1.3 液压破碎锤的主要技术参数、结构与工作原理
1.3.1 液压破碎锤的主要技术参数
液压破碎锤的主要技术参数见表1-1。
表1-1 液压破碎锤的主要技术参数
1.3.2 液压破碎锤的结构与工作原理
本书介绍的液压破碎锤是气液联合做功式液压破碎锤，它由活塞、缸体、套阀、氮气室、钎杆和钎杆座等零件组成，如图1-2所示。本液压破碎锤的主要特点是，换向装置套阀在缸体内部，与活塞同一轴线，这使整个液压破碎锤体积减小，结构紧凑，也有利于换向装置的密封。
液压破碎锤的工作过程可分为四个阶段：①活塞回程运动阶段；②活塞回程制动阶段；③活塞冲程运动阶段；④活塞打击停顿阶段。
液压破碎锤的工作原理图（图1-2）是，缸体前腔（Cpf腔）、套阀的Cv2腔始终与系统高压油相通。活塞作回程运动时，套阀切换到上极限位置，缸体后腔（Cpb腔）与回油路相通；活塞作冲程运动时，套阀切换到下极限位置，缸体后腔与系统高压油相通。
四个阶段的具体情况如下。
（1）活塞回程运动阶段 活塞在上一次冲程运动结束后，进入瞬时停顿状态，而活塞的回程运动也由此开始。系统高压油通过管12进入缸体前槽（Cpf），再通过管2、管3、管4、管5到达Cv2槽。由于此时Cv3槽与回油管路相通，压力迅速下降，套阀在高压油作用下，由下极限位置迅速切换到上极限位置，缸体后槽（Cv4）和Cpb槽与低压回油相连通。在缸体前槽高压油压力作用下，活塞克服了自身重量和氮气室对其的阻力，向上作回程运动。活塞作向上回程运动时，氮气室的体积会越来越小，其压力将会越来越大。由此可以看出，活塞的向上回程运动，其实也是压缩氮气室气体的压缩运动。
图1-2 液压破碎锤的工作原理图
（2）活塞回程制动阶段 在回程运动过程中，活塞由下向上运动，当活塞端面S1运动到信号槽Cps时，活塞运动进入了回程制动阶段。此时，系统高压油随着活塞的运功进入信号槽Cps，再通过管6进入Cv3槽，此刻Cv3槽处于高压状态。由于套阀上端面的面积（Cv3槽处）大与其下端面的面积（Cv2槽处），而此时Cv4槽处于低压状态，套阀在上下面积压力差的作用下迅速地由上极限位置转换到下极限位置。套阀到达下极限位置后，使得缸体后槽（Cpb）与Cv3槽连通起来，系统高压油则由缸体前槽通过管2、3、4、5和套阀进入缸体后槽，此时缸体前后槽都处于高压状态。由于处于缸体后槽的活塞直径是小于缸体前槽的，这使得在缸体前后槽都通有相同压力的高压油时，缸体后槽的活塞端面受的力比前槽的大，再加上活塞的自身重量和氮气的向下作用力，活塞将受到一个很大的向下合力，阻碍其向上运动。在这合力的作用下，活塞的速度快速降低，且很快会降为零。由于活塞受到的向下合力很大，这使得活塞的制动时间很短暂，当活塞端面S1越过信号槽（Cps）1～2mm后，速度就迅速降为零。因此，活塞的回程制动过程也可以看作是回程运动的一部分。
（3）活塞冲程运动阶段 当活塞制动阶段结束后，此时速度为零。系统高压油流经管12和管1到达缸体前槽（Cpf），再流经管2、管3、管4、管5和套阀到达缸体后槽（Cpb）。由于缸体后槽的面积大于缸体前槽的面积，因此，在缸体前、后槽都通有系统高压油时，活塞会受到一个向下的合力。此外，活塞还受到氮气室气体膨胀的向下作用力。此时，活塞在缸体前、后槽压力差及氮气压力和活塞自重的共同作用下，向下作加速运动。随着活塞速度的逐渐增大，缸体前、后腔的压力均较低，活塞则主要是依靠氮气膨胀的向下作用力来做冲程运动的。
在活塞端面S2未到达信号槽之前，信号槽和Cv2槽还是与系统高压油相通，套阀在液压油压差的作用下，依然保持在下极限的位置。
（4）活塞打击停顿阶段 活塞做冲程运动时，当活塞端面S2越过信号槽（Cpf）时，信号槽内的高压油通过节流阀、管8到达Cpl槽，再通过管11与系统回油油路相通，实现回油。此时Cv3槽压力快速下降，Cv2槽的高压油则使得套阀从下极限位置迅速向上极限位置转换。此时活塞达到了最大速度，快速冲击钎杆，完成冲击动作，而套阀切换动作还没有完成。当套阀由下极限位置运动到上极限位置时，活塞将处于瞬时停顿状态。