CN109482275B - 基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法及装置。本发明包括破碎机的供料皮带、设置在供料皮带上的物料信号检测开关以及由固定辊和移动辊组成的破碎机对辊，所述的移动辊两端的轴承座上分别连接有液压油缸，其特征在于：每个所述的液压油缸的供油管道通过调节阀连接液压站，每个所述的液压油缸的无杆腔和有杆腔的进出油口处分别设置有压力传感器，所述的移动辊两端的轴承座的侧方位分别设置有待机位检测开关，所述的调节阀和所述的压力传感器连接控制器。本发明不仅有效提高对辊及四辊破碎机的系统运行的稳定性、可靠性和效率，而且能节约能源，延长设备使用寿命。

Description

基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法及装置

技术领域：

本发明涉及一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法及装置，属于机械设备技术领域。

背景技术：

对辊及四辊等破碎机在使用过程中，因上游供料皮带的供料的不均匀性，以及所供料的硬度的不均匀性，均会引起对辊两端的负载不均，而恒间隙控制方式很难从根本解决负载不均的问题，特别是不能及时检测料流情况，在料流中断和情况下， 易引起对辊的碰撞，引起设备的异常振动、加剧辊皮的磨损。

新型的四辊破碎机中，采用了一种由PLC控制的辊缝自动调节的技术，动辊油缸的位移传感器和压力传感器分别将检测到的信号通过模拟信号输入模块进入PLC,由PLC通过模拟信号输出模块输出模拟信号给比例换向阀，比例换向阀根据得到的不同模拟信号进行不同的换向动作，控制液压缸实现不同的位移要求。但该自动调节方式在使用过程中，并没有实现对移动辊在大范围快速移动时与固定辊之间的平行度要求，造成移动辊在快速移动至工作位时，移动辊的位置难以快速定位和保持。中国专利CN104772186A，名为《一种四辊破碎机开机前辊缝保持且无阻力启动的控制方法》，该专利解决了停机后辊缝的保持。在主电机启动阶，段解决了对辊间夹杂的物料因对辊之间的间隙太小而产生的挤压，对辊子造成很大的启动阻力，引起主电机在启动阶段跳电的问题。但该专利没有对移动辊的两端油缸均分别采用恒压控制系统，对进入辊缝两端的料流不均现象不具有自适应功能，不能避免辊缝的两端压力不均的现象的问题。中国专利CN103785499A，名为《一种四辊式破碎机》，该专利采用机械挡块的方式进行行程调节，控制辊缝间隙，而本专利是采用压力传感器的方式进行压力的反馈控制，达到恒压控制的目的。中国专利CN204357813U名为《一种新型的四辊破碎机液压站》，该专利所设计的液压系统能够保证液压缸的同步运行避免辊系受力不均，同时系统可以自动启停自动化程度高，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。但该专利主要是利用硬件部分来实现所述保护功能，而本专利主要的对系统的控制方法和控制流程的描述。

综上所述，亟需一种适用于物料破碎、液压控制等技术领域的一种以压力控制方式控制破碎机对辊间距的控制方法和控制系统，但是目前关于此类技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法及装置，不仅有效提高对辊及四辊破碎机的系统运行的稳定性、可靠性和效率，而且能节约能源，延长设备使用寿命。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的装置，包括破碎机的供料皮带、设置在供料皮带上的物料信号检测开关以及由固定辊和移动辊组成的破碎机对辊，所述的移动辊两端的轴承座上分别连接有液压油缸，每个所述的液压油缸的供油管道通过调节阀连接液压站，每个所述的液压油缸的无杆腔和有杆腔的进出油口处分别设置有压力传感器，所述的移动辊两端的轴承座的侧方位分别设置有待机位检测开关，所述的调节阀和所述的压力传感器连接控制器。

