專利名稱：一種鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，屬于鑿巖沖擊器的沖擊性能 檢測(cè)裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
氣動(dòng)或液壓式鑿巖沖擊器都是利用高壓流體作為動(dòng)力介質(zhì)，驅(qū)動(dòng)沖擊器內(nèi)部的活 塞，使活塞進(jìn)行高速度、高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭施加一種周期性的沖擊力，從而 達(dá)到碎石鉆孔的效果。沖擊器的動(dòng)力性能直接影響沖擊鉆進(jìn)的破巖效率。沖擊器的沖擊頻 率和沖擊能量是沖擊器各項(xiàng)性能參數(shù)中最重要的兩個(gè)工作參數(shù)。但研究和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用發(fā) 現(xiàn)，這兩個(gè)工作參數(shù)又與巖石的力學(xué)性能、沖擊器對(duì)巖石的預(yù)壓緊力大小等條件有密切關(guān) 系。長(zhǎng)久以來(lái)工程界研究了各種方法解決這方面的問(wèn)題，但都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，特別是這些方 法難以做到方便的模擬巖石的力學(xué)性能，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行高速高頻接觸式的工作性能 測(cè)試。目前行業(yè)內(nèi)對(duì)氣動(dòng)或液壓式鑿巖沖擊器沖擊性能的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法為應(yīng)力波法 (見(jiàn)GB/T 5621-1999)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)規(guī)定，所需要的主要設(shè)備為貼有應(yīng)變片的特制或一 般釬桿，釬桿另一端抵住吸能裝置，目的是盡量不出現(xiàn)能量反射現(xiàn)象。即使出現(xiàn)反射能量， 也要求反射能量不應(yīng)超過(guò)入射波能量的20%，以模擬在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)巖石反射的能量。 釬桿的適當(dāng)位置貼有應(yīng)變片傳感器，通過(guò)采集和處理應(yīng)變信號(hào)換算出擊打釬桿的沖擊器的 沖擊性能。這種方法有幾個(gè)關(guān)鍵因素要處理好，否則得到的結(jié)果有大的差異。例如，釬桿的 長(zhǎng)度和重量要把握的恰到好處；應(yīng)變片傳感器要定標(biāo)，而且一般通過(guò)自由落體重物來(lái)定標(biāo)， 與高頻沖擊力的情況有區(qū)別，因此誤差較大；吸能器必須根據(jù)巖石的吸能效果對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，否 則影響檢測(cè)效果。具體的說(shuō)就是這種方法復(fù)雜、影響因素多、操作難度大。此外也有適合在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究所采用的所謂光電位移微分法、電磁感應(yīng)法、觸點(diǎn) 法、高速攝影法、氣動(dòng)法、示功圖法和能量法等。但這些方法基本都是對(duì)沖擊器活塞進(jìn)行研 究，只能起到間接檢測(cè)的作用?？紤]實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用的要求，這些檢測(cè)方法表現(xiàn)出測(cè)試器材 及設(shè)備復(fù)雜、操作不方便、對(duì)人的操作技術(shù)要求過(guò)高、工作量較大、成本高等缺點(diǎn)。由于沖擊 器的實(shí)際工作環(huán)境相對(duì)惡劣，這些方法都無(wú)法或很難在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。有些方法 在測(cè)試過(guò)程中甚至要破壞沖擊器內(nèi)部的某些工作機(jī)理，造成測(cè)試時(shí)沖擊器的工作狀態(tài)與實(shí) 際工作情況有較大的出入。如果只是要求對(duì)不同品牌、不同型號(hào)的沖擊器產(chǎn)品性能參數(shù)進(jìn) 行相對(duì)比較時(shí)，這些檢測(cè)方法顯得更加不可靠、不直觀。沖擊器在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，無(wú)論生產(chǎn)廠家還是用戶，一般都以沖擊器的沖擊頻率 和沖擊能量作為判斷沖擊器的品質(zhì)或者選購(gòu)沖擊器的主要依據(jù)，但是如果考慮到?jīng)_擊器實(shí) 際使用時(shí)復(fù)雜的地理環(huán)境和使用條件，也需要在上述性能參數(shù)的基礎(chǔ)上再創(chuàng)建一個(gè)綜合的 性能參考量，這個(gè)綜合的性能參考量不僅能夠反映沖擊器的沖擊頻率和沖擊能量，而且還 能模擬沖擊器擊碎巖石以及沖孔速度的綜合效果。但現(xiàn)有方法及其裝置的都難以滿足該要 求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種不僅能夠檢測(cè)沖擊器的沖擊頻 率和沖擊能量，而且還能模擬沖擊器擊碎巖石以及沖孔速度的綜合效果的鑿巖沖擊器的沖 擊性能檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型易于標(biāo)定、設(shè)備成本和實(shí)驗(yàn)成本都較低。