CN105545847B - 破碎机液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破碎机液压控制系统，包括两个液压缸、电磁换向阀、球阀、二通调速阀、比例压力流量复合控制阀、压力继电器、风冷却器、行程开关、压力传感器和位移传感器。所述液压缸的活塞杆在各电磁阀和调速阀的控制下，按照设定的速度运行，对物料进行破碎。该破碎机液压系统能够保证冲击锤不会相互干涉、且运行频率可以调节，系统能够自动完成往复冲击破碎工作。在遇到坚硬物料情况下能自动升高系统压力，对物料进行挤压破碎，提高破碎效率。且该系统利用有限的控制阀最大限度的保证系统的正常工作，并使元器件处于间歇工作状态，提高工作可靠性，在部分元器件出现故障时，能够在不停机的情况下进行更换，提高了破碎机的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种破碎机控制系统，尤其涉及一种破碎机液压控制系统。
背景技术
随着经济的高速发展，高速公路、高铁、水利、化工、水泥等工业也随之蓬勃发展，而这些行业的发展离不开一些必须的矿石等原材料，而这些原材料一般都比较大，不适宜于直接应用，需对这些原料或再生废料进行破碎加工和处理，以进行相应的生产建设和加工。因而对于破碎机的工作效率和可靠性提出很高的要求。
目前常用的破碎机有颚式、旋回式、锤式和反击式等。颚式破碎机是利用两颚板对物料进行挤压和弯曲，使大石块变成小碎石的一种间歇式破碎装置；旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中做旋回运动中使物料产生挤压、劈裂和弯曲，从而使各种硬度的矿石或岩石破碎的大型破碎机械；锤式破碎机是利用锤头的高速冲击作用使物料破碎的机械；反击式破碎机是利用板锤的高速冲击作用和反击板的回弹作用而使物料受到反复冲击而破碎的机械。这些破碎机械一般采用机械作业方式，或者依靠破碎装置的挤压弯曲作用使物料破碎，此种破碎的效率低，对于大块物料的破碎效果差；或者采用板锤等对物料进行冲击而使物料破碎，这种方式的效率相较挤压式的要高，但是由于破碎过程中的冲击作用很大，对于破碎设备的轴承等要求很高，且冲击力难掌控，易出现过冲或较大物料难以破碎等问题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是一种具有较高破碎效率且破碎过程易于控制的液压破碎机液压控制系统。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种破碎机液压控制系统，包括：
两个液压缸，分别驱动一冲击锤；当其中第一液压缸的活塞处于最大外伸位置时，第二液压缸的活塞处于最小外伸位置；
液压泵，其出口与第一单向阀的入口相连，第一单向阀的出口与比例压力流量复合控制阀的入口相连；所述比例压力流量复合控制阀的出口分别与第一3/4电磁换向阀、第二3/4电磁换向阀的P口相连；比例压力流量复合控制阀的泄漏油口单独回油箱；
所述第一3/4电磁换向阀、第二3/4电磁换向阀的T口通过风冷却器和第二单向阀的入口与油箱相通；第一3/4电磁换向阀的A口与第四3/4电磁换向阀的P口相连，第一3/4电磁换向阀的B口与第三3/4电磁换向阀的P口相连；第四3/4电磁换向阀的T口与第二3/4电磁换向阀的A口相连，第三3/4电磁换向阀的T口与第二3/4电磁换向阀的B口相连；
所述第四3/4电磁换向阀的A口分三路，第一路与第一2/2电磁换向阀的P口相连，第二路与第二液压缸的有杆腔相连，第三路与第二球阀相连；第四3/4电磁换向阀的B口与第一球阀相连；
第三3/4电磁换向阀的的A口分三路，第一路与第一液压缸的无杆腔相连，第二路与第二2/2电磁换向阀的P口相连，第三路与第一球阀的另一口相连；第三3/4电磁换向阀的B口与第二球阀的另一端口相连；
