液压破碎锤作为一种新型液压工程设备，广泛应用于矿山岩石的破碎、工程建设特别是旧城改造、混凝土构件的拆毁施工中，由于其载体设备的多样性，工作的灵活性及其对劳动生产率的提高所发挥的有效作用，越来越受到矿山和施工部门的重视，其推广前景十分看好。下面将着重介绍其研究发展现状及其发展趋势。

　　一、研究发展现状

　　1.1地域分布情况

　　从北京第六届国际工程机械展览与技术交流会上的展览情况总结，世界主要破碎锤生产厂家的产品均有展品，初步统什共有31家不同厂家的破碎锤参展，而韩同产品占了半壁江山，共有18家(主要是代理商参展)，美国有3家，日本3家，国内3家，德国1家，芬兰1家(代理商参展)，西班牙1家，意大利1家。其中韩国以GB(工兵)破碎锤、SB(山水)破碎锤、JOMAC（矫马）矫马破碎锤、SG(广林)破碎锤、KOORY(高力)破碎锤、DEMO(大模)破碎锤为主要代表，美国的CAT(卡特彼勒)破碎锤、STANLEY(史丹利)破碎锤，MONTAERT(英格索兰的蒙特贝特)破碎锤，德国KRUPP(克虏伯)破碎锤，日本FURUKAWA(古河)破碎锤、KOMATSU(小松)破碎锤、TOKU(东空)破碎锤，芬兰的Rammer破碎锤，国内有SWH(湖南山河智能)破碎锤、安徽惊天破碎锤、山西长治破碎锤。从以上情况可以看出其中以韩国产品发展快，其性价比尤其突出。但从总体情况来看，国内在这方面已经开始迎头赶上，个别厂家的产品已有出口，还有一些厂家的产品在技术性能方曲也取得了较为显著的进步。例如湖南山河智能机械股份有限公司生产的SWH系列破碎锤在性能上已经可与围外同类产品媲美，其强有力的冲击力和方便的维护性能都是非常出色的。

　　1.2结构性能

　　前面所述产品都有自己的一些突出特色，但从冲击过程作功介质的不同，主要有三种类型：全液压作功液压破碎锤，气液联台作功液压破碎锤，纯氮气作功液压破碎锤。

　　1.2.1全液压作功液压破碎锤

　　克虏伯的破碎锤就是全液压作功的典型代表，还有美国卡特彼勒破碎锤、美国蒙特贝特破碎锤、芬兰Rammer破碎锤都是全液压作功。下面以克虏伯液压破碎锤为例，介绍这种破碎锤的结构特点和新的研究进展：