一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：破碎机对辊系统开机运行；

步骤二：待机位检测：此时待机位检测开关检测到移动辊的左右两侧均处于待机位状态，否则执行移动辊退回待机位的动作，并回到待机位检测步骤；

步骤三：启动供料皮带，准备供料；

步骤四：对启动的供料皮带上有无物料进行检测，如果供料皮带启动后，供料皮带上并没有带物料，则返回至步骤二；

步骤五：供料信号检测开关检测到启动的供料皮带上带有物料时，启动液压油缸前进前的延时，延时时间≥物料从供料信号检测开关输送到移动辊和固定辊之间的时间；

步骤六：移动辊两侧的液压油缸分别同时前进，对进入移动辊和固定辊之间的物料开始进行挤压破碎操作；

步骤七：通过压力传感器的传输信号，实时检测液压油缸无杆腔与有杆腔的压力P1和P1'的值；

步骤八：控制器根据液压油缸的压力F=P1×A1－P1'×A1'的等式关系，计算出液压油缸的实时负载，其中A1为液压油缸的活塞的面积，A1'为液压油缸的活塞环的面积；

步骤九：将两个液压油缸的压力值与设定压力上限值和压力下限值进行比较，其中F＞设定的压力上限值，或者F＜设定的压力下限值，则控制器向调节阀输出信号，综合调整调节阀的开度；

步骤十：在设定的压力下限值≤F≤设定的压力上限值条件下，维持调节阀的控制状态不变，返回步骤七。

有益效果：

本发明适用于各种对辊破碎机，四辊破碎机的上对辊和下对辊等形式的破碎系统，进料时，采用恒压力控制破碎，断料时，移动辊自动返回至待机位，避免了无料时的两辊碰撞；移动辊的两端油缸均分别采用恒压控制系统，对进入辊缝两端的料流不均现象具有自适应功能，避免了恒间距控制方式所带来的两端压力不均的现象，不仅有效提高对辊及四辊破碎机的系统运行的稳定性、可靠性和效率，而且能节约能源，延长设备使用寿命。

附图说明

附图1是供料皮带与辊式破碎机之间的位置关系图；

附图2本发明的控制系统原理图。

附图3本发明的控制方法流程图。

图中：1.物料信号检测开关；2.供料皮带；3.固定辊；4.待机位检测开关；4a.第一待机位检测开关；4b.第二待机位检测开关；5.油缸；5a.第一油缸；5b.第二油缸；6.移动辊；61.第一轴承座；62.第二轴承座；7.控制器；8.液压站；9a.第一调节阀；9b.第二调节阀；10a.第一压力传感器；10b.第二压力传感器；10c.第三压力传感器；10d.第四压力传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本实施例的一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的装置，包括

物料信号检测开关1、供料皮带2、固定辊3、待机位检测开关4、油缸5、移动辊6、控制器7、液压站8、第一调节阀9a、第二调节阀9b、第一压力传感器10a、第二压力传感器10b、第三压力传感器10c、第四压力传感器10d；所述的供料皮带2在运转时，皮带2上的物料被投进固定辊3和移动辊6之间的间隙中并通过，且通过时由所述的固定辊3和移动辊6对物料进行挤压破碎；所述的物料信号检测开关1是以供料皮带2上的物料经过时进行物料信号的检测并发出相应有无物料的信号；所述的第一调节阀9a有两根油管分别与液压站8连接，所述的第一调节阀9a还有两根油管分别与第一油缸5a的有杆腔和无杆腔连接，所述的第一油缸5a的活塞杆与移动辊6的第一轴承座61连接，当第一油缸5a动作时，带动移动第一轴承座61移动导致移动辊6在第一轴承座61端处与固定辊7之间的物料受到挤压，引起第一油缸5a的负载F1发生改变；所述的第一位压力传感器10a和第三压力传感器10c分别安装在第一油缸5a的无杆腔和有杆腔的进出油口处，用以分别检测第一油缸5a的无杆腔和有杆腔压力信号，当F1发生变化时，第一位压力感器10a和第三压力传感器10c发出的信号随之变化；所述的第一待机位检测开关4a安装在第一轴承座61附近并靠近第一油缸5a缩回的位置，用以检测移动辊6的左侧是否在停机位处。所述的第二调节阀9b有两根油管分别与液压站8连接，所述的第二调节阀9b还有两根油管分别与第二油缸5b的有杆腔和无杆腔连接，所述的第二油缸5b的活塞杆与移动辊6的第二轴承座62连接，当第二油缸5b动作时，带动移动第二轴承座62移动导致移动辊6在第二轴承座62端处与固定辊7之间的物料受到挤压，引起第二油缸5b的负载F2发生改变；所述的第二位压力传感器10b和第四压力传感器10d分别安装在第二油缸5b的无杆腔和有杆腔的进出油口处，用以分别检测第二油缸5b的无杆腔和有杆腔压力信号，当F2发生变化时，第二位压力感器10b和第四压力传感器10d发出的信号随之变化；所述的第二待机位检测开关4b安装在第二轴承座62附近并靠近第二油缸5b缩回的位置，用以检测移动辊6的右侧是否在停机位处。