所述第一2/2电磁换向阀的A口分四路，第一路与第一液压缸的无杆腔相连，第二路与第一二通调速阀的入口相连，第三路与第一压力继电器的入口相连，第四路与第二压力传感器的测压口相连；
所述第二2/2电磁换向阀的A口分四路，第一路与第二液压缸的无杆腔相连，第二路与第二二通调速阀的入口相连，第三路与第二压力继电器的入口相连，第四路与第二压力传感器的测压口相连；
所述第一二通调速阀、第二二通调速阀的出口通过风冷却器和第二单向阀的入口回油箱；第一液压缸的活塞杆上安装有第一位移传感器和第一行程开关滚轮；第二液压缸的活塞杆上安装有第二位移传感器和第二行程开关滚轮；所述第一液压缸和第二液压缸在与活塞杆的最大伸长位置和最小伸长位置对应的位置设有行程开关。
在一较佳实施例中：所述比例压力流量复合控制阀包含有流量和压力双重控制模式，对液压泵的输出压力和流量进行控制。
在一较佳实施例中：所述第一二通调速阀、第二二通调速阀为比例调速阀，根据输入信号成比例、实时地调节流量。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供的一种破碎机液压控制系统，两个冲击锤分别由两个液压缸驱动。在四个3/4电磁换向阀、两个2/2电磁换向阀和两个二通调速阀的控制下，使两个液压缸的活塞杆所带动的两个冲击锤中的一个向上运动，而另一个向下运动进行冲击和破碎物料的运动。通过比例压力流量复合控制阀，可以调整两个液压缸活塞的运动速度，一方面可以避免两个冲击锤在下部破碎区域相互干涉，另一方面可以调整破碎机的工作频率，从而可以对不同硬度的物料进行有效破碎，提高工作效率。并且由于采用了一种负载敏感原理，当大块物料突然破碎而使得破碎力突然减小，此时液压系统可以很快的感知负载压力变化，从而避免过冲的出现，避免冲击力过大对设备的损害。且当遇到大块物料难以破碎时，液压系统可以短时输出高压，对物料进行挤压使其破碎，避免了冲击锤的反复冲击，减小对系统的冲击，且大幅提高了破碎机的破碎效率。该控制系统可以采用自动化作业方式，当系统启动后，能够自动完成往复冲击破碎工作；且能够经过一定的设定时间，在不同工作模块之间切换，使元器件处于间歇工作状态，提高工作可靠性；在部分元器件出现故障时，能够在不停机的情况下进行更换，提高了破碎机的工作效率。
附图说明
图1为本发明优选实施例中破碎机液压控制系统的原理图。
具体实施方式
下文通过附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
参考图1，一种破碎机液压控制系统，包括：
两个液压缸，分别驱动一冲击锤；当其中第一液压缸13.1的活塞处于最大外伸位置时，第二液压缸13.2的活塞处于最小外伸位置；
液压泵4，其出口与第一单向阀5的入口相连，第一单向阀5的出口与比例压力流量复合控制阀6的入口相连；所述比例压力流量复合控制阀6的出口分别与第一3/4电磁换向阀7.1、第二3/4电磁换向阀7.2的P口相连；比例压力流量复合控制阀6的泄漏油口单独回油箱1；
所述第一3/4电磁换向阀7.1、第二3/4电磁换向阀7.2的T口通过风冷却器3和第二单向阀3的入口与油箱1相通；第一3/4电磁换向阀7.1的A口与第四3/4电磁换向阀的P口相连，第一3/4电磁换向阀7.1的B口与第三3/4电磁换向阀的P口相连；第四3/4电磁换向阀的T口与第二3/4电磁换向阀7.2的A口相连，第三3/4电磁换向阀7.3的T口与第二3/4电磁换向阀7.2的B口相连；
所述第四3/4电磁换向阀7.4的A口分三路，第一路与第一2/2电磁换向阀10.1的P口相连，第二路与第二液压缸13.2的有杆腔相连，第三路与第二球阀9.2相连；第四3/4电磁换向阀7.4的B口与第一球阀9.1相连；
第三3/4电磁换向阀7.3的的A口分三路，第一路与第一液压缸13.1的无杆腔相连，第二路与第二2/2电磁换向阀10.2的P口相连，第三路与第一球阀9.1的另一口相连；第三3/4电磁换向阀7.3的B口与第二球阀9.2的另一端口相连；