　图1为克虏伯HM2500马拉松型破碎锤剖面图，从中我们可以看出它的工作原理和一些独特的特性。这种破碎锤通过活塞与柱形配流阀的运动相互控制随访的油路的通断，从而实现活塞的高速往复冲击运动，它还配备有一个高压蓄能器，起补油、稳压和缓冲作用，这类产品在大的结构原理上没有什么差别，它们的主要区别就在那些特殊的小结构上，而这些小的结构在提高产品性能方面却起着非常重要的作用，这些小结构的设计好坏对提高产品竞争力有重要影响。从图中可以看到克虏伯破碎锤具有以下技术特点：
　　(1)变频装置
　　变频装置使液压锤运行更合理、更完美，同时使操作更加简便，有手动与自动变频装置。根据作业对象的不同采用不同的冲击频率和冲击能，提高了能量的利用率和生产效率。
　　(2)高压气体输送接口
　　适合不同连接尺寸的高压气体输送接口，可接入高压气体，从而使破碎锤具备水下作业的功能、
　　(3)自动润滑装置
　　自动润滑装置直接装在液压锤的外壳上，操作极其简便，并使润滑油的消耗量经济。
　　(4)低噪音结构设计
　　液压锤锤体与外壳之间填有隔音材料，实现了锤体与外壳之间的无声接触，同时还提供可选购的超静音结构，大大降低了液压锤的工作噪音。
　　(5)超防尘装置
　　在前缸套中，装有特殊的超防尘装置，能够有效地防止灰尘进入锤体提高了内部耐磨衬套的使用寿命。
　　(6)减振系统
　　整个锤体悬置于带预应力的弹性橡胶块上，防止了破碎锤在工作过程中对承载机械的损害。
　　(7)特殊的耐磨材料
　　在承受高应力的部位采用了高标准的抗磨损材料，提高了缸套的使用寿命，特殊材料制成的钎杆，经过特殊的热处理工艺，使性能提高，可靠性增加。
　　 以上的一些结构部件，是可根据需要来选配的，如变频装置、自动润滑装置、超防尘装置等。多年的实践与研究，使得克虏伯液压破碎锤在技术上一直都处于世界的前列，其产品适用领域广泛。
　　美国蒙特贝特破碎锤除此还具有其他一些独特的结构：
　　(1)进出油口采用360°旋转接头，极大提高了软管寿命；
　　(2)内置已获得专利设汁的能量回收阀，能够有效地减低振动，增大冲击功；
　　(3)内置特殊减振装置，能有效减小对承载机械的震动，极大地保护承载机械的工作臂；
　(4)内置自动压力调节装置，能够实现有档自动变频和无级自动变频。因而能够根据岩石的硬度自动调整冲击能和冲击频率，破碎硬岩时，高冲击能，低频率，破碎软岩时，低冲击能，高频率；
　　(5)三级大中小活塞结构设计，能够实现级递式传递冲击能，能够实现破碎岩石需要破碎力时冲击功传递达到大值。
　　芬兰Rammer破碎锤也同样具有变频、自动润滑、低噪音设计、防尘等功能。Rammer破碎锤还具有外界环境粉尘控制功能、电子自动控制的变频装置。其外界环境粉尘控制是通过在破碎锤壳体前端装上一个水雾化喷头来实现的，从高压泵来的高压水经过喷头雾化喷射到工作对象上，因而可以有效地控制在破碎过程中产生的灰尘，既保护了环境，又改善了工作条件。
　　1.2.2气液联合作功液压破碎锤
　　这种破碎锤的结构要比前面的耶种复杂些，它在冲程过程巾既有活塞后端的高压氮气作用于活塞，同时活塞后腔还有高压油的作用，活塞在高压氮气和高压油的联合作用下怍快速冲程运动，因而这种结构的破碎锤一般都具有较大的冲击能。
　　这种液压破碎锤前腔一般为常高压腔，其工作原理与工作过程如图2所示：