所述的一种以压力控制方式控制破碎机对辊间距的控制系统原理为：

如图示2中的管线上箭头方向所示，当需要第一油缸5a前进时，来自液压站8的压力油通过第一调节阀9a进入第一油缸5a的无杆腔并推动第一油缸5a的活塞杆前进并推动第一轴承座61前进移动，导致移动辊6在第一轴承座61端处与固定辊7之间的间隙减小，因间隙处的物料受到挤压，负载F1增大；第一油缸5a有杆腔的油液通过第一调节阀9a回至液压站8；当需要第二油缸5b前进时，来自液压站8的压力油通过第二调节阀9b进入第二油缸5b的无杆腔并推动第二油缸5b的活塞杆前进并推动第二轴承座62前进移动，导致移动辊6在第二轴承座62端处与固定辊7之间的间隙减小，因间隙处的物料受到挤压，负载F2增大；第二油缸5b有杆腔的油液通过第二调节阀9b回至液压站8。

与图2中所示的箭头方向相反，当需要第一油缸5a后退时，来自液压站8的压力油通过第一调节阀9a进入第一油缸5a的有杆腔并推动第一油缸5a的活塞杆后退并拉动第一轴承座61后退移动，导致移动辊6在第一轴承座61端处与固定辊7之间的间隙增大，因间隙处被挤压的物料得到释放，负载F1减小；第一油缸5a无杆腔的油液通过第一调节阀9a回至液压站8；当需要第二油缸5b后退时，来自液压站8的压力油通过第二调节阀9b进入第二油缸5b的有杆腔并推动第二油缸5b的活塞杆后退并拉动第二轴承座62后退移动，导致移动辊6在第二轴承座62端处与固定辊7之间的间隙增大，因间隙处被挤压的物料得到释放，负载F2减小；第二油缸5b无杆腔的油液通过第二调节阀9b回至液压站8。

请参看图3，图3是一种以压力控制方式控制破碎机对辊间距的控制方法的流程图；所述的一种以压力控制方式控制破碎机对辊间距的控制方法，包括如下步骤 ：

步骤一：破碎机对辊系统开机运行；

步骤二：待机位检测，此时第一待机位检测开关4a和第二待机位检测开关4b均应能检测到移动辊6的左右两侧均处于待机位状态，否则执行移动辊6退回待机位的动作，并回到待机位检测步骤；

步骤三：启动供料皮带2，准备供料；

步骤四：对启动的供料皮带2上有无物料进行检测，如果供料皮带2启动后，供料皮带2上并没有带物料，则返回至步骤二；

步骤五：供料信号检测开关1检测到启动的供料皮带上带有物料时，启动第一油缸5a和第二油缸5b前进前的延时，延时时间≥物料从供料信号检测开关1输送到移动辊6和固定辊3之间的时间；

