液壓破碎機也稱液壓破碎器、液壓沖擊器，它以液壓泵為動力、液壓油為工作介質(zhì)，用液體壓力驅(qū)動活塞對做功來進行工作，將液壓能轉(zhuǎn)換為機械沖擊能的一種新型破碎工具。液壓破碎機經(jīng)過不斷的改進、完善，以其高效率、低噪聲、沖擊力大、無公害、施工性能好和維修費用低的優(yōu)越性能力壓傳統(tǒng)破碎錘而成為新一代破碎工具，被世界各地廣泛應用于冶金、礦山開采、國防施工、公路和鐵路建設、市政工程及建筑等行業(yè)，越來越受到礦山和施工部門的重視，同時以其廣闊的市場前景和帶來的巨大社會、經(jīng)濟效應而成為了當前急需改進和完善的對象。
1、國內(nèi)外現(xiàn)狀
液壓破碎機經(jīng)過技術(shù)水平的不斷提高，產(chǎn)品的不斷更新，已經(jīng)出現(xiàn)了很多的種類，按工作原理不同可以分為純液壓式、液氣聯(lián)合式和氮爆式三大類。
液壓破碎機共經(jīng)過了五個階段的發(fā)展，鑿巖機型、短沖擊型、恒定沖擊能型、自動調(diào)節(jié)型和可自由調(diào)節(jié)型。目前，液壓破碎機主要區(qū)域市場是美國歐洲和包括中國在內(nèi)的亞太地區(qū)，從目前美國建筑和拆除行業(yè)的繁榮景象來看，世界上最大的液壓破碎機市場仍在北美。亞太地區(qū)日本居主導地位，中國也處在一個上升的地位。全球液壓破碎機的主要生產(chǎn)廠家有60多家．也主要集中在歐美、日韓等地區(qū)，比如德國的克努伯公司、芬蘭的rammer公司、瑞典的阿特拉斯．科普克公司、日本的古河公司、韓國的水山公司、法國的Mon-tabert公司等；國內(nèi)液壓破碎機總的發(fā)展趨勢是起步不晚，發(fā)展緩慢，從20世紀70年代開始研制，80年代初規(guī)模才開始慢慢得到改善，直到90年代，中國液壓破碎機市場才迎來了新的發(fā)展時期，但是目前，除了湖南山河、長治液壓件廠以及馬鞍山驚天公司一直堅持生產(chǎn)自己商標的液壓破碎機外，大多數(shù)廠家已經(jīng)不生產(chǎn)這些產(chǎn)品。隨著我國國內(nèi)社會的工業(yè)化，大量鐵路、公路、礦業(yè)等建設需要，給液壓破碎機等提供了大量的市場機會，但國內(nèi)與國外的破碎機相比，在質(zhì)量和性能方面還存在很大的差距，因此，對液壓破碎機的設計與研究，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，提升產(chǎn)品的品質(zhì)，縮短與國外的差距成了目前急需解決的問題。
2、多功能液壓破碎機結(jié)構(gòu)組成及其工作原理
多功能液壓破碎機按其工作原理屬于液氣聯(lián)合作用的破碎機，首先由壓力油進入前腔來推動活塞回程，同時將氮氣室的氮氣壓縮，在沖程時液壓油和氮氣同時對活塞做功，將它們儲存的能量轉(zhuǎn)換為活塞的動能。多功能液壓破碎機的組成結(jié)構(gòu)如圖l所示，這種結(jié)構(gòu)型式的液壓破碎機與通常的液壓破碎機相比，主要的創(chuàng)新點是在活塞尾部設置一個密閉的氮氣室，它的主要作用是將壓力油通過推動活塞運動來實現(xiàn)對能量的儲存，并在沖程階段時，通過里邊的氮氣的膨脹實現(xiàn)將儲存的能量轉(zhuǎn)換成活塞的動能，從而使活塞獲得雙重的沖擊能。
