CN104582851B - 用于减小破碎机中弯曲的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
公开一种用于破碎矿物材料的破碎机、用于减小破碎机中弯曲的方法和矿物材料加工装备。破碎机包括布置成接收力的可动和固定的破碎元件。破碎机还包括液压缸(9)、在液压缸内侧的活塞(316)和附接到活塞的活塞杆(318)，活塞杆延伸经过液压缸的第一端并且连接到可动的破碎元件。液压缸具有环绕液压缸中的活塞杆的部分的第一空间(314)和由第一空间和活塞限制的第二空间(312)。破碎机还包括阀(570)和从阀到第一空间的液压流体连接。阀能够仅响应于活塞在液压缸内由于所述力朝向第二空间运动而使液压流体流入第一空间。
Description
技术领域
本发明整体涉及减小矿物材料加工装备中的液压缸的活塞的弯曲(give)。具体地但不排他地，本发明涉及减小矿物材料的破碎机中的液压缸的活塞的弯曲。具体地但不排他地，本发明涉及减小在颚式破碎机的操作过程中由破碎力导致的颚式破碎机的颚夹的弯曲。
背景技术
颚式破碎机是适合用于破碎石头的装置。图1示出最高配置的已知的颚式破碎机100，并且图2示出最低配置的图1的颚式破碎机。颚式破碎机包括两个破碎元件，即，被布置成接收在破碎机的操作过程中或者例如在改变破碎元件的配置时产生的力的颚夹10。一个破碎元件是支承在框架4上的大致不可移动的固定式颚夹，并且另一个破碎元件是附接到摆锤并且被构造成可动的颚夹。破碎机还包括摆锤11，其通过轴承从其顶端附接到偏心装置12，导致摆锤11的顶端围绕偏心装置的中心轴线旋转。用作用于摆锤的联接件的肘板1位于摆锤的底端和颚式破碎机的后端之间。肘板和联接件提供破碎机的期望的运动学以实现有效破碎。肘板的一端通过单独的连接元件附接到摆锤，并且另一端附接到液压缸9的活塞杆，该活塞杆以活塞杆与被构造成可动的破碎元件相连的方式用作安全设备。肘板1的两端包括连接元件3，连接元件3包括在连杆1和连接元件3之间的肘板轴承。上连接元件以在破碎机配置调节过程中或超载情况过程中连接元件能够在活塞被进一步压入缸中时沿着引导元件朝向液压缸引导的方式配合在引导元件6之间。安全设备的液压缸的活塞从外侧支承可动颚夹。
如果作用在可动颚夹上的力或应变太大，肘板可能弯曲，即，所谓的屈曲发生，并且因此保护破碎机不受进一步损坏。除了肘板之外，液压缸和安全阀形成另一安全设备，因为活塞后面的空间16具有通过安全阀到液压流体箱的连接。
根据图1和2的破碎机还包括回程缸2，其为双作用缸。回程缸例如在紧挨着安全设备的缸9的托架处附接到破碎机框架。回程缸连接到液压蓄能器15，该液压蓄能器15保持回程缸的活塞杆侧在操作过程中增压以便确保张力。回程缸2也用在放大配置中，因为安全设备的缸是单作用的。
图3示出显示安全设备的液压缸9的运作的系统300。液压缸9具有活塞316，该活塞316将缸的容积分成压强空间312和相对空间314(即，活塞杆侧空间)。活塞杆318接收从肘板作用在活塞上的载荷或力。载荷导致压强，该压强相当于力除以缸的到压强空间中的横截面积的量。随着压强超过给定压强阈值，连接到压强空间312的卸压阀PRV 360允许液压流体从压强空间到液压流体箱320，于是肘板和可动颚夹被允许在过度载荷之前弯曲。这在例如如果诸如钢或类似物的破不碎的材料在颚夹之间停止是有益的。通过利用泵330将液压流体泵送到压强空间312中，活塞316被驱动回到其期望位置。阀340用于控制压强空间312的填充，以此方式操纵活塞到其期望位置。
颚式破碎机的破碎元件、摆锤和安全设备的缸在破碎过程中接收大的破碎力并且每秒运动若干次。在颚式破碎机的结构中考虑到所需的耐磨性而使用足够大的材料强度和耐磨表面，以此方式一方面达到足够的耐用性并且另一方面避免形成成本。另外，颚式破碎机的取决于破碎冲击效率的破碎能力寻求最大化并且破碎机的能量消耗寻求最小化。
专利公开文献FI20095429(A)示出了一种布置，该布置能够减小缸的不期望的弯曲，以便增加破碎机的效率。
