หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก

1.3 หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกคือเครื่องจักรแบบกระแทกที่เปลี่ยนพลังงานไฮดรอลิกให้เป็นพลังงานกล มันประกอบด้วยชิ้นส่วนเคลื่อนที่พื้นฐานสองชิ้น ได้แก่ ลูกสูบ และสปูลวาล์วจ่ายน้ำมัน ซึ่งควบคุมกันและกันแบบป้อนกลับ (feedback control): การเคลื่อนที่แบบไสล์ (reciprocating motion) ของสปูลวาล์วควบคุมการสลับทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกสูบ ในขณะที่ลูกสูบเองก็จะเปิดหรือปิดช่องทางน้ำมันควบคุมของวาล์ว ณ จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการเคลื่อนที่แต่ละครั้ง ทำให้เกิดการสลับทิศทางของวาล์ว — กระบวนการนี้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง… หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องทุบหินไฮดรอลิกคือ: ผ่านการควบคุมแบบป้อนกลับระหว่างลูกสูบกับสปูลวาล์ว ลูกสูบจะเคลื่อนที่แบบไสล์อย่างรวดเร็วภายใต้แรงจากของเหลวไฮดรอลิก (หรือก๊าซ) และกระทบกับหัวส่งแรง (chisel) เพื่อทำงานภายนอก

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกมีหลายประเภทและรูปแบบ ซึ่งจะอธิบายโดยละเอียดในบทต่อๆ ไป ด้านล่างนี้จะใช้เครื่องทุบหินไฮดรอลิกแบบห้องหน้าคงความดัน ห้องหลังแปรผันความดัน เป็นตัวอย่างเพื่ออธิบายหลักการทำงานของมัน:

ดังแสดงในแผนผัง เมื่อเริ่มจังหวะการคืนตัว น้ำมันความดันสูงจะไหลเข้าสู่ห้องด้านหน้าของลูกสูบผ่านพอร์ตน้ำมันหมายเลข 1 และในขณะเดียวกันก็กระทำต่อปลายล่างของแกนวาล์วควบคุมทิศทาง ทำให้แกนวาล์วคงอยู่ในสถานะที่แสดงในแผนผัง (ก) อย่างมั่นคง ณ ขณะนี้ ห้องด้านหน้าของลูกสูบจะมีน้ำมันความดันสูง ส่วนห้องด้านหลังจะเชื่อมต่อกับท่อคืน (T) ผ่านพอร์ตน้ำมันหมายเลข 4 ภายใต้แรงดันจากน้ำมันในห้องด้านหน้า ลูกสูบจะเร่งความเร็วในจังหวะการคืนตัว และบีบอัดไนโตรเจนที่เก็บไว้ในห้องไนโตรเจน (ยกเว้นแบบไฮดรอลิกล้วน) ในขณะเดียวกันแอคคิวมูเลเตอร์ก็จะเก็บน้ำมันไว้ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่กลับมาถึงพอร์ตควบคุมหมายเลข 2 น้ำมันความดันสูงจะไปถึงปลายบนของแกนวาล์ว ณ จุดนี้ ทั้งปลายบนและปลายล่างของแกนวาล์วจะเชื่อมต่อกับน้ำมันความดันสูง แต่เนื่องจากการออกแบบกำหนดให้พื้นที่มีประสิทธิภาพที่ปลายบนของแกนวาล์วใหญ่กว่าพื้นที่มีประสิทธิภาพที่ปลายล่าง แกนวาล์วจึงเปลี่ยนไปสู่สถานะที่แสดงในแผนผัง (ข) ภายใต้อิทธิพลของน้ำมันความดันสูง ณ ขณะนี้ ทั้งห้องด้านหน้าและห้องด้านหลังของลูกสูบจะเชื่อมต่อกับน้ำมันความดันสูง ขณะเดียวกันแอคคิวมูเลเตอร์จะปล่อยน้ำมันออกเพื่อเสริมระบบ ภายใต้แรงรวม F_q ลูกสูบจะเร่งความเร็วในจังหวะกำลัง กระทบกับหัวสิ่ว และส่งออกพลังงานกระแทก เมื่อลูกสูบผ่านจุดกระทบ พอร์ตควบคุมหมายเลข 2 และ 3 จะเชื่อมต่อกันและเชื่อมต่อกับท่อคืนน้ำมัน (T) ทำให้แรงดันน้ำมันที่ปลายบนของแกนวาล์วลดลง ภายใต้แรงดันน้ำมันที่ปลายล่าง แกนวาล์วจะสลับกลับสู่สถานะที่แสดงในแผนผัง (ก) อย่างรวดเร็ว เมื่อกลับสู่สถานะเดิม ลูกสูบจะเริ่มจังหวะการคืนตัวอีกครั้ง และเข้าสู่รอบการกระทบครั้งถัดไป ซึ่งกระบวนการนี้ดำเนินไปเป็นวงจรอย่างต่อเนื่อง ในกระบวนการนี้ ความสัมพันธ์เชื่อมโยงระหว่างลูกสูบกับแกนวาล์วแสดงไว้ในรูปที่ 1-2