另外，該液壓破碎機還設置了配油閥、沖擊活塞、蓄能器和釬桿等部件。配油閥的主要作用是通過控制液壓油的流動方向來控制活塞的往復沖擊運動。沖擊活塞是液壓破碎機最為重要的零部件，無論從材料上、結(jié)構(gòu)上還是加工工藝上要求都很高；蓄能器主要起到起蓄能、流量補償及吸收脈沖壓力的作用。液壓碎石機得釬桿是最主要的部件，也是主要易損件，由于它的工作是完成對巖石、混凝土、凍土、瀝青等的破碎工作，所以它要求芯部韌性好，耐磨性好，表面硬度高。該結(jié)構(gòu)型式的破碎機結(jié)構(gòu)雖然復雜些，但是能量利用率較高。
工作原理：該多功能液壓破碎機的工作原理如圖2所示，其工作過程可以分為4個過程。
開始階段：在一個沖擊過程開始之前，首先配流閥8閥芯左移，將配流閥A和P口接通，液壓變量泵14壓入進來的壓力油一路經(jīng)過配流閥進入到活塞3前腔，另一路經(jīng)過順序閥7進入液壓缸，同時活塞后腔在液壓油的壓力作用下通過插裝閥1回油箱，因此，活塞在液壓油的壓力的作用下開始作回程加速運動。
活塞回程階段：當液壓油充滿液壓缸之后，活塞就開始起動準備回程，在液壓油的壓力作用下，活塞開始做加速運動，隨著活塞對氮氣室2的壓縮，逐漸的將壓力油對活塞做的功轉(zhuǎn)換成對氮氣的壓縮而將能量儲存在氮氣室中，當液壓油將活塞壓到一定的位置，氮氣的壓力儲存到足夠大，另外，活塞的臺肩面打開沖程反饋孔B，壓力油通過此反饋孔使配流閥的閥芯右移，將配流閥的A和T口接通，此時壓力油將同時進入到活塞是前腔和后腔，且活塞的后腔液壓油的作用面積要大于前腔的液壓油的作用面積，如此，在液壓油和氮氣的雙重壓力作用下，活塞開始逐漸以越來越大加速度的減速運行，開始減速回程，直達最后活塞短暫停止在氮氣室出現(xiàn)最小空間時完成回程運動。
活塞沖程階段：在活塞停止的那一瞬間，受到的是液壓油的壓力和氮氣室的氮氣的雙重的巨大壓力，在兩者的共同作用下，活塞將在很短的時間內(nèi)向下做一個加速度相當大的加速運動，但是加速度隨著氮氣室的膨脹將逐漸減小，從而完成活塞的沖擊運動。另外，此階段后期，活塞的另一個臺肩將回程反饋孔接通，完成配流閥的換向和油路切換，為循環(huán)往復周期運動做準備。
能量傳遞階段：在活塞沖程階段，活塞以很快的速度在很短的時間內(nèi)快速沖向釬桿，在與釬桿接觸的那一剎那將大部分能量傳遞給釬桿，使之在獲得巨大的沖擊能后完成對巖石、礦山等破碎對象的破碎工作。
3、多功能液壓破碎機能量傳遞研究
活塞沖擊釬尾時，活塞和釬桿的應變不是整體均勻的應變，質(zhì)點速度也不是整體一致的速度，應變和速度都是一個傳播的過程，所以通過同時考慮慣性和彈性，即同時運用牛頓慣性定律和胡克定律分析活塞和釬尾的受力狀態(tài)、運動速度和位移等，發(fā)現(xiàn)作用力在撞擊部位瞬間發(fā)生了很大的變化，如圖3所示，很好地反映了活塞和釬桿變速和變形的效果。
4、結(jié)論
通過在液壓破碎錘中加入氮氣室的改進，不僅解決了普通的液壓破碎機破碎能力和可靠性低得缺點，更是解決了破碎機對大灰塵環(huán)境的適應性、破碎噪聲大和破碎時不完全空打的問題。它單次沖擊能大、比能低、破碎效果好，滿足了國內(nèi)市場對液氣聯(lián)合破碎機的需求。
