞位移曲线。
图3、活塞无偏移振动时，液压低通滤波器的输入输出压力曲线。
图4、活塞发生偏移振动时，液压低通滤波器的输入输出压力曲线。
图5、液压低通滤波器原理图。
图6、能自动消除活塞偏移的液压振动装置结构图。
图7、装有二位四通液控换向阀的能自动消除活塞偏移的液压振动装置结构图。
结合附图对本发明的结构进一步的描述本发明它包括与曲柄连杆机构连接的三位四通换向阀的阀芯〔11〕，阀套〔12〕，开有A、B、P、O油口的阀体〔10〕如图6所示，油缸上腔与A口连通下腔与B口连通的缸体〔2〕，活塞〔3〕，阀套〔12〕与阀体〔10〕之间能作相对的运动;阀体〔10〕还开有与油源〔17〕连通的孔〔13〕，与液压低通滤波器〔8〕输出端连通的孔〔9〕;活塞〔3〕的偏移检测器，它包括由活塞〔3〕中部开有的槽〔5〕，缸体〔2〕上分别开有与油源〔17〕连通的孔〔4〕，与液压低通滤波器〔8〕输入端连通的孔〔6〕和与油箱连通的孔〔7〕，液压低通滤波器〔8〕组成。当活塞〔3〕无偏移作正常振动时，液压低通滤波器〔8〕的输入压力(即孔〔6〕处)的压力曲线如图3实线所示。在活塞一个运动周期中，液压低通滤波器〔8〕的输入压力中与高压Ps接通与回油压力P0(P0≈0)接通的时间相等，即t1＝t2，通过液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc曲线如图3虚线所示，Pc≈ 1/2 Ps。当活塞〔3〕由于自重等原因，振动中发生向下偏移时，液压低通滤波器〔8〕的输入压力(即孔〔6〕处)的压力曲线如图4实线所示。接高压Ps的时间t1大于接低压P0的时间t2，这时液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc如图4虚线所示，Pc＞ 1/2 Ps，反之当活塞〔3〕在振动过程中发生向上偏移时，液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc＜ 1/2 Ps。也就是说根据液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc是大于、小于还是等于 1/2 Ps和大小可以判断出活塞〔3〕是向下、向上还是无偏移及偏移量的大小。三位四通换向阀和一般的不同，阀套〔12〕和阀体〔10〕是可以相对运动的，并受液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc控制，阀套〔12〕上端通过阀体〔10〕上的孔〔9〕受液压低通滤波器〔8〕输出压力Pc控制的受压面积为A1，阀套〔12〕下端通过阀体〔10〕上的孔〔13〕与油源相连的受压面积为A2，一般A1≈2A2。当活塞〔3〕无偏移振动时，阀套〔12〕上、下受的油压力分别为Pc·A1和Ps·A2，由于这时Pc＝ 1/2 Ps，所以上、下受力相等，阀套〔12〕处于中位，当活塞〔3〕在振动的过程中逐渐向下偏移，液压低通滤波器〔8〕的输出压力Pc＞ 1/2 Ps，这时阀套〔12〕上、下受的油压力不等即Pc·A1＞Ps·A2，使阀套〔14〕向下运动，使之在活塞〔3〕一个振动周期中，通过阀口B的总流量大于通过阀口A的总流量，使活塞〔3〕在振动过程中逐渐向上运动，消除活塞偏移。反之当活塞〔3〕在振动的过程中逐渐向上偏移，这时Pc＜ 1/2 Ps，Pc·A1＜Ps·A2，使阀套向上运动，这样在活塞〔3〕的一个振动周期中，通过阀口A的总流量大于通过阀口B的总流量，使活塞〔3〕在振动过程中逐渐向下运动，消除活塞偏移。