本发明的目的是避免或减少与现有技术相关的问题并且/或者提供新的技术替代方案。
发明内容
发明人注意到，颚式破碎机的安全设备的缸的液压流体的压缩允许在破碎冲击过程中形成的载荷脉冲过程中大的运动，并且这种反复的应变基本上使缸和摆锤之间的倾斜的接头暴露于磨损。发明人还注意到，不期望的弯曲降低破碎机的效率，因为其降低破碎冲击的功率。发明人还注意到，在现有技术中，通过复杂的技术布置寻求减小不期望的弯曲，由此增加成本并且降低操作可靠性。
根据本发明的第一示例方面，提供一种用于破碎矿物材料的破碎机，包括大致固定的破碎元件和能够运动的破碎元件，所述破碎元件被布置成接收力，所述破碎机还包括：
液压缸和在液压缸内的活塞；
附接到活塞的活塞杆，所述活塞杆延伸经过液压缸的第一端并且与能够运动的破碎元件相连；
在液压缸内侧的第一空间，所述第一空间环绕所述活塞杆的在液压缸内侧的部分；
由液压缸和活塞限定的第二空间，所述第二空间通过第一空间和活塞相对于液压缸限制；
阀；
从所述阀到所述第一空间的第一液压连接；在破碎机中，
所述阀能够仅响应于活塞在液压缸内由于所述力而朝向所述第二空间运动，使液压流体流入所述第一空间。
优选地，所述阀能够仅响应于活塞在液压缸内试图朝向所述第一空间运动，阻止液压流体从所述第一空间流动。
优选地，所述破碎机包括卸压阀，所述卸压阀通过第二液压连接液压连接到所述第二空间。
优选地，所述卸压阀能够响应于第二空间的压强达到预定压强，使液压流体从所述第二空间流动。
优选地，所述破碎机是颚式破碎机或HSI-破碎机。
根据本发明的第二方面，提供一种矿物材料加工装备，所述矿物材料加工装备包括根据本发明的第一方面的破碎机。
优选地，所述矿物材料加工装备是移动式加工装备。
根据本发明的第三方面，提供一种用于减小破碎机中弯曲的方法，所述破碎机包括大致固定的破碎元件和能够运动的破碎元件，所述破碎元件被布置成接收力，所述方法包括：
利用包括液压缸、活塞、活塞杆和液压流体的设备支承能够运动的破碎元件，其中，
仅响应于活塞在液压缸内由于所述力而被活塞杆推动运动，将液压流体指引到活塞杆侧的活塞后面。
优选地，液压流体通过阀指引到活塞杆侧的活塞后面。
优选地，仅响应于活塞在液压缸内由活塞前面的压强推动而试图向后运动，阻止液压流体离开活塞杆侧的活塞后面。
优选地，响应于活塞前面的压强达到预定压强，使液压流体通过卸压阀从活塞前面移除。
本发明的不同实施方式将或已经仅与本发明的一些方面相关地图示。本领域技术人员理解，本发明的一方面的任何实施方式可以应用到本发明的相同方面并且也单独或与其它实施方式结合地应用到其它方面。
附图说明
现在将参照附图通过例子描述本发明，其中：
图1示出最低配置的已知的颚式破碎机的侧视图；
图2示出最低配置的图1的颚式破碎机的侧视图；
图3示出图1的颚式破碎机的液压安全设备的示意图；
图4示意性地示出在工作冲程(阶段a-d)过程中并且在超载情况下液压安全设备的活塞的运作原理；
图5示出支承图3的安全设备的活塞的液压流体的压强和由压强引起的力作为在工作冲程(阶段a-d)过程中并且在超载情况下活塞的位置的函数；
图6示意性地示出根据本发明的设备；
图7示意性地示出在工作冲程(阶段a-e)过程中并且在超载情况下根据本发明的设备的活塞的运作原理；
图8示出根据本发明的设备的压强和由压强引起的力作为在工作冲程过程中并且在超载情况下活塞的位置的函数；以及
图9示出根据本发明的矿物材料加工装备。
具体实施方式
在以下描述中，相同的附图标记指示相同的元件。应当理解的是，所示附图不是完全按比例绘制，附图主要用于图示本发明的实施方式。
图1至3已经在本发明的背景技术中解释。根据图1至2的颚式破碎机能够以这样的方式用作本发明的不同实施方式的环境：代替图1和2的安全设备，使用根据本发明的实施方式的设备。借助于本发明的不同实施方式，破碎机能够被定比例用于减小的磨损，因为安全设备的弯曲与先前的方案相比能够减小。
图4示意性地示出在工作冲程(阶段a-d)过程中并且在超载情况下液压安全设备的活塞的运作原理。图5示出支承图3的安全设备的活塞的液压流体的压强和由压强引起的力作为在工作冲程(阶段a-d)过程中并且在超载情况下活塞的位置的函数。