(1)开始阶段
　　活塞与钎杆在完成上一次冲击后，活塞有一个瞬时的停顿状态，此时配流阀已经完成了换向和油路切换，压油经过配流阀进入到活塞前腔(下腔)，活塞后腔(上腔)此时通回油，因而活塞在前腔压油的作用下开始作回程加速运动，为下一次冲击作准备。
　　(2)活塞提升阶段
　　活塞起动后，首先作回程加速运动，同时压缩尾部氮气，储存能量，当活塞运动到一定位置后，活塞的一个台肩面将打开冲程反馈孔，压油将通过此反馈孔使配流阀快速换向，从而再次切换油路，此时压油将同时进入到活塞的前腔和后腔，活塞作差动油路连接，且活塞的后腔压油作用面积要大于前腔的压油作用面积。同时活塞尾部的氮气室压力也升高了，活塞在后腔油压和氮气压力作用下进入回程减速运动阶段。
　　(3)冲击阶段
　　活塞进入回程减速阶段后，在后腔油压和尾部氮气压力作用下，速度很快就下降为零。但是此时活塞后腔仍然为高压腔，且尾部还有氮气压力作用。在油压和氮气压力的共同作用下，活塞立即进入快速的冲击阶段，在很短的时间内，活塞将完成冲程运动。
(4)快速冲击碰撞阶段
　　 在冲程阶段，活塞在很短的时间内以很快的速度冲向钎杆，后打击钎杆，将能量传递给钎杆，钎杆在获得冲击能后便可达到将工作对象破碎的目的。在活塞冲击阶段的后期，活塞的另一个台肩将把回程反馈孔沟通，从而保证活塞在完成冲击后，配流阀已经完成换向和油路切换，使活塞顺利进入下一个循环往复周期运动。
　　现在市场上这种结构的破碎锤主要是韩国的产品，它们有韩国的JB液压破碎锤、大运破碎锤、世进(S.J.)破碎锤、广林(SG)破碎锤、工兵(GB)破碎锤、工马(KOMAC)破碎锤，日本古河液压破碎锤，中国惊天液压破碎锤。在这种形式的破碎锤中，以日本古河的产品具代表性和性。下面详细介绍一下它的结构性能：
　　(1)古河全新的F系列破碎锤，有17种型号可与自重1-70t的各型挖掘机匹配。
　　(2)对全系列的破碎锤提供标准的安全阀，如果操作压力超过21～22MPa，液压破碎锤的安全阀会自动启动，保护破碎机免受损坏(正在申请专利)。
　　(3)提供标准的防尘装置，经过特别设计的防尘装置，能防止尘埃(如岩尘)进入前端罩。前后端罩均备有空气过滤器及空气防逆阀，能减低活塞运动时引起的抽气作用，发挥自动防尘的功效(正在申请专利)。
　　(4)提供可选购的自动加注润滑油装置。标准机内管道可直接注油至前盖及推力套管部分，确保钎杆和套管更持久耐用。此外，可拆除注油嘴并安装专用管路装置，让操作员在驾驶室内利用遥控自动加注润滑油，也可以通过定时器自动加注润滑油。
　　(5)冲击频率调整装置。有手动和遥控两种形式，其中手动变频为标准配置，遥控变频为选购装置。
　　(6)活塞空打防护装置。它能够有效地防止和解决空打问题。
　　(7)隧道和水下作业选购装置。在加装注气和自动注黄油润滑装置和相关管路后，可在水中或隧道中作业。设计的空气压缩管道能防止水、尘埃、泥及沙石进入破碎机主机部分；机架末端装有洒水喷嘴，能冲掉散布于矿井中的灰尘。
　　(8)T-BOX新型机架的封闭式箱形设计使破碎机机身牢牢固定于顶部机架。螺栓、螺母及其他部件的数目少，大大降低了零部件的损耗。封闭式箱形设计及T-BOX机架使用的聚氨酯软垫、密封垫及盖子，使破碎锤的工作噪音完全低于85db的环保规定。
　　1.2.3纯氮气作功液压破碎锤
　　冲击阶段只有氮气做动力的液压破碎锤的生产厂家主要有韩国的山水、高力、迪安、工马、大模、科泰克，日本的东空，美国的史丹利，国内有湖南山河智能、山西长治等。
　这种破碎锤大的特点是：相对于前面两种类型来讲，结构要相对简单些，破碎锤的主要零部件(冲击活塞、缸体、配流阀等)的加工工艺性要大大改善使用维修方便。下面以湖南山河智能机械股份有限公司的SWH破碎锤为例，如图3所示，简要介绍其工作原理：