所述第一2/2电磁换向阀10.1的A口分四路，第一路与第一液压缸13.1的无杆腔相连，第二路与第一二通调速阀8.1的入口相连，第三路与第一压力继电器11.1的入口相连，第四路与第一压力传感器12.1的测压口相连；
所述第二2/2电磁换向阀10.2的A口分四路，第一路与第二液压缸13.2的无杆腔相连，第二路与第二二通调速阀8.2的入口相连，第三路与第二压力继电器11.2的入口相连，第四路与第二压力传感器12.2的测压口相连；
所述第一二通调速阀8.1、第二二通调速阀8.2的出口通过风冷却器3和第二单向阀3的入口回油箱1；第一液压缸13.1的活塞杆上安装有第一位移传感器14.1和第一行程开关滚轮；第二液压缸13.2的活塞杆上安装有第二位移传感器14.2和第二行程开关滚轮；所述第一液压缸13.1和第二液压缸13.2在与活塞杆的最大伸长位置和最小伸长位置对应的位置设有行程开关15.1、15.2、15.3、15.4。
所述比例压力流量复合控制阀6包含有流量和压力双重控制模式，对液压泵4的输出压力和流量进行控制。所述第一二通调速阀8.1、第二二通调速阀8.2为比例调速阀，根据输入信号成比例、实时地调节流量。
下面根据本实施例中破碎机液压控制系统在不同工作阶段对破碎机的控制做进一步说明。
(1)基本工作流程：
启动前状态：当破碎机开始工作前，第一液压缸13.1和第二液压缸13.2的活塞分别处于最大外伸位置和最小外伸位置。
第一个伸出/缩回行程：当破碎机开始工作时，第一3/4电磁换向阀7.1的左电磁铁7.1a通电，左位工作；第二3/4电磁换向阀7.2的右电磁铁7.2b通电右位工作；第四3/4电磁换向阀7.4的右电磁铁7.4b通电右位工作；第一2/2电磁换向阀10.1的电磁铁通电，左位工作。此时液压泵4输出的高压油经过第一单向阀5，由比例压力流量复合控制阀6根据负载调定合适的压力和流量，液压油经过第一3/4电磁换向阀7.1的左位和第四3/4电磁换向阀7.4的右位，一路流入第二液压缸13.2的有杆腔，使活塞杆回缩；另一路经过第一2/2电磁换向阀10.1的左位后进入第一液压缸13.1的无杆腔，使活塞杆伸出，带动冲击锤向破碎区运动；此时，第二液压缸13.2的无杆腔的油经过第二二通调速阀8.2流回油箱1；第一液压缸13.1有杆腔的液压油经过第一球阀9.1、第四3/4电磁换向阀7.4的右位、第二3/4电磁换向阀7.2的右位回油箱1。由于在两个活塞杆伸出和回缩过程中所承受的作用力不同以及作用面积不同，必然导致活塞的运动速度不一致。但是回路中有两个流量调节元件比例压力流量复合控制阀6和第二二通调速阀8.2；比例压力流量复合控制阀6调节了系统中的总流量，而第二二通调速阀8.2调定了第二液压缸13.2的输入流量，即第一液压缸13.1和第二液压缸13.2的流量一定，因此可以方便的控制两个液压缸活塞的运动速度和运动时间，从而可以避免两个冲击锤在破碎区域的干涉。且通过比例压力流量复合控制阀6和第二二通调速阀8.2对流量的调整，可以方便的调整活塞的运动速度，从而有效的控制破碎频率。
第二个伸出/缩回行程：当第一液压缸13.1的活塞杆伸出到最大位置进行破碎时，此时碰到行程开关15.2，而第二液压缸13.2的活塞杆回缩到最小后，碰到行程开关15.4；且此时第一压力继电器11.1没有动作，说明破碎过程中没有遇到坚硬的物料，物料正常破碎。此时在行程开关15.2和15.4的作用下，第四3/4电磁换向阀7.4的左电磁铁7.4a通电左位工作，第一2/2电磁换向阀10.1的电磁铁断电，第二2/2电磁换向阀10.2的电磁铁通电，下位工作；此时液压泵4输出的压力油经过第一单向阀5，由比例压力流量复合控制阀6根据负载调定合适的压力和流量，液压油经过第一3/4电磁换向阀7.1的左位和第四3/4电磁换向阀7.4的左位以及第一球阀9.1，一路流入第一液压缸13.1的有杆腔，使活塞杆回缩；另一路经过第二2/2电磁换向阀10.2的下位后进入第二液压缸13.2的无杆腔，使活塞杆伸出，带动冲击锤向破碎区运动。