为了消除压力脉动，在油源〔17〕的出口处装有蓄能器〔16〕。
用电动机或油马达带动曲柄〔17〕旋转，通过连杆〔16〕带动阀芯〔13〕作上下运动，改变电动机或油马达的转速，就可改变活塞〔3〕的振动频率。
被振动的物体〔1〕可以和缸体〔2〕相固定，也可根据需要用活塞杆和活塞〔3〕固定。
液压低通滤波器〔8〕由阻尼孔和液容组成，如图5所示，改变阻尼孔的液阻和液容的大小可以得到活塞〔3〕的最佳纠偏的过渡过程。其中阻尼孔可直接用缸体〔2〕上的孔〔6〕或孔〔7〕、孔〔4〕缩小它们的直径形成阻尼孔。液容除可以直接用连接管道的液容外还可以用蓄能器代替。
本发明的另一实施例是可以用阀芯〔11〕、阀套〔12〕和阀体〔10〕组成的三位四通换向阀作为先导级控制一只二位四通液控换向阀〔18〕，如图7所示，再通过二位四通液控换向阀〔18〕控制活塞〔3〕的振动，这时，油缸上腔与二位四通液控换向阀〔18〕的A′口连通，油缸下腔与二位四通液控换向阀〔18〕的B′口连通，阀体〔10〕A、B口分别与二位四通液控换向阀〔18〕的液控口C、D口连通。这种结构对大功率的液压振动器尤为适用。
本发明的效果是由于采用强制配流式液压振动的方式，它具有结构简单，性能可靠，振动频率改变方便等优点;同时又采用随时用压力信号对振动中的活塞进行位置检测，并反馈到控制阀中去的方法，克服了活塞在振动过程中发生偏移和撞击缸盖的现象;可广泛用于液压振动式打桩机，液压振动筛等各种液压振动机械。
权利要求
1.一种能自动消除活塞偏移的液压振动装置，它包括与曲柄连杆机构连接的三位四通换向阀的阀芯[11]，阀套[12]，开有A、B、P、O油口的阀体[10]，油缸上腔与A口连通和油缸下腔与B口连通的缸体[2]，活塞[3]，本发明的特征是阀套[12]与阀体[10]之间能作相对的运动；阀体[10]还开有与油源[17]连通的孔[13]，与液压低通滤波器[8]输出端连通的孔[9]；活塞[3]的偏移检测器，它包括由活塞[3]中部开有的槽[5]，缸体[2]上分别开有与油源[17]连通的孔[4]，与液压低通滤波器[8]输入端连通的孔[6]和与油箱连通的孔[7]和液压低通滤波器[8]组成。
2.一种能自动消除活塞偏移的液压振动装置，它包括与曲柄连杆机构连接的三位四通换向阀的阀芯〔11〕，阀套〔12〕，开有A、B、P、O油口的阀体〔10〕，油缸上腔与二位四通液控换向阀〔18〕的A′口连通和油缸下腔与二位四通液控换向阀〔18〕的B′口连通的缸体〔2〕、活塞〔3〕，本发明的特征是阀套〔12〕与阀体〔10〕之间能作相对的运动;阀体〔10〕还开有与油源〔17〕连通的孔〔13〕;与液压低通滤波器〔8〕输出端连通的孔〔9〕;活塞〔3〕的偏移检测器，它包括由活塞〔3〕中部开有的槽〔5〕，缸体〔2〕上分别开有与油源〔17〕连通的孔〔4〕，与液压低通滤波器〔8〕输入端连通的孔〔6〕，与油箱连通的孔〔7〕和液压低通滤波器〔8〕组成;阀体〔10〕A、B口分别与二位四通液控换向阀〔18〕的液控口C、D口连通。
全文摘要
能自动消除活塞偏移的液压振动装置，由于采用强制配流式液压振动的方式，因此具有结构简单，性能可靠，振动频率改变方便等优点，同时又采用随时用压力信号对振动着的活塞进行位置检测，并反馈到控制阀中去的方法，克服了活塞在振动过程中发生偏移和撞击缸盖的现象，可广泛用于液压振动式打桩机，液压振动筛等各种液压振动机械。
文档编号B07B1/28GK1040159SQ8810606
公开日1990年3月7日 申请日期1988年8月10日 优先权日1988年8月10日
发明者丁凡, 林建亚 申请人:浙江大学