(1)回程加速阶段　　
　　活塞回程开始时，活塞上一次冲击已经结束，处于瞬时停顿状态。此时主阀V2腔为低压腔，而V4腔为常高压腔，因此主阀芯处于下极限位置。这样，活塞前腔V1通过主阀芯与高压油相通，而活塞后腔V3一直与回油腔相通，为低压，故活塞在前腔高压油的作用下，作回程加速运动，同时压缩尾部氮气室氮气，使之作绝热压缩。
　　(2)回程制动运动
　　活塞在高压油的作用下继续向上作回程运动，当活塞中段下侧面越过控制口的下边时，V1腔中的高压油进入主阀的V2腔，由于通过V2腔作用于主阀芯的液压力大于V4腔作用于主阀芯的液压力，从而迫使阀芯开始换向运动。阀芯的移动，逐渐减少进入V1腔中的高压油，以致相应作用于活塞上的回程推力也逐渐减小，而相对被压缩的氮气施加的回程阻力却越来越大，活塞便转入回程制动阶段。阀芯将终完全切断到V1腔中的压力油，活塞将很快停止回程运动。
　　 (3)冲程加速运动
　　当活塞停止回程运动时，将马上转入冲程运动阶段。此时，主阀芯已经打开活塞前腔V1通向主阀芯回油腔的油路，使活塞前腔的油液能够顺利排出。此时活塞在氮气绝热膨胀力作用下开始快速冲程运动。在活塞作冲程运动时，阀芯将可靠地停留在上极限位置。
　　(4)活塞打击停顿状态
　　在氮气室氮气绝热膨胀的作用下，活塞作准等加速运动(其宴加速度逐渐减小)。当活塞中段上侧面越过控制口的上边时，主阀芯的V2腔与回油沟通，V2腔变为低压腔。阀芯将在V4腔高压油的作用下开始向下作换向运动。此时已获得足够能量的活塞打击钎杆，完成冲击动作。而阀芯继续向下运动，当阀芯运动到下极限位置时，活塞处于瞬时停顿阶段。至此，活塞结束了一个工作循环。随后，活塞冲击后反弹，开始下一个工作周期。
　二、发展趋势　　
　　从上个世纪60年代德国克虏伯公司生产出第一台液压破碎锤以来，破碎锤经历了四十多年的发展，从这次参展情况来看，破碎锤已经从当初结构复杂、功能单一的形式发展到现在的产品多样化、功能多样化。具体可以归纳为以下几个方面的新发展：
　　(1)破碎锤的结构形式多样化。现在市场上有纯液压静压驱动型破碎锤、气液联合型破碎锤和氮气爆炸式碎锤，可以根据需要选择合适的型号；从与承载机的装配上看，有侧板装配形式和箱体式装配形式两种，侧板式装配形式破碎锤附加功能一般较箱体形式的要少，且冲击能档次一般是中小型，大冲击能的破碎锤现在一般采用箱体式结构，因为箱体式结构便于采取隔音措施，以减小大冲击能破碎锤工作时的噪声。
　　(2)产品系列化。根据工作对象的不同，可以选用同一系列不同型号的破碎锤。对于小块、硬度较低的岩石选川冲击能小的破碎锤，而对于大块、硬度高的岩石选用冲击能大的破碎锤，这样就可以充分发挥系统的功能，提高能量的利用效率；当然，对于不同的工作对象，还可以选用不同零部件，如对于硬度不同、韧性不同的破碎对象，可以选用不同的钎杆，来达到有效破碎的目的。世界上比较有影响的几家破碎设备生产厂家如克虏伯、Rammer公司、日本古河、卡特彼勒等，他们都是对某一种结构形式的破碎锤进行系列化生产，多的一种系列有十几种型号。
　　(3)功能多样化、结构柔性化。这一点是破碎锤近来显著的变化。现在的破碎锤为了使用现代施工要求，已经从功能单一的破碎设备发展到具有多种附加功能的多功能破碎设备。除了具备破碎功能外，对于大型的破碎锤可以利用其安装外壳实行简单的搬移功能，从而方便了本身的作业；有些破碎锤同时具备陆上和水下作业功能；有些破碎锤具有噪声和粉尘控制功能，成为典型的环保型产品；有的具有自动润滑功能；有的具有防空打功能，从而具备了很高的可靠性。现代破碎锤功能的多样化，正是通过其结构配置的柔性化来实现的。以上多种附加功能，都可以通过选购相应的功能装置来进行配置，因而使破碎锤在功能上也具有了很大的柔性。
　　(4)智能化。随着液压技术、电子技术、控制技术在工程机械上的不断应用和发展，破碎锤也向着智能化方向发展。通过液压控制技术和电子控制技术，破碎锤能够根据作业对象的不同，自动调节冲击能和冲击频率。破碎锤实现自动调频调能是破碎锤技术上的一个重大突破，也是破碎锤性能提升和发展的重要方向。
　　(5)便捷的售后服务。任何产品生产出来后，终都要走向市场，经受市场的严格检验。在信息化、网络化的服务型社会，产品的售后服务和技术支持是一个不可忽视的重要环节，完善的售后服务和可靠的技术支持电同样足提高产品竞争力的重要手段。国外的几家大公司在这方面都做得非常出色。
　　三、结束语
　　在国家不断加大对基础设施建设的今天，液压破碎锤作为一种重要的工程施工辅助设备，应该有着广阔的市场前景。我们应该在积极学习、消化国外产品技术的基础上，自力更生，大力发展自有的高性能液压破碎锤，打破基本上是国外破碎锤一统天下的局面。