จากภาพที่ 1-1 จะเห็นได้ว่าในช่วงจังหวะให้กำลัง (power stroke) โดยไม่พิจารณาน้ำหนักของลูกสูบและแรงต้านจากการเสียดสี แรงขับ F_q ที่ทำให้ลูกสูบกระทบงานนั้นประกอบด้วยแรงดันไฮดรอลิกและแรงดันก๊าซไนโตรเจนเป็นหลัก กล่าวคือ F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)] แรงขับ F_q นี้ขึ้นอยู่กับความต่างของพื้นที่มีประสิทธิภาพระหว่างห้องด้านหน้ากับห้องด้านหลัง แรงดันน้ำมัน p และแรงดันในห้องไนโตรเจน p_N ทั้งนี้ จากอัตราส่วนที่แตกต่างกันระหว่างงานที่เกิดจากน้ำมันกับงานที่เกิดจากก๊าซ จึงสามารถแบ่งรูปแบบการทำงานออกได้เป็นสามแบบ ได้แก่ แบบไฮดรอลิกล้วน แบบไฮดรอลิก-ปนลม (ไฮดรอลิก-ปนก๊าซ) และแบบระเบิดด้วยไนโตรเจน

แบบไฮดรอลิกล้วน: p_N = 0 ในรูปแบบนี้ เครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกไม่มีห้องไนโตรเจน และลูกสูบถูกขับเคลื่อนอย่างสมบูรณ์ด้วยความต่างของแรงดันน้ำมันระหว่างห้องด้านบนกับห้องด้านล่าง ดังนั้น F_q = π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)] รูปแบบนี้เป็นรูปแบบแรกสุดที่ปรากฏขึ้นเมื่อเครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกเริ่มมีการใช้งาน

ไฮดรอลิก-นิวเมติกแบบผสม: ในรูปแบบนี้ d₁ < d₂ และในเวลาเดียวกันยังมีการเพิ่มห้องไนโตรเจนที่ส่วนท้ายของลูกสูบ เพื่อให้ไนโตรเจนเข้าไปทำหน้าที่สร้างแรงดัน โดย p_N > 0 แรง F_q ประกอบขึ้นหลักๆ จากสองส่วน ได้แก่ ความต่างของแรงดันน้ำมันระหว่างห้องด้านหน้าและด้านหลัง กับแรงจากการบีบอัดและขยายตัวของไนโตรเจน ดังนั้น F_q = π/4 · p_N · d₁² + π/4 · p · [(d₃² − d₁²) − (d₃² − d₂²)] รูปแบบนี้เป็นรูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบันสำหรับเครื่องทุบหินไฮดรอลิก ทั้งนี้ ผลิตภัณฑ์ที่มีสมรรถนะต่างกันสามารถพัฒนาขึ้นได้จากสัดส่วนที่ต่างกันของงานที่ทำโดยน้ำมันและก๊าซในแรงขับเคลื่อนรวม กล่าวคือ อัตราส่วนของงานก๊าซต่องานของของเหลวที่แตกต่างกัน

