液压凿岩机是新一代的凿岩设备,目前在冶金矿山、能源交通、市政工程中得到广泛运用。它大幅度提高了凿岩效率,促进了生产发展。而液压冲击机构是该类设备的关键部件,是液压凿岩机的动力传递机构,它的性能好坏,决定了整机性能的优劣。液压凿岩机凿岩环境复杂,随着机电液一体化技术的普遍应用,根据不同的工况,使液压凿岩机和承载机具达到最佳匹配是其良好工作的前提。鉴于目前液压凿岩机换向迟钝,换向频数低,能耗大,效率低,环境污染严重的状况,本文研究开发设计了液压凿岩机冲头新型换向系统。该液压凿岩机冲头新型换向系统的成功研制,有望取代传统液压凿岩机冲头换向系统,成为我国中小矿山和一般工程施工中凿岩机械的主力机型。本文首先介绍了液压凿岩机国内外发展现状以及岩石凿岩机理,通过分析冲击机构液压缸压力变化的特性,研究开发适合液压凿岩机冲头的新型换向系统。本文详细阐述了压力控制换向阀的工作原理,并用压力控制换向阀对目前凿岩机冲头换向系统进行改进,实现自适应控制,提高凿岩效率。而且,新型液压凿岩机一经应用,对提高我国凿岩和工程施工的装备技术水平,无疑具有重要意义。建立了液压冲击机构的常规设计理论,根据冲击活塞运动的三段分析法,得出用特征系数ε表示的一系列运动学参数表达式。在此基础上,本文系统研究了新型液压凿岩机重要结构参数的设计方法,依此理论方法,导出了新型液压凿岩机重要结构参数的设计计算公式。分析对比新型先导式配油阀(压力控制换向阀)和传统配油阀的优劣,并建立了新型先导式配油阀的动态数学模型。针对新型液压凿岩机冲击能、冲击频率、推进力和转钎速度四个参数的反馈,采用试行登山法进行自寻优控制,使凿岩速度始终处于最优状态,以提高凿岩效率。