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，包括 有鑿巖沖擊器、將沖擊器固定并施加定量預(yù)壓緊力的施壓液壓缸、主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓 缸，鑿巖沖擊器的鉆頭直接打擊主動(dòng)液壓缸，主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸之間的液壓油路上 安裝有阻尼元件和單向閥，主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸分別設(shè)有測(cè)量其液壓參數(shù)的第一壓力 傳感器和第二壓力傳感器，被動(dòng)液壓缸上安裝有用于儲(chǔ)存由于沖擊力驅(qū)動(dòng)而傳遞過(guò)來(lái)的能 量的儲(chǔ)能裝置，主動(dòng)液壓缸和/或被動(dòng)液壓缸分別設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器， 位移傳感器、第一壓力傳感器及第二壓力傳感器的信號(hào)輸出端與性能檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸入 端連接。上述主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸之間的液壓油路上安裝有壓力表。上述性能檢測(cè)系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)。上述鑿巖沖擊器為氣動(dòng)或液壓式鑿巖沖擊器。上述儲(chǔ)能裝置為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。上述阻尼元件為流體阻尼孔。上述阻尼孔的大小能調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型避免了傳統(tǒng)檢測(cè)方法為了直接獲得氣動(dòng)沖擊器內(nèi)部活塞的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 而不得不對(duì)沖擊器做出一些改變其工作機(jī)理的措施，從而為保證檢測(cè)處理出來(lái)的性能參數(shù) 的準(zhǔn)確性提供了可靠的前提條件；本實(shí)用新型的裝置很好地模擬了在施工現(xiàn)場(chǎng)沖擊器所要 擊碎鉆孔的巖石，使得測(cè)試時(shí)沖擊器的工作環(huán)境更為接近于施工現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境；可以準(zhǔn) 確地獲得氣動(dòng)沖擊器擊碎巖石模擬鉆孔時(shí)輸出的最終效果，而不是間接地從沖擊器內(nèi)部活 塞中獲得；本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)單、操作方便、受人為的影響較小、可重復(fù)利用，甚至可以將本 實(shí)用新型裝置制作成一套標(biāo)準(zhǔn)的氣動(dòng)沖擊器的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)不同的氣動(dòng)沖擊器產(chǎn)品的性能 參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、比較，從而降低檢測(cè)的成本。另外，可以將檢測(cè)出來(lái)的壓力變化描繪成一條 壓力曲線，為優(yōu)化氣動(dòng)沖擊器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方 便實(shí)用的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本實(shí)用新型的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè) 裝置，包括有鑿巖沖擊器1、將沖擊器1固定并施加定量預(yù)壓緊力的施壓液壓缸2、主動(dòng)液壓 缸4和被動(dòng)液壓缸9，鑿巖沖擊器1的鉆頭3直接打擊主動(dòng)液壓缸4，主動(dòng)液壓缸4和被動(dòng)液壓缸9之間的液壓油路上安裝有阻尼元件6和單向閥7，主動(dòng)液壓缸4和被動(dòng)液壓缸9分 別設(shè)有測(cè)量其液壓參數(shù)的第一壓力傳感器5和第二壓力傳感器8，被動(dòng)液壓缸9上安裝有 用于儲(chǔ)存由于沖擊力驅(qū)動(dòng)而傳遞過(guò)來(lái)的能量的儲(chǔ)能裝置，主動(dòng)液壓缸4和/或被動(dòng)液壓缸 9分別設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器11，位移傳感器11、第一壓力傳感器5及第二 壓力傳感器8的信號(hào)輸出端與性能檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。本實(shí)施例中，被動(dòng)液壓缸 9設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器11。上述主動(dòng)液壓缸4和被動(dòng)液壓缸9之間的液壓油路上安裝有壓力表。本實(shí)施例中，上述性能檢測(cè)系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)。上述鑿巖沖擊器1為氣動(dòng)或液壓式鑿巖沖擊器。本實(shí)施例中，鑿巖沖擊器1為氣 動(dòng)式鑿巖沖擊器。上述儲(chǔ)能裝置10為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。本實(shí)施例中，儲(chǔ)能裝 置10為重物。上述阻尼元件6為流體阻尼孔。