แบบระเบิดด้วยไนโตรเจน: ในรูปแบบนี้ d₁ = d₂ และ p_N > 0 แรงไฮดรอลิกในห้องด้านบนและด้านล่างเป็นศูนย์ ดังนั้น งานที่ลูกสูบทำในช่วงจังหวะกำลังจึงขับเคลื่อนทั้งหมดด้วยแรงดันก๊าซจากห้องไนโตรเจน F_q = π/4 · p_N · d₁² รูปแบบนี้เป็นรูปแบบล่าสุดของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก

ทั้งสามรูปแบบนี้ต่างมีข้อดีและข้อเสียของตนเอง แต่โดยรวมแล้วประสิทธิภาพของแต่ละรุ่นจะดีขึ้นเรื่อยๆ จากรุ่นหนึ่งไปสู่รุ่นถัดไป รูปแบบไฮดรอลิกล้วน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์รูปแบบแรกที่ปรากฏขึ้นเมื่อเครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกเริ่มใช้งาน มีโครงสร้างเรียบง่ายและการทำงานเชื่อถือได้ โดยไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันเริ่มต้นในการผลัก แต่มีอัตราการใช้พลังงานต่ำ และไม่เหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ รูปแบบไฮดรอลิก-ปนไนโตรเจน (ไฮดรอลิก-พเนumatic ผสม) เป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญเหนือรูปแบบไฮดรอลิกล้วน: โดยการเพิ่มห้องบรรจุไนโตรเจนที่ปลายลูกสูบ จะสามารถนำพลังงานจากการเคลื่อนที่กลับมาใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้แรงกระแทกเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่โครงสร้างค่อนข้างซับซ้อน และจำเป็นต้องใช้แรงดันเริ่มต้นในการทำงาน สำหรับเครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกที่ใช้ไนโตรเจนระเบิดนั้น จากมุมมองด้านพลังงาน ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมันทำงานในช่วงจังหวะให้กำลัง จึงประหยัดพลังงานมากกว่า; ทั้งยังมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของห้องด้านหน้าและด้านหลังลูกสูบเท่ากัน ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาการจ่ายน้ำมันไม่เพียงพอในช่วงเวลาสั้นๆ ระหว่างจังหวะให้กำลังของลูกสูบได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันเริ่มต้นของการเติมไนโตรเจนสูงมาก จึงต้องใช้แรงดันเริ่มต้นที่มากขึ้น

1.4 โครงสร้างพื้นฐานและการจัดจำแนกเครื่องทุบหินไฮดรอลิก

1.4.1 โครงสร้างพื้นฐานของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก

แม้ว่าเครื่องทุบหินไฮดรอลิกจะมีหลายรูปแบบ แต่ก็มีลักษณะโครงสร้างร่วมกัน องค์ประกอบพื้นฐานของเครื่องทุบหินไฮดรอลิกประกอบด้วย: ตัวถังกระบอกสูบ ลูกสูบ วาล์วจ่ายน้ำมัน แอคคิวมูเลเตอร์ ห้องบรรจุไนโตรเจน ที่ยึดหัวทุบ หัวทุบ โบลต์ความแข็งแรงสูง และระบบซีล แม้เครื่องทุบหินไฮดรอลิกแต่ละประเภทจะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในแง่โครงสร้าง แต่เครื่องทุบหินทุกชนิดจะมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวพื้นฐาน 2 ชิ้น ได้แก่ ลูกสูบ และสไลด์วาล์ว โครงสร้างพื้นฐานของมันแสดงไว้ในรูปที่ 1-3