此时，第一液压缸13.1的有杆腔的液压油经过第一二通调速阀8.1回油箱1；第二液压缸13.2有杆腔的液压油经过第四3/4电磁换向阀7.4的左位、第二3/4电磁换向阀7.2右位回油箱1。在此过程中，第一液压缸13.1和第二液压缸13.2输入的流量可以由比例压力流量复合控制阀6和第二二通调速阀8.2调定，因此可以准确的控制两个活塞杆的运动速度，从而避免两个冲击锤在破碎区域的干涉，且通过比例压力流量复合控制阀6和第二二通调速阀8.2对流量的调整，可以方便的调整活塞的运动速度，从而有效的控制破碎频率。
当第一液压缸13.1的活塞杆碰到行程开关15.1，第二液压缸13.2的活塞杆碰到行程开关15.3，且此时压力继电器11.2没有动作，说明破碎过程中没有遇到坚硬的物料，物料正常破碎；此时在在行程开关15.1和15.3的作用下，第四3/4电磁换向阀7.4的右电磁铁7.4b通电右位工作，第二2/2电磁换向阀10.2的电磁铁断电，第一2/2电磁换向阀10.1的电磁铁通电，左位工作。此时两个液压缸活塞回到初始位置，完成一个基本的工作循环。
在此过程中，处于频繁换向状态的是第四3/4电磁换向阀7.4，电磁阀第一2/2电磁换向阀10.1和第二2/2电磁换向阀10.2；但是由于第一2/2电磁换向阀10.1和第二2/2电磁换向阀10.2采用插装式结构，换向动作快、安全可靠。
(2)工作模块切换
由于破碎机的工作强度大，各个电磁换向阀处于不断的切换状态，为了保证各个电磁换向阀的可靠工作，延长各种电磁换向阀的使用寿命，经过一定的时间需要使参与工作的换向阀休息一定时间；而为了不影响生产效率，破碎机不能停止工作，此时就需要另一组电磁换向阀参与工作。此时第一3/4电磁换向阀向阀7.1的右电磁铁7.1b通电右位工作，第三3/4电磁换向阀电磁阀7.3的电磁铁在活塞往复运动过程中进行切换，左右位顺序工作，其液压油路的工作顺序为：
液压泵4-第一单向阀5-比例压力流量复合控制阀6-第一3/4电磁换向阀向阀7.1右位-第三3/4电磁换向阀向阀7.3左位-第二球阀9.2；油路分两路，一路经第一2/2电磁换向阀10.1的左位流入第一液压缸13.1的无杆腔，第一液压缸13.1的有杆腔液压油经第三3/4电磁换向阀向阀7.3的左位-第二3/4电磁换向阀向阀7.2的左位回油箱1；另一路直接流入第二液压缸13.2的有杆腔，第二液压缸13.2无杆腔的液压油经第二二通调速阀8.2回油箱1；
当活塞换向运动时，其油路顺序为：
液压泵4-第一单向阀5-比例压力流量复合控制阀6-第一3/4电磁换向阀向阀7.1右位-第三3/4电磁换向阀向阀7.3右位；油路分两路，一路直接进入第一液压缸13.1的有杆腔，第一液压缸13.1无杆腔的液压油经第一二通调速阀8.1直接回油箱1；另一路经第二2/2电磁换向阀10.2的下位进入第二液压缸13.2的无杆腔，第二液压缸13.2有杆腔液压油经第二球阀9.2-第三3/4电磁换向阀向阀7.3右位-第二3/4电磁换向阀向阀7.2左位回油箱1。
即在此循环过程中，处于频繁换向状态的是第三3/4电磁换向阀向阀7.3,第一2/2电磁换向阀10.1和第二2/2电磁换向阀10.2；但是由于第一2/2电磁换向阀10.1和第二2/2电磁换向阀10.2采用插装式结构，换向动作快、安全可靠。
因此通过上述方式可以使第三3/4电磁换向阀7.3和第四3/4电磁换向阀向阀7.4轮流处于工作状态，降低了电磁换向阀的工作强度，延长了其使用寿命，提高了工作安全性。
(3)智能增压破碎
当冲击锤遇到较硬物料，一次冲击难以破碎时，此时液压缸的压力升高，压力继电器动作，延迟活塞杆换向，通过获取的压力传感器和位移传感器的信号，比例压力流量复合控制阀6压力短时升高，提高液压缸的输入压力，依靠短时强力挤压使物料破碎，降低冲击锤的反复冲击动作，提高破碎效率。
(4)故障不停机保障
