[发明专利]一种液压振动冲击装置及方法

权利要求书

1.一种液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上；其特征在于：所述的激波器是一个三位四通的转阀，包括端盖、通盖、壳体、阀套、套筒、轴承和芯轴；端盖、通盖分别装配在壳体的两端，和壳体封闭形成一装配腔，装配腔供阀套、套筒、轴承和芯轴放置，通盖上开设轴孔，芯轴穿过轴孔并通过联轴器与电机相连，阀套置于芯轴和壳体之间，阀套与端盖之间安装有轴承和套筒，阀套与通盖之间也安装有轴承和套筒；芯轴内设空槽，芯轴轴身开设与空槽相通的槽孔，芯轴轴身的中间部分设有两个轴段，每个轴段由周向均匀分布的矩形过流通孔和曲面凹槽组成，两个轴段之间的角度相错30度，矩形过流通孔与空槽相通，曲面凹槽之间都是相通的；

壳体的一侧开设阀口A、阀口B，壳体的另一侧开设阀口P、阀口T，四个阀口处于同一平面，阀套在对应阀口A、阀口B的位置加工圆形通孔、对应阀口P、阀口T的位置加工矩形通孔；

当电机通过联轴器带动芯轴转动时，阀口T和阀口P对应的芯轴上的矩形过流孔和曲面凹槽不断变化，而阀口A相通曲面凹槽，阀口B通过槽孔与空槽相通；激波器的快速转动有三种状态：

其一，激波器的四个阀口不相通；阀口T当芯轴转动到任一矩形过流通孔和曲面凹槽中间时，阀口P同样也正好对应在某一矩形过流通孔和曲面凹槽中间，此时，四个阀口都不相通；

其二，激波器的阀口P和阀口B相通，阀口T和阀口A相通；当阀口P对应矩形过流通孔时，阀口T正好对应曲面凹槽，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口B通过矩形过流通孔和芯轴内部的空槽相连通，阀口T和阀口A通过芯轴外部曲面凹槽相通；

其三，激波器的阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；当阀口P对应曲面凹槽时，阀口T正好对应矩形过流通孔，阀口B对应矩形过流通孔，阀口A对应曲面凹槽，这样阀口P和阀口A相通，阀口T和阀口B相通；

所述激波器的阀口T、阀口P通过液压管连接在油箱，阀口A通过液压管和液压缸的无杆腔阀口连接，将激波器的阀口B通过液压管和液压缸的有杆腔阀口连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球。

2.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述振动机构包括振动箱盖、振动箱体、摇杆、丝杆和夹具；振动箱盖密封在振动箱体的顶部，振动箱体呈圆筒状，振动箱体的底部中心连接液压缸的活塞杆，振动箱盖呈圆盘状，振动箱盖中心有螺纹孔，用来和丝杠旋合，振动箱盖上形成密封孔，用于抽取振动机构内的空气，最后密封；

所述摇杆是一个圆柱形的短杆，在短杆的一端有一个圆球，而在另一端有一个垂直于短杆轴线的方形孔，用来和丝杠连接并旋转丝杠；

所述的夹具置于振动箱体内，夹具是由两个圆盘组成，两个圆盘一上一下固定在一起，上圆盘中心形成凸台，凸台中心有旋孔，与丝杠旋合，下圆盘在上表面的中部开有一个方形槽，方形槽的大小和厚度比工件的大小和厚度略大，将工件放置在方形槽中，在方形槽的下方设有相通的钢球槽，供小钢球放置。

3.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：还包括液压变量泵、电磁溢流阀和变频器，所述变频器安装在电机上，液压变量泵和电磁溢流阀依次连接在油箱和激波器的阀口T之间，而电磁溢流阀的回油口通过液压管连接油箱。

4.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述振动机构的下方设有工作台，工作台的上端抵靠振动机构，上端面的外轮廓呈方形，且中部开设一圆腔，液压缸的活塞杆通过圆腔和振动箱体底部固定，工作台的上端四周用角钢连接工作台的下端，下端的中间有一个凸座，液压缸固定于凸座。

5.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述通盖的轴孔与芯轴之间置有油封盖，油封盖固定于通盖上。

6.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述端盖呈圆形，端盖设有密封槽，密封槽安装密封圈和壳体装配。

7.如权利要求1所述的一种液压振动冲击装置，其特征在于：所述液压缸的活塞杆上套置有弹簧。

8.一种液压振动冲击方法，其特征在于：该方法涉及液压振动冲击装置，包括电机、联轴器、激波器、底座、液压管、油箱、液压缸、振动机构和小钢球，所述电机和激波器都安装在底座上，电机经联轴器连接激波器，所述激波器通过液压管连接在油箱，并通过液压管和液压缸连接；所述液压缸上安装振动机构，振动机构中固定工件，振动机构在工件的下方放置有数个小钢球，该方法步骤是：

首先，打开电机，电机通过联轴器带动激波器快速转动，且驱动液压油进入激波器，接着，随着激波器的快速转动，激波器的各个阀口快速打开或关闭，直接驱动液压缸带动振动机构上下振动，最后，工件下方的小钢球以很高的速度撞击工件的表面，使得工件表面金属发生剧烈的塑形变形，金属材料表面的晶体组织逐渐细化到纳米量级，进而获得金属材料表面的纳米层。