(1) กลไกการกระแทก

เครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกมีลูกสูบซึ่งมีความยาวค่อนข้างมากและเรียวบาง ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด ตามทฤษฎีการถ่ายโอนคลื่นความเครียด เพื่อให้พลังงานกระแทกของลูกสูบถูกส่งผ่านได้สูงสุด เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกสูบกระแทกมักจะเท่ากับหรือใกล้เคียงกับเส้นผ่านศูนย์กลางปลายด้านหนึ่งของหัวสิ่วอย่างพื้นฐาน ซึ่งจะทำให้เกิดการสัมผัสอย่างสมบูรณ์แบบที่บริเวณพื้นผิวที่ใช้กระแทก และบรรลุวัตถุประสงค์ในการส่งผ่านพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ช่องว่างระหว่างลูกสูบกระแทกกับตัวกระบอกสูบหรือปลอกบุภายในเป็นพารามิเตอร์เชิงเทคนิคที่มีความสำคัญยิ่ง หากช่องว่างนี้ใหญ่เกินไป จะเกิดการรั่วไหลภายในอย่างรุนแรง ส่งผลให้แรงกระแทกไม่เพียงพอ หรือแม้กระทั่งทำให้เครื่องทุบหินไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ; แต่หากช่องว่างเล็กเกินไป การเคลื่อนที่ของลูกสูบอาจช้าลง หรือเกิดปรากฏการณ์การเสียดสีจนผิวเสียหาย (galling) ได้ พร้อมกันนั้นยังทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก

(2) กลไกการจ่าย

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกโดยทั่วไปมีวาล์วจ่ายน้ำมันซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทางของการไหลของน้ำมันไฮดรอลิก เพื่อควบคุมและขับเคลื่อนการเคลื่อนที่แบบไส้เลื่อน (reciprocating motion) ของลูกสูบกระทบ รูปแบบโครงสร้างของวาล์วจ่ายมีหลายประเภท โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มหลัก คือ วาล์วชนิดสปูล (spool valves) และวาล์วชนิดปลอก (sleeve valves) วาล์วชนิดสปูลโดยทั่วไปมีน้ำหนักเบา การใช้น้ำมันน้อย เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก และมีช่องว่างระหว่างผิวสัมผัส (mating clearance) กับการรั่วไหลน้อยกว่า แต่มักมีโครงสร้างแบบขั้นบันได (step-shaped structure) ซึ่งทำให้ความสามารถในการผลิตด้วยเครื่องจักร (structural machinability) ค่อนข้างต่ำ และมีการสูญเสียพลังงานจากการลดความดัน (throttling losses) มากกว่า ขณะที่วาล์วชนิดปลอกมีน้ำหนักมากกว่า เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า และช่องว่างระหว่างผิวสัมผัสกับการรั่วไหลก็มากกว่าเช่นกัน แต่มีความสามารถในการผลิตด้วยเครื่องจักรดีกว่า มีความชันของพื้นที่เปิด (opening area gradient) สูงกว่า และการสูญเสียพลังงานจากการลดความดันต่ำกว่า ช่องว่างระหว่างสปูลวาล์วกับตัววาล์วหรือปลอกวาล์ว ถือเป็นพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการผลิตเครื่องทุบหินไฮดรอลิก หากช่องว่างมีขนาดใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไป จะส่งผลให้ระบบวาล์วไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ

(3) กลไกการรักษาเสถียรภาพของความดันแอคคิวมูเลเตอร์

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกส่วนใหญ่มีแอคคิวมูเลเตอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งทำหน้าที่เก็บพลังงานและรักษาเสถียรภาพของความดัน ระบบเครื่องทุบหินไฮดรอลิกจะทำงานภายนอกเฉพาะในช่วงจังหวะให้กำลัง (power stroke) เท่านั้น ส่วนจังหวะคืนกลับ (return stroke) นั้นเป็นการเตรียมความพร้อมสำหรับจังหวะให้กำลัง ในขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่กลับ น้ำมันไฮดรอลิกจะไหลเข้าสู่แอคคิวมูเลเตอร์ภายใต้ความดันที่สูงกว่าความดันในห้องชาร์จ และถูกเก็บไว้ในรูปของพลังงานศักย์ของน้ำมันภายในแอคคิวมูเลเตอร์ พลังงานนี้จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างจังหวะให้กำลังของลูกสูบ โดยเปลี่ยนพลังงานส่วนใหญ่จากจังหวะคืนกลับให้กลายเป็นพลังงานกระทบ ด้วยวิธีนี้ แอคคิวมูเลเตอร์จึงทำหน้าที่เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของระบบ รวมทั้งลดแรงกระแทกจากความดันและแรงสั่นสะเทือนของอัตราการไหลที่เกิดจากการสลับตำแหน่งของสไลด์วาล์วควบคุมการจ่ายน้ำมัน