步骤六：第一油缸5a和第二油缸5b分别同时前进，对进入移动辊6和固定辊3之间的物料开始进行挤压破碎操作；

步骤七：通过第一压力传感器10a和第三压力传感器10c的传输信号，实时检测第一油缸5a无杆腔与有杆腔的压力P1和P1'的值；同步地：通过第二压力传感器10b和第四压力传感器10d的传输信号，实时检测第二油缸5a无杆腔与有杆腔的压力P2和P2'的值。

步骤八：控制器7根据F1=P1×A1－P1'×A1'的等式关系，计算出第一油缸5a的实时负载，其中A1为第一油缸5a活塞的面积，A1'为第一油缸5a活塞环的面积；同步地：控制器7根据F2=P2×A2－P2'×A2'的等式关系，计算出第二油缸5b的实时负载，其中A2为第二油缸5b活塞的面积，A2'为第二油缸5b活塞环的面积；

步骤九：将F1和F2与设定压力上限值和压力下限值进行比较，其中F1＞设定的压力上限值，或者F1＜设定的压力下限值，则控制器7向第一调节阀9a输出信号，综合调整第一调节阀9a的开度；同步的，其中F2＞设定的压力上限值，或者F2＜设定的压力下限值，则控制器7向第二调节阀9b输出信号，综合调整第二调节阀9b的开度；

步骤十：在设定的压力下限值≤F1≤设定的压力上限值条件下，维持第一调节阀9a的控制状态不变，返回步骤七；同步的，在设定的压力下限值≤F2≤设定的压力上限值条件下，维持第二调节阀9b的控制状态不变，返回步骤七。

四辊破碎机的上对辊和下对辊等形式的破碎系统，采用进料时，采用恒压力控制破碎，断料时，移动辊自动返回至待机位，避免了无料时的两辊碰撞；移动辊的两端油缸均分别采用恒压控制系统，对进入辊缝两端的料流不均现象具有自适应功能，避免了恒间距控制方式所带来的两端压力不均的现象，不仅有效提高对辊及四辊破碎机的系统运行的稳定性、可靠性和效率，而且能节约能源，延长设备使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的方法，包括基于压力控制方式控制破碎机对辊间距的装置，所述装置包括破碎机的供料皮带、设置在供料皮带上的供料信号检测开关以及由固定辊和移动辊组成的破碎机对辊，所述的移动辊两端的轴承座上分别连接有液压油缸，每个所述的液压油缸的供油管道通过调节阀连接液压站，每个所述的液压油缸的无杆腔和有杆腔的进出油口处分别设置有压力传感器，所述的移动辊两端的轴承座的侧方位分别设置有待机位检测开关，所述的调节阀和所述的压力传感器均连接控制器；

其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：破碎机对辊系统开机运行；

步骤二：待机位检测：此时待机位检测开关检测到移动辊的左右两侧均处于待机位状态，否则执行移动辊退回待机位的动作，并回到待机位检测步骤；

步骤三：启动供料皮带，准备供料；

步骤四：对启动的供料皮带上有无物料进行检测，如果供料皮带启动后，供料皮带上并没有带物料，则返回至步骤二；

步骤五：供料信号检测开关检测到启动的供料皮带上带有物料时，启动液压油缸前进前的延时，延时时间≥物料从供料信号检测开关输送到移动辊和固定辊之间的时间；

步骤六：移动辊两侧的液压油缸分别同时前进，对进入移动辊和固定辊之间的物料开始进行挤压破碎操作；

步骤七：通过压力传感器的传输信号，实时检测两个液压油缸的无杆腔的压力P与有杆腔的压力P'的值；

步骤八：控制器根据液压油缸的压力F=P×A－P'×A'的等式关系，计算出两个液压油缸的实时负载，其中A为液压油缸的活塞的面积，A'为液压油缸的活塞环的面积；

步骤九：将两个液压油缸的压力值与设定压力上限值和压力下限值进行比较，其中F＞设定的压力上限值，或者F＜设定的压力下限值，则控制器向调节阀输出信号，综合调整调节阀的开度；

步骤十：在设定的压力下限值≤F≤设定的压力上限值条件下，维持调节阀的控制状态不变，返回步骤七。

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