在破碎机的颚夹或类似的磨损元件的每个工作冲程的开始，在阶段a，缸9的压强空间312中的压强是零，因为没有破碎力作用在缸上。在工作冲程过程中，在阶段b，缸中的压强上升至压强p1，压强p1取决于由破碎元件接收并且作用在缸上的力F1和缸9的活塞316的横截面积。同时地，由活塞杆加压的活塞316由于液压流体的压缩行进距离s1。活塞的行进导致颚式破碎机的颚夹的不期望的弯曲，其减少工作冲程的功率。在工作冲程之后，不再有力作用在活塞316上，于是活塞运动回到其起始位置，即，活塞通过在活塞的前侧上的压强推动而向回运动。在超载情况下，随着作用在活塞上的力F增加到力FOL，在液压缸9的压强空间中，液压流体的压强从零上升至预定超载压强(POL)，于是卸压阀360打开。在该阶段，活塞由于液压流体的压缩已行进距离sOL。随着卸压阀允许液压流体通过，活塞行进并且在阶段c已行进距离smax。随着超载终止，并且压强空间312中的压强降到超载压强以下，活塞316在阶段d由于留在压强空间处的液压流体的压缩返回到与其起始位置相距距离SF的位置。
发明人注意到，由以上描述的安全设备可能产生的不期望的弯曲能够通过比先前的方案更简单且更成本有效的方案减小。
图6示意性地示出根据本发明的示例实施方式用于减小弯曲的设备500。出于简明的原因，已经参照图3示出的诸如泵330的一些元件未被示出。此外，注意到，设备500可以包括对本领域技术人员普通的元件，诸如用于复原和/或调节破碎配置的部件。
设备500包括液压缸9。液压缸9具有活塞316，活塞316将缸的容积分成压强空间312(或第二空间)和相对空间314(或第一空间，即，活塞杆318侧空间)。活塞杆318接收从肘板作用在活塞上的载荷或力。载荷导致压强，该压强相当于力除以缸的到压强空间312中的横截面积的量。随着压强超过给定压强阈值，连接到压强空间312的卸压阀PRV 360允许液压流体从压强空间到液压流体箱320，于是肘板和可动颚夹被允许在过度载荷之前弯曲。代替卸压阀，可以使用从压强空间312接收液压流体的蓄压器。为清楚起见，需要注意的是，设备500相应地用作附接或连接到破碎机颚夹或类似的破碎元件的安全设备，即，支承所述破碎元件。活塞杆侧空间314通过阀570连接到液压流体箱320。阀570(例如单向阀类型)允许液压流体从液压流体箱320流入活塞杆侧空间314。
本领域技术人员清楚，图6的执行仅为示意性的，并且例如阀570能够由提供相同功能性的另一普通元件替换。
图7示意性地示出在工作冲程(阶段a-e)过程中并且在超载情况下根据本发明的设备的活塞的运作原理，并且图8示出根据本发明的设备的压强和由压强引起的力作为在工作冲程过程中并且在超载情况下活塞的位置的函数。
在破碎机的颚夹的第一工作冲程的开始，在阶段a，缸9的压强空间312中的压强为零，因为没有破碎力作用在缸上。在工作冲程过程中，在阶段b，缸内的压强上升到压强p1，该压强p1取决于由破碎元件接收并且作用在缸上的力F1和缸9的活塞316的横截面积。同时地，由活塞杆加压的活塞316由于液压流体的压缩行进距离s1。随着活塞行进，液压流体313从液压流体箱320经过阀570流入液压缸9的活塞杆侧空间314。在工作冲程结束时，不再有力作用在活塞杆上，于是压强p1使活塞316运动到活塞杆的方向，即，活塞由于在活塞前面的压强的推动而试图在液压缸9中向后运动。已流入液压缸的活塞杆侧空间314的油无法流走，于是在阶段c，活塞杆侧空间314内的压强上升到值p21，并且压强空间312中的压强降至值p11。活塞同时运动的距离比在活塞杆侧空间314中没有压强的情况中的短。在阶段c，根据本发明的情况已经达到，在该情况中，图表的0坐标表示设备500的工作模式，其中在没有根据现有技术的阀和控制系统的情况下弯曲的量已减小。在下面的工作冲程过程中，压强p21或比活塞杆侧空间314中主导的更大的压强取决于工作冲程的作用在破碎元件上并借此作用在活塞杆上的力F1，于是活塞往复运动的距离小并且不期望的弯曲减小。图8中显示弯曲的减小，从图8能够看到，压强更急剧地上升，并且距离s1在第一工作冲程之后比在图5中描绘的根据现有技术的情况中小。