(4) กลไกขับเคลื่อน

หัวเจาะเป็นส่วนประกอบที่ทำหน้าที่ขับเคลื่อนของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก ซึ่งทำหน้าที่ทำงานภายนอกโดยตรงกับวัตถุที่กำลังทำงานอยู่; หัวเจาะจัดเป็นชิ้นส่วนที่สึกหรอได้ จึงจำเป็นต้องมีคุณสมบัติทนต่อการสึกกร่อนได้ดี มีความแข็งบริเวณผิวนอกแต่มีความเหนียวบริเวณภายใน โดยความแข็งจะเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปจากภายนอกเข้าสู่ภายใน เพื่อให้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพการทำงานและวัตถุที่ทำงานที่หลากหลาย หัวเจาะจึงมีหลายรูปแบบ ได้แก่ หัวเจาะปลายแหลม หัวเจาะสี่เหลี่ยม หัวเจาะรูปจอบ และหัวเจาะหัวแบน

(5) กลไกป้องกันการยิงแบบไม่มีลูกกระสุน

เนื่องจากเครื่องทุบหินไฮดรอลิกมีพลังงานกระแทกสูง หากปล่อยให้ลูกสูบกระทบโดยตรงกับตัวถังสูบ จะทำให้ตัวเครื่องทุบหินเสียหายอย่างรุนแรง — เกิดปรากฏการณ์การกระแทกเปล่า (blank-firing) โครงสร้างป้องกันการกระแทกเปล่าประกอบด้วยการเพิ่มห้องรองรับแรงกระแทกไฮดรอลิกที่ด้านหน้าของตัวถังสูบ เมื่อปลายเจาะยังไม่สัมผัสกับหินและเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ลูกสูบกระแทกจะเข้าสู่ห้องรองรับแรงกระแทก ทำให้น้ำมันภายในถูกอัดและดูดซับพลังงานกระแทก จึงเกิดการปกป้องตัวเครื่องแบบมีการลดแรงกระแทกอย่างนุ่มนวล ในขณะเดียวกัน ช่องทางเข้าของน้ำมันที่ห้องด้านหน้าจะถูกปิดลง เพื่อให้ลูกสูบไม่สามารถถอยกลับได้ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและแรงดันไนโตรเจนที่ด้านหลัง ลูกสูบกระแทกจะสามารถออกจากห้องรองรับแรงกระแทกได้ก็ต่อเมื่อปลายเจาะสัมผัสกับหินอีกครั้งและถูกผลักกลับด้วยแรงกดจากแขนเครื่องที่มากพอ ทำให้น้ำมันความดันสูงสามารถไหลเข้าสู่ห้องด้านหน้าได้ จึงสามารถดำเนินการใช้งานตามปกติต่อไปได้ ดังแสดงในรูปที่ 1-4 หลังจากเครื่องทุบหินไฮดรอลิกทุบวัตถุที่ต้องการทุบจนทะลุแล้ว ลูกสูบอาจเกิดการกระแทกเปล่าได้สูงสุด 1–2 ครั้งก่อนหยุดทำงาน ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเลือกจุดที่จะกระแทกใหม่ กดปลายเจาะแน่นเข้ากับพื้นผิว พร้อมใช้แรงกด และปลายเจาะจะดันลูกสูบให้ห่างจากช่องทางเข้าของน้ำมันที่ห้องล่าง แล้วจึงเริ่มการทำงานได้อีกครั้ง

(6) กลไกอื่นๆ

กลไกอื่นๆ ของเครื่องทุบหินไฮดรอลิก ได้แก่ โครงเชื่อมต่อ ระบบลดการสั่นสะเทือน ระบบซีล และระบบหล่อลื่นอัตโนมัติ เป็นต้น

1.4.2 การจัดหมวดหมู่เครื่องทุบหินไฮดรอลิก

มีเครื่องทุบหินไฮดรอลิกหลายประเภท และมีหลายวิธีในการจัดหมวดหมู่ วิธีการจัดหมวดหมู่หลักมีดังนี้:

