破碎机液压系统改造研究
刘凯
摘 要
破碎设备广泛应用于建筑、冶金、化工和水利工程等各行各业。破碎设备作业工作环境极为恶劣，工作负荷波动性较大。常因放料不均或因破碎腔进入硬度极强的不可破碎物而出现突然的大幅度的超载险情。这就是要求设备本身应具有良好的自我保护系统，以便设备安全运转，故障率保持在低的水平上。因此，过载保护系统在破碎设备中占有着极为重要的地位。
本文通过对破碎设备中圆锥破碎机工况及现有液压系统的分析研究，提出了比较适用的新型液压系统。该系统具有工作性能优良、自动化程度高、运行安全可靠的优点。对提高破碎设备的自控水平和增加整机的可靠性有显著效果，同时又把该新型液压系统有效地运用到我们所开发的一个项目一自循环超细粉碎机上，并对“时滞”问题做了研究。具有较高的准确性。
关键词: 圆锥破碎机 液压系统 自循环超细粉碎机 改 造
hydraulic system renovation research of crusher
Liu Kai
ABSTRACT
The crushing equipments are widely applied to metallurgical industry, building material industry, chemical works, waters conservancy project and so on. It indicates from engineering applications that the working conditions of crushing equipments are extremely inclement because the load fluctuates considerably. The dangerous circumstance of overloading occurs abruptly when uneven charging or hard materials are load into the crushing equipment. The crushing
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equipment must be equipped with the self-protection system in order to run safely at low fault level. And the overload protection system will play an important role in modern crushing equipments.
A new type hydraulic control system has been put forward in this thesis based upon analysis of wording cases on the cone crushers. It follows from research in this thesis that the new type hydraulic control system has some outstanding performances such as high automatic control level, reliability etc...And the new system has been successfully used in the Auto-circling Ultra-fine Crusher developed by us in recently, too. And the time-lad problem on hydraulic control of the new system was studied in details.
Keywords: crushing equipment cone crusher hydraulic system
auto-circling ultra-fine crusher alteration
一、绪论
（一）破碎设备及其过载保护系统 1．破碎设备概述
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之破碎成块物料的设备。简单地说凡用外力将大颗粒物料变成小颗粒物料过程中使用的设备，都可以叫破碎设备。 通常旋回破碎机破碎过程分为一段破碎(一次破碎)，二段破碎(二破碎)，三段破碎(三次破碎)，整个流程也可称为粗碎、中碎、细碎三种，所采用的破碎机械相应有粗碎机、中碎机、细碎机三种。破碎流程如图1-1所示。
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图1-1原理为：原矿先进入棒料筛1进行预先筛分，这样可以把原料细粒分出，以便减轻破碎设备的负担。筛上物料进入破碎机2，经过破后，所得产品与1号筛选物料都落到振动筛3上，经过筛分后，筛上物进入中碎圆锥破碎机(简称中碎机)，筛下物料落到振动筛5上。从中机4中排出的产品也落到振动筛5上。经过筛分后，筛上物料再进入细圆锥破碎机(简称细碎机)里。这样，振动筛5既是预先筛分又是检查分的作用。筛分合格的产品进入料仓7，然后送入球磨机。
破碎机械常用的类型有：额式破碎机、圆锥破碎机、旋回破碎机、锤破碎机、辊式破碎机。
2．对破碎机的基本要求
破碎比越大越好。大破碎比可以简化设备的流程、降低基建费用和检 费用、便于维护和管理。
能耗越低越好。能耗是指破碎机破碎每吨材料所消耗的电能，破碎单物料所消耗KW.h/t越低越好。
产率越高越好。对于同一规格的破碎机，破碎机的电动机功率一样，产率高不仅能提高产量，并可以降低能耗。因此，生产率是破碎机最重的性能指标。
钢耗越低越好。这里所说的钢耗，是指破碎每一吨物料齿板磨损了少。它标志齿板的使用寿命。钢耗越低，说明齿板的使用寿命越长。