使液压缸的活塞杆侧空间314增压所需的能量取自工作冲程，即，取自作用在破碎元件上的力，也就是活塞316的运动使液压流体运动到液压缸9的活塞杆侧空间314内。这种布置不要求复杂的额外装置并且因此是能量和成本有效的。分别地，在没有复杂布置的情况下，产生在活塞杆侧空间314中的压强本身抵抗活塞的运动。
在工作冲程的超载情况中，随着力FOL在液压缸9的压强空间中增大，液压流体的压强从压强p11上升到预定超载压强(POL)，于是卸压阀360打开。在该阶段，活塞已行进距离sOL。当卸压阀允许液压流体319进入液压流体箱320和315并到活塞杆侧314中时，活塞316行进并且具有行进距离smax。随着超载终止，并且压强空间312内的压强降到超载压强以下，卸压阀关闭。在工作冲程的超载情况结束时，作用在活塞杆上的力降至零，于是压强pOL使活塞316运动到活塞杆的方向。已流入液压缸的活塞杆侧空间314的油无法流走，于是在阶段e，活塞杆侧空间314内的压强上升至值p22并且压强空间312内的压强降至值p12。活塞同时运动的距离比在活塞杆侧空间314中没有压强的情况中的短。在下面的工作冲程过程中，压强p22或比在活塞杆侧空间314中主导的更大的压强取决于工作冲程的作用在破碎元件上并借此作用在活塞杆上的力F1，于是活塞往复运动的距离小并且不期望的弯曲减小。图8中显示弯曲的减小，从图8能够看到，压强更急剧地上升，并且距离sF...smax在第一工作冲程之后比在图5中描绘的根据现有技术的情况中小。这具有这样的优点：在潜在问题情况中，诸如在超载情况中或在破不碎的物体在破碎室内的情况中，破碎机颚夹的打开SF由于更急剧的上升角度而比已知方案中的大，于是例如破不碎的材料更快离开破碎室。
配置能够返回到问题情况之前的配置，例如通过将所需量的液压流体泵送到空间312中。分别地，液压流体能够从空间314转向到箱320中。优选地，这能够通过操纵阀570的阻塞构件(诸如挡板或球)打开并允许液压流体到箱320中来执行。
根据示例实施方式，通过将力指引在破碎元件上，例如通过以这样的方式调节破碎元件的操纵：将力指引在破碎元件处，随着活塞杆318运动，液压流体从液压流体箱320通过阀570流入液压缸9的活塞杆侧空间314(如之前描述的)，弯曲能够替代地在第一工作冲程之前已经被减小，并且能达到其中弯曲减小到比在现有技术中小的操作状态。根据示例实施方式，在第一工作冲程之前指引力也能够通过单独的布置执行。
图9示出根据本发明的移动式矿物材料加工装备700，其包括供给器703和带式输送机，供给器703用于将材料供给到破碎机704中，诸如颚式破碎机或HSI-破碎机(水平轴冲击式破碎机)中，带式输送机用于进一步远离加工装备输送破碎的产品。图9中描绘的破碎机优选地是颚式破碎机，其包括根据本发明的实施方式用于减小弯曲的设备。加工装备700还包括功率源和控制中心705。功率源例如可以是为加工单元和液压回路提供能量的柴油或电动发动机。
供给器、破碎机、功率源和输送机附接到框架701，框架701在该实施方式中还包括用于使加工装备运动的履带基部702。加工装备也可以完全地或部分地是基于轮或以腿部运动的。替代地，加工装备可以例如利用卡车或其它外部功率源运动或牵引。除了前述之外，加工装备还可以是固定式加工装备。
特别地，在颚式破碎机中，摆锤的计划的活动路径是已知的，为了对其进行补偿，平衡块已经设计用于飞轮。弯曲导致摆锤的活动路径异常，于是活动路径从计划的活动路径偏离并且平衡块必定无法补偿的动态力出现。动态力使不期望的振动增加到破碎机的框架，并且借此进一步到一个或多个矿物材料加工装备的框架。通过减小弯曲，由动态力导致的振动能够减小。
未以任何方式限制本发明的范围、解释或可能的应用，矿物材料加工装备的能量消耗和容量的改进能够被考虑为本发明的不同实施方式的技术优点。此外，矿物材料加工装备的部件的增加的寿命能够被考虑为本发明的不同实施方式的技术优点。此外，矿物材料加工装备的增加的环境友好性能够被考虑为本发明的不同实施方式的技术优点。