(1) การจัดหมวดหมู่ตามวิธีการใช้งาน

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกจัดหมวดหมู่ตามวิธีการใช้งานเป็นแบบติดตั้งบนเครื่องพาหะ (carrier-mounted) กับแบบถือด้วยมือ (handheld) โดยแบบถือด้วยมือคือเครื่องทุบหินขนาดเล็ก ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเครื่องสกัดไฮดรอลิก (hydraulic chisels) มีมวลโดยทั่วไปต่ำกว่า 30 กิโลกรัม ใช้งานด้วยมือโดยตรง และขับเคลื่อนด้วยสถานีปั๊มไฮดรอลิกเฉพาะ สามารถแทนที่การใช้งานเครื่องสกัดลม (pneumatic chisel) ได้อย่างแพร่หลาย ส่วนแบบติดตั้งบนเครื่องพาหะคือเครื่องทุบหินขนาดกลางและขนาดใหญ่ ซึ่งติดตั้งโดยตรงบนแขนยก (boom) ของเครื่องขุดไฮดรอลิก เครื่องโหลดเดอร์ และเครื่องจักรพาหะไฮดรอลิกอื่นๆ โดยใช้ระบบขับเคลื่อน ระบบไฮดรอลิก และระบบขับเคลื่อนแขนยกของเครื่องพาหะในการปฏิบัติงาน

(2) การจัดหมวดหมู่ตามตัวกลางในการทำงาน

เครื่องทุบหินแบบไฮดรอลิกจัดหมวดหมู่ตามตัวกลางในการทำงานออกเป็นสามประเภทหลัก ได้แก่ แบบไฮดรอลิกล้วน แบบไฮดรอลิก-ปนลมอัด และแบบระเบิดด้วยไนโตรเจน ประเภทไฮดรอลิกล้วนใช้แรงดันน้ำมันไฮดรอลิกเพียงอย่างเดียวในการขับเคลื่อนลูกสูบให้ทำงาน ประเภทไฮดรอลิก-ปนลมอัดใช้น้ำมันไฮดรอลิกและไนโตรเจนที่ถูกอัดไว้บริเวณส่วนท้ายร่วมกันในการขับเคลื่อนลูกสูบให้ทำงาน ส่วนประเภทระเบิดด้วยไนโตรเจนใช้การขยายตัวทันทีของไนโตรเจนในห้องเก็บไนโตรเจนบริเวณส่วนท้ายเพื่อดันลูกสูบให้ทำงาน

(3) การจัดหมวดหมู่ตามวิธีการตอบกลับ

เครื่องทุบหินไฮดรอลิกจัดแบ่งตามวิธีการให้สัญญาณย้อนกลับออกเป็นสองประเภท คือ แบบให้สัญญาณย้อนกลับตามระยะการเคลื่อนที่ (stroke feedback) และแบบให้สัญญาณย้อนกลับตามความดัน (pressure feedback) ความแตกต่างอยู่ที่วิธีการเก็บสัญญาณย้อนกลับเพื่อควบคุมการสลับตำแหน่งของวาล์วจ่ายน้ำมัน สำหรับเครื่องทุบหินไฮดรอลิกแบบให้สัญญาณย้อนกลับตามระยะการเคลื่อนที่ จะอาศัยการเปิด-ปิดรูรับสัญญาณย้อนกลับของน้ำมันความดันสูงโดยลูกสูบในระหว่างการเคลื่อนที่ เพื่อควบคุมการสลับตำแหน่งของวาล์วจ่ายน้ำมัน ซึ่งตำแหน่งของรูรับสัญญาณย้อนกลับสามารถกำหนดได้แบบคงที่เท่านั้น และเนื่องจากข้อจำกัดด้านโครงสร้าง จึงสามารถตั้งรูรับสัญญาณย้อนกลับได้มากที่สุดเพียง 3 รูเท่านั้น ดังนั้น เครื่องทุบหินไฮดรอลิกแบบให้สัญญาณย้อนกลับตามระยะการเคลื่อนที่จึงไม่สามารถปรับความถี่การกระแทกแบบไม่เป็นขั้นตอน (stepless adjustment) ได้ ขณะที่เครื่องทุบหินไฮดรอลิกแบบให้สัญญาณย้อนกลับตามความดันจะอาศัยการเก็บค่าความดันของระบบหรือความดันในห้องไนโตรเจนที่ปลายลูกสูบเพื่อควบคุมการสลับตำแหน่งของวาล์วจ่ายน้ำมัน เมื่อลูกสูบเข้าสู่ห้องไนโตรเจน ความดันในห้องไนโตรเจนจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง และเมื่อเซ็นเซอร์ความดันที่ติดตั้งอยู่ภายในห้องตรวจจับค่าความดันที่ตั้งไว้ล่วงหน้า วาล์วจะสลับตำแหน่งผ่านการควบคุมด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ เนื่องจากความดันที่ใช้ในการสลับตำแหน่งสามารถตั้งค่าได้ตามต้องการ จึงทำให้เครื่องทุบหินไฮดรอลิกแบบให้สัญญาณย้อนกลับตามความดันสามารถปรับความถี่การกระแทกแบบไม่เป็นขั้นตอนได้