第一球阀9.1和第二球阀9.2是为了防止其中一路电磁阀发生故障，避免破碎机整体停机而设置。若第三3/4电磁换向阀7.3发生故障，此时将第二球阀9.2关闭，对第三3/4电磁换向阀7.3进行拆装更换，而不会影响第一液压缸13.1和第二液压缸13.2的正常工作，同样，第一球阀9.1是为了对第四3/4电磁换向阀7.4进行拆装更换而设置。
(5)负载感知功能
当遇到较硬物料时，液压缸的受力增大，流量减小，此时系统的流量通过比例流量压力复合控制阀6回油箱1；当物料破碎瞬间，虽然液压缸所受压力骤减，但是由于流量不能马上补给，活塞杆不能前冲；且此时压力继电器由于压力降低而复位，并触发相应的电磁铁导致活塞杆换向，带动冲击锤反向运动，从而避免了冲击锤对系统的冲击。
(6)油液智能冷却
由于破碎机的用途广泛，因此在中国广大区域被采用，这也导致破碎机的工作环境差别极大，尤其是温度差别极大。而对于液压系统而言，其工作介质对于温度的变化极其敏感，这样液压油在流经管路时的流动阻力就会发生变化。为保证系统的液压油在一定的温度范围内，本系统设计了一个风冷却器3，并将其与一个第二单向阀2并联。当系统温度比设定温度低时，回油经过第二单向阀2回油箱1，此时风冷却器3不工作；而当液压油的温度超过一定值后，此时根据液压油的分流作用，一部分液压油经过风冷却器3回油箱1，使液压油得到冷却，随着液压油温度的升高，风冷却器3的转速随之提高，加强液压油的冷却作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种破碎机液压控制系统，其特征在于包括：
两个液压缸，分别驱动一冲击锤；当其中第一液压缸的活塞处于最大外伸位置时，第二液压缸的活塞处于最小外伸位置；
液压泵，其出口与第一单向阀的入口相连，第一单向阀的出口与比例压力流量复合控制阀的入口相连；所述比例压力流量复合控制阀的出口分别与第一3/4电磁换向阀、第二3/4电磁换向阀的P口相连；比例压力流量复合控制阀的泄漏油口单独回油箱；
所述第一3/4电磁换向阀、第二3/4电磁换向阀的T口通过风冷却器和第二单向阀的入口与油箱相通；第一3/4电磁换向阀的A口与第四3/4电磁换向阀的P口相连，第一3/4电磁换向阀的B口与第三3/4电磁换向阀的P口相连；第四3/4电磁换向阀的T口与第二3/4电磁换向阀的A口相连，第三3/4电磁换向阀的T口与第二3/4电磁换向阀的B口相连；
所述第四3/4电磁换向阀的A口分三路，第一路与第一2/2电磁换向阀的P口相连，第二路与第二液压缸的有杆腔相连，第三路与第二球阀相连；第四3/4电磁换向阀的B口与第一球阀相连；
第三3/4电磁换向阀的的A口分三路，第一路与第一液压缸的无杆腔相连，第二路与第二2/2电磁换向阀的P口相连，第三路与第一球阀的另一口相连；第三3/4电磁换向阀的B口与第二球阀的另一端口相连；
所述第一2/2电磁换向阀的A口分四路，第一路与第一液压缸的无杆腔相连，第二路与第一二通调速阀的入口相连，第三路与第一压力继电器的入口相连，第四路与第一压力传感器的测压口相连；
所述第二2/2电磁换向阀的A口分四路，第一路与第二液压缸的无杆腔相连，第二路与第二二通调速阀的入口相连，第三路与第二压力继电器的入口相连，第四路与第二压力传感器的测压口相连；
所述第一二通调速阀、第二二通调速阀的出口通过风冷却器和第二单向阀的入口回油箱；第一液压缸的活塞杆上安装有第一位移传感器和第一行程开关滚轮；第二液压缸的活塞杆上安装有第二位移传感器和第二行程开关滚轮；所述第一液压缸和第二液压缸在与活塞杆的最大伸长位置和最小伸长位置对应的位置设有行程开关。
2.如权利要求1所述的一种破碎机液压控制系统，其特征在于：所述比例压力流量复合控制阀包含有流量和压力双重控制模式，对液压泵的输出压力和流量进行控制。
3.如权利要求1所述的一种破碎机液压控制系统，其特征在于：所述第一二通调速阀、第二二通调速阀为比例调速阀，根据输入信号成比例、实时地调节流量。
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