上述阻尼孔的大小能調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其包括如下過(guò)程1)鑿巖沖擊器1的鉆頭3直接打擊主動(dòng)液壓缸4，第一壓力傳感器5和第二壓力 傳感器8分別測(cè)量主動(dòng)液壓缸4和被動(dòng)液壓缸9的液壓參數(shù)，第一壓力傳感器5測(cè)量出主 動(dòng)液壓缸4的力學(xué)數(shù)據(jù)，被動(dòng)液壓缸9上的儲(chǔ)能裝置10儲(chǔ)存由于沖擊力驅(qū)動(dòng)而傳遞過(guò)來(lái)的 能量，且位移傳感器11實(shí)時(shí)測(cè)量主動(dòng)液壓缸4和/或被動(dòng)液壓缸9活塞的位移情況；2)性能檢測(cè)系統(tǒng)采集第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器8以及位移傳感器11的 信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理從而得到模擬鑿巖沖擊器1施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的沖擊頻率、沖擊功率和 沖擊力力學(xué)參數(shù)，從而得到鑿巖沖擊器1的實(shí)際工作狀況。上述阻尼孔元件6能調(diào)節(jié)阻尼效果，通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼效果及結(jié)合液壓系統(tǒng)能模擬鑿 巖沖擊器1所打擊的巖石的力學(xué)性能。實(shí)施例2 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于上述 主動(dòng)液壓缸4設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器11，儲(chǔ)能裝置10為彈簧。
權(quán)利要求一種鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于包括有鑿巖沖擊器(1)、將沖擊器(1)固定并施加定量預(yù)壓緊力的施壓液壓缸(2)、主動(dòng)液壓缸(4)和被動(dòng)液壓缸(9)，鑿巖沖擊器(1)的鉆頭(3)直接打擊主動(dòng)液壓缸(4)，主動(dòng)液壓缸(4)和被動(dòng)液壓缸(9)之間的液壓油路上安裝有阻尼元件(6)和單向閥(7)，主動(dòng)液壓缸(4)和被動(dòng)液壓缸(9)分別設(shè)有測(cè)量其液壓參數(shù)的第一壓力傳感器(5)和第二壓力傳感器(8)，被動(dòng)液壓缸(9)上安裝有用于儲(chǔ)存由于沖擊力驅(qū)動(dòng)而傳遞過(guò)來(lái)的能量的儲(chǔ)能裝置，主動(dòng)液壓缸(4)和/或被動(dòng)液壓缸(9)分別設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器(11)，位移傳感器(11)、第一壓力傳感器(5)及第二壓力傳感器(8)的信號(hào)輸出端與性能檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上述主動(dòng)液壓 缸(4)和被動(dòng)液壓缸(9)之間的液壓油路上安裝有壓力表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上述性能檢測(cè) 系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上述鑿巖沖擊 器(1)為氣動(dòng)或液壓式鑿巖沖擊器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上述儲(chǔ)能裝置 (10)為重物或彈簧或/和重物與彈簧的組成體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上 述阻尼元件(6)為流體阻尼孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置，其特征在于上述阻尼孔的 大小能調(diào)節(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種鑿巖沖擊器的沖擊性能檢測(cè)裝置。包括鑿巖沖擊器、施壓液壓缸、主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸，鑿巖沖擊器的鉆頭直接打擊主動(dòng)液壓缸，主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸之間的液壓油路上安裝有阻尼元件和單向閥，主動(dòng)液壓缸和被動(dòng)液壓缸分別設(shè)有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，被動(dòng)液壓缸上安裝有用于儲(chǔ)存由于沖擊力驅(qū)動(dòng)而傳遞過(guò)來(lái)的能量的儲(chǔ)能裝置，主動(dòng)液壓缸和/或被動(dòng)液壓缸分別設(shè)有測(cè)量其活塞的位移的位移傳感器，位移傳感器、壓力傳感器的信號(hào)輸出端與性能檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置能反映沖擊器的沖擊頻率和沖擊能量，且能模擬沖擊器擊碎巖石以及沖孔速度的綜合效果。本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法簡(jiǎn)單直觀、操作方便。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201680981SQ20102012816
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者李鍛能, 江濤 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)