产品质量越高越好。这里所说的产品质量是指破碎后物料的粒度和粒。 重量要轻。所谓破碎机重量轻，是指每吨机重的生产高和每吨机重的功耗低。 结构简单。便于制造。破碎机结构简单，使用维护较方便，也容易加工制造，降低成本。 安全可靠。在机器运转和开、停车的过程中，必须保证人员和设备安全，在规定的时间内和规定的条件下，要求破碎机不发生或少发生故障、即便发生故障也应容易修复。
适用范围越广越好。应便于安装运输。 3.破碎设备的过载保护系统
破碎设备的过载保护主要有机械式和液压式两种。机械式过载保护系统存在事故状态下需停机处理，造成流程中断及恢复较麻烦，保护不可靠，且操作起来费时费力，往往不能适应生产的需要等缺点。而液压式过载保护系统具有安全可靠，自动化程度高，易于作业的连续性，且易于实现微机控制、PLC控制和单片机控制等突出优点，当前有逐渐取代机械式过载保护系统的趋势。因此对破碎设备的液压过载保护系统进行优化设计具极为重要的实际意义。
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鉴于目前液压式过载保护系统主要应用于圆锥破碎机和旋回式破碎机，因此主要探讨圆锥破碎机和旋回式破碎机液压系统优化设计。 （二）圆锥破碎机发展现状和方向 1.圆锥破碎机发展现状
我国从1953年开始生产侧面排矿的旋回破碎机，于1958年自行设计制造中心排矿的500、700、900、1200旋回破碎机之后，为了适应水泥行业的需要，1959年又制造了700、1000、1200鳄式破碎机，并制造了500、700、900、1200、底部单缸液压旋回破碎机。
为了满足冶金工业发展需要，我国于1970年研制了大型旋回破碎机。也曾设计制造顶部单缸900液压旋回破碎机，并装有自动调整排料口与过铁报警装置，但在某矿使用不佳。经过多年实践摸索，于80年代研制1200/140轻型底部单缸液压旋回破碎机，经运转实践证明效果很好。近几年又研制出PX1400/170底部单缸液压旋回破碎机，其设计能力为1750th/，实际达到2508th/，是设计值的1.6倍，同时其排料中细颗粒含量较多，大于排料口尺寸的颗粒仅占17.4%。
目前机械式旋回破碎机将逐渐被液压旋回破碎机所代替。
圆锥破碎机是1953年开始仿苏2100和1“O弹簧圆锥破碎机而设计。1954年开始自行设计生产了1200弹簧圆锥破碎机。1958年又设计制造了大型2200弹簧圆锥破碎机。70年代已研制出1200，1650，2200多缸液压圆锥破碎机的系列产品。后经多年反复研制与实践，相继克服了旧系统弹簧不足，零件强度低以及结构上的某些缺点，现己批量生产的新系列弹簧破碎机有600，900，1200，1750，2200五个规格十四种腔型，底部单缸液压圆锥破碎机有900，1200，1650，2200四个规格十二种型腔。目前圆锥破碎机己达到系列化，规格化和标准化的程度，可以说产品齐全，使用可靠，深受国内外用户欢迎。特别是上海建设路桥机械设备有限公司是破碎机专营厂家，其破碎机质量优良驰名国内外。
总体上讲，国产圆锥破碎机与世界先进国家同类型破碎机比较，在质量和性能上还有差距。为赶超世界先进水平，近年沈阳重型机器厂引进美国诺得贝格(Nordberg)公司西蒙思S(ymons)旋盘式圆锥破碎机技术(Gyrdasiocrushesr)，并合作生产系列圆锥破碎机产品。此外，某选矿公司引进美国阿利斯·卡尔默斯(Allis一Chalmer)s公司(以下简称AC公司)底部单缸液压圆锥破碎机和旋盘式破碎机。某铜矿引进美国AC公司中细碎液压圆锥破碎机。有的水电站采用48ni和66ni旋盘破碎机，用与人工造沙。600、900破碎机在某金矿使用效果也很好。
引进国外先进破碎机技术和设备，无疑对发展我国破碎机行业和矿业都具有非常大得现实意义，引进得关键在于消化和吸收以及将其国产化，在引进的破碎机中有的厂矿用的很成功，但也很失败的。
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2.现代圆锥破碎机的发展方向
现代圆锥破碎机发展方向为:采用选择性破碎方法和高能化圆锥破碎机以及单缸液压圆锥破碎机，实现计算机自动控制等。 （三） 21世纪液压技术现状及发展方向 1.国内液压技术现状
我国液压行业己形成了门类齐全，有一定生产能力和技术水平，初具规模的生产科研体系。目前全国约有近300家企业，在国家部署或行业归口的研究院所中设有20多个液压气动研究室，部分国家重点高校还专门设计有水压传动实验室，有10多个大学设有流体传动与控制专业，还有国家级液压元件质量监督检测中心以及国家重点实验室。
2.国外液压企业发展概况
在国外，液压工业的发展速度高于机械工业。全世界液压产品产值约为200亿美元。 在美国，日本，德国主等发达国家液压企业比较中，日本企业产值最高，其主要原因是日本工厂设备自动化程度高和生产管理完善。此外，日本各企业外协量大，将一些零件扩散给协作厂加工，实现零件加工生产专业化。
据统计，一各国液压工业产值约占机械工业产值地2}-3，而我国约占0.8%在右，充分说明我国液压枝术使用率低，需要努力扩大其应用领域。 3. 走向21世纪的液压技术
由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术，计算机技术，微电子技术，摩擦磨损技术，可靠性技术以及新工艺，新材料的应用，使传统的液压技术有了新的发展，也使液压系统和元件水平有很大的提高。尽管如此，走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。
1)减少能耗，充分利用能量。 2)泄漏控制。 3)污染控制。 4)主动维护。 5)机电液一体化。 6)液压CAD技术。 7)新材料，新工艺的应用。
8)水压技术的广泛应用。IS014000国际环境管理体系标准和IS016000国际劳动安全保护管理体系标准的实施，推动了绿色制造业的迅速发展，节约能源、环境保护、绿色制造已
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