(4) การจัดหมวดหมู่ตามวิธีการกระจาย

โดยพิจารณาจากรูปแบบของวาล์วกระจาย สามารถจัดหมวดหมู่ได้เป็นสองประเภทหลัก คือ วาล์วสามทางแบบคืนน้ำมันด้านเดียว และวาล์วสี่ทางแบบคืนน้ำมันสองด้าน โครงสร้างแบบคืนน้ำมันด้านเดียวมีข้อดีคือช่องทางไหลของน้ำมันเรียบง่ายและควบคุมได้ง่าย จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ แบบคืนน้ำมันด้านเดียวสามารถแบ่งออกได้เป็นสองชนิด คือ แบบคืนน้ำมันจากห้องด้านหน้า และแบบคืนน้ำมันจากห้องด้านหลัง โดยแบบคืนน้ำมันจากห้องด้านหน้ามีข้อเสียคือแรงดูดและแรงต้านการคืนน้ำมันมีค่าสูง ดังนั้นรูปแบบที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบันคือ แบบคงความดันที่ห้องด้านหน้าและคืนน้ำมันที่ห้องด้านหลัง สำหรับแบบวาล์วสี่ทางคืนน้ำมันสองด้าน หรือที่เรียกว่าแบบทำงานสองทิศทาง (double-acting type) นั้นมีลักษณะเด่นคือไม่มีห้องคงความดัน โดยความดันในห้องด้านหน้าและห้องด้านหลังจะสลับกันระหว่างสูงและต่ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างแบบคืนน้ำมันสองด้านมีช่องทางไหลของน้ำมันซับซ้อน จึงพบเห็นได้ไม่บ่อยนัก

(5) การจัดหมวดหมู่ตามรูปแบบการจัดวางวาล์วกระจาย

โดยพิจารณาจากรูปแบบการจัดวางวาล์วกระจาย สามารถจัดหมวดหมู่ได้เป็นสองประเภท คือ แบบติดตั้งภายในและแบบติดตั้งภายนอก ซึ่งวาล์วกระจายแบบติดตั้งภายในสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นแบบสปูล (spool type) และแบบปลอก (sleeve type) วาล์วกระจายแบบติดตั้งภายในจะถูกบูรณาการเข้ากับตัวกระบอกสูบเป็นหนึ่งเดียวกัน ทำให้มีโครงสร้างที่กะทัดรัด ส่วนวาล์วกระจายแบบติดตั้งภายนอกจะอยู่แยกต่างหากจากตัวกระบอกสูบ จึงมีโครงสร้างที่เรียบง่าย และสะดวกต่อการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนชิ้นส่วน

นอกจากนี้ ยังสามารถจัดหมวดหมู่ตามระดับเสียงรบกวนได้เป็นแบบเงียบ (low-noise) และแบบมาตรฐาน (standard) รวมทั้งจัดหมวดหมู่ตามรูปร่างของเปลือกหุ้มภายนอกได้เป็นแบบสามเหลี่ยม แบบหอคอย (tower-shaped) และแบบหุ้มทึบสำหรับเครื่องทุบหิน (enclosed rock breakers) เป็นต้น วิธีการจัดหมวดหมู่ต่าง ๆ เหล่านี้สรุปไว้ในรูปที่ 1-5