此外，矿物材料加工装备的操作可靠性的增加能够被考虑为本发明的不同实施方式的技术优点。
前面的描述提供了本发明的一些实施方式的非限制性例子。本领域技术人员清楚的是，本发明不局限在提供的细节，而是本发明能够以其它等同的方式实施。
上述实施方式的特征中的一些在不使用其它特征的情况下使用是有利的。这样，前面的描述应当被认为是仅仅示意本发明的原理，而不是限制。因此，本发明的范围仅通过所附权利要求限定。
Claims (11)
1.一种用于破碎矿物材料的破碎机(100)，包括固定的破碎元件和能够运动的破碎元件，所述破碎元件被布置成接收力，所述破碎机还包括：
液压缸(9)和在液压缸内的活塞(316)；
附接到活塞的活塞杆(318)，所述活塞杆(318)延伸经过液压缸的第一端并且与能够运动的破碎元件相连；
在液压缸内侧的第一空间(314)，所述第一空间(314)环绕所述活塞杆的在液压缸内侧的部分；
由液压缸(9)和活塞(316)限定的第二空间(312)，所述第二空间(312)通过第一空间(314)和活塞(316)相对于液压缸(9)限制；
阀(570)；
从所述阀(570)到所述第一空间(314)的第一液压连接；
其特征在于，
所述阀(570)能够仅响应于活塞(316)在液压缸(9)内由于所述力而朝向所述第二空间(312)运动，使液压流体流入所述第一空间(314)，其中所述阀(570)能够响应于在每个工作冲程过程中当活塞(316)比之前在液压缸(9)内由于所述力而朝向所述第二空间(312)运动更远时活塞(316)的运动，使液压流体流动。
2.根据权利要求1所述的破碎机(100)，其特征在于，所述阀(570)能够仅响应于活塞(316)在液压缸(9)内试图朝向所述第一空间(314)运动，阻止液压流体从所述第一空间(314)流动。
3.根据权利要求1所述的破碎机(100)，其特征在于，所述破碎机包括卸压阀(360)，所述卸压阀(360)通过第二液压连接液压连接到所述第二空间(312)。
4.根据权利要求3所述的破碎机(100)，其特征在于，所述卸压阀(360)能够响应于第二空间(312)的压强达到预定压强pOL，使液压流体从所述第二空间(312)流动。
5.根据权利要求1所述的破碎机(100)，其特征在于，所述破碎机是颚式破碎机或HSI-破碎机。
6.一种矿物材料加工装备(700)，其特征在于，所述矿物材料加工装备包括根据权利要求1、2、3、4或5所述的破碎机。
7.根据权利要求6所述的矿物材料加工装备，其特征在于，所述矿物材料加工装备是移动式加工装备。
8.一种用于减小破碎机中弯曲的方法(100)，所述破碎机包括固定的破碎元件和能够运动的破碎元件，所述破碎元件被布置成接收力，所述方法包括：
利用包括液压缸、活塞、活塞杆和液压流体的设备支承能够运动的破碎元件，
其特征在于，在所述方法中，
仅响应于活塞(316)在液压缸(9)内由于所述力而被活塞杆推动运动，将液压流体指引到活塞杆侧的活塞(316)后面，其中响应于在每个工作冲程过程中当活塞(316)比之前在液压缸(9)内由于所述力而运动更远时活塞(316)的运动，将液压流体指引到活塞(316)后面。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，液压流体通过阀(570)指引到活塞杆侧的活塞后面。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，仅响应于活塞在液压缸(9)内由活塞前面的压强推动而试图向后运动，阻止液压流体离开活塞杆侧的活塞(316)后面。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，响应于活塞前面的压强达到预定压强pOL，使液压流体通过卸压阀从活塞(316)前面移除。
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