CN112095703B - 一种落重式液压破碎锤及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种落重式液压破碎锤及设备，其技术方案为：包括锤击装置和液压系统，所述锤击装置包括导向筒、设于导向筒内部的重锤，所述重锤连接提升机构，且所述提升机构与液压系统相连；在液压系统作用下提升机构能够带动重锤沿导向筒轴向移动。本发明结构简单，生产效率高，工作过程稳定。

Description

一种落重式液压破碎锤及设备

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，尤其涉及一种落重式液压破碎锤及设备。

背景技术

在常用的破碎装置中，锤击式破碎装置应用广泛，例如破碎机、液压锤等。锤击装置是将主机输入的液压能转换成机械冲击能的装置，它通常搭载在装载机、挖掘机等工程机械上使用，可完成岩石破碎，建筑物拆除等工作，被广泛应用于采矿工程和土木工程。在钢铁行业的生产过程中会产生大型的废料废渣，常常使用锤击装置来完成钢包除渣，压碎渣等任务。

锤击装置内装有非常重的锤头，主要是利用大质量的锤从一定高度自由下落产生的极大冲击能量实现碎石。锤击装置最重要的技术性能是每次冲击的冲击能量，合理提高冲击频率对矿石的破碎效果有效的，一般这些重锤的质量在几吨到超过十吨不等，并且需要配备能够实现每分钟一定数量撞击的设备，以便提高撞击效率，实现经济效益。

目前市场上使用的大多破碎锤都是液压破碎锤，由于液压破碎锤的结构复杂，使用和维护成本高，单次冲击能小，对于大型矿石以及坚硬材料的破碎效率较低，导致相关行业的生产效率难以提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种落重式液压破碎锤及设备，其结构简单，生产效率高，工作过程稳定。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种落重式液压破碎锤，包括锤击装置和液压系统，所述锤击装置包括导向筒、设于导向筒内部的重锤，所述重锤连接提升机构，且所述提升机构与液压系统相连；在液压系统作用下提升机构能够带动重锤沿导向筒轴向移动。

作为进一步的实现方式，所述提升机构包括液压马达、卷筒、滑轮组件和钢索，液压马达安装于导向筒侧面，所述液压马达与卷筒相连，钢索沿卷筒周向绕制，且钢索绕过滑轮组件与重锤相连。

作为进一步的实现方式，所述滑轮组件包括定滑轮和动滑轮，定滑轮具有多个且并排设置，钢索依次绕过定滑轮、动滑轮并连接至对应于动滑轮上方的定滑轮；所述卷筒内部设置有减速器。

作为进一步的实现方式，所述导向筒内部安装有直线导轨，重锤外侧设有与直线导轨相适配的导轨滑槽。

作为进一步的实现方式，所述液压系统包括与液压马达连接的比例阀，比例阀通过油路选择器连接控制器，所述比例阀连接水冷却器。

作为进一步的实现方式，所述液压系统还包括分别与液压马达连接的模式转换器、风冷却器，所述风冷却器连接油路选择器，模式转换器连接控制器、模式开关；所述控制器连接行程开关。

作为进一步的实现方式，所述液压马达与补油器相连。

作为进一步的实现方式，所述导向筒侧面距底部设定距离安装连接件，连接件上方同一侧固定有油管和液压阀组。

第二方面，本发明实施例还提供了一种破碎设备，包括所述的液压破碎锤。

作为进一步的实现方式，所述液压破碎锤通过连接件与工程机械相连。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式包括重锤，重锤通过钢索连接到卷筒，卷筒由液压马达驱动，其结构简单，生产效率高，工作过程稳定；

(2)本发明的一个或多个实施方式安装制动装置，在重锤上升阶段，制动装置使得在重锤在上升到装置顶端预设位置时及时制动，以防重锤继续上升过高发生危险；在重锤下落阶段，制动装置使得在重锤达到撞击之前制动开始，避免重锤锤击后，钢索由于惯性造成过冲，导致机构出现不必要的故障，并且重锤因此可以在撞击之后可以立即再次被提升，可以提高装置的锤击频率；

(3)本发明的一个或多个实施方式重锤提升的液压系统直接利用工程机械原有的液压动力源；液压马达通过油管与液压阀等液压元件联接在一起，并最终通过油管联接到工程机械上的油泵和油箱；重锤运动周期短，锤击频率高，重锤的行程长，每次撞击的能量大；

(4)本发明的一个或多个实施方式包括行程开关，用于检测重锤的位置；在重锤上升阶段，需要检测重锤的上升位置使得重锤在上升到装置顶端预设位置时能及时制动；在重锤下落阶段，由于撞击过程会使每次撞击的位置都会改变。通过行程开关判断重锤的下落位置，以便液压制动的初始时刻能适应重锤的最新撞击位置，以确保制动过程可刚好在当前的撞击位置之前启动。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的主视图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的侧视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的定滑轮安装示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的动滑轮与重锤连接示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的钢索与重锤连接示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的液压马达与卷筒连接示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的重锤主视图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的重锤俯视图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的液压系统结构示意图；

其中，1、导向筒，2、液压马达，3、卷筒，4、重锤，5、液压阀组，6、油管，7、第一连接件，8、钢索，9、定滑轮，10、动滑轮，11、第二连接件，12、固定件，13、比例阀，14、控制器，15、油路选择器，16、模式转换器，17、模式开关，18、补油器，19、第一行程开关，20、第二行程开关，21、水冷却器，22、风冷却器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种落重式液压破碎锤，包括锤击装置和液压系统，所述锤击装置与液压系统相连。其中，如图1和图2所示，锤击装置包括导向筒1、提升机构、重锤4，重锤4设于导向筒1内，且重锤4连接提升机构，通过提升机构带动重锤4沿导向筒1轴向移动，以实现锤击动作。

具体的，导向筒1为内部中空的圆筒或方形筒，由型钢焊接形成。导向筒1内部沿轴向设有从底部一直延伸到顶部的直线导轨，重锤4与直线导轨滑动连接。所述导向筒1侧面安装有第一连接件7，第一连接件7用于破碎锤与工程机械相连。

第一连接件7上方设置有油管6、液压阀组5，液压马达2通过油管6与液压阀组5等液压元件联接在一起，并最终通过油管6联接到工程机械上的油泵和油箱。第一连接件7距导向筒1底部设定距离，为了缩短油管6的长度、节约成本，第一连接件7与中部的液压阀组5设置在导向筒1的同一侧。导向筒1底部为主要的锤击受力区域，此处壳体相对其他部位较厚。

如图7和图8所示，重锤4的横截面与导向筒1形状相适配，重锤4的端部具有圆弧形锥头。重锤4外侧设有导轨滑槽，与直线导轨相适配。在非工作时重锤4位于导向筒1内部的底端，重锤4的上端直接与钢索8相连或者与绕过钢索8的动滑轮10相连。

提升机构包括液压马达2、卷筒3、滑轮组件和钢索8，如图6所示，液压马达2安装于导向筒1侧面，所述液压马达2与卷筒3相连，卷筒3能够在液压马达2的作用下旋转，进而收紧钢索8提升重锤4。进一步的，导向筒1侧面安装固定件12，液压马达2安装于固定件12上方；卷筒3通过第二连接件11与液压马达2相连。

液压马达2和卷筒3之间通过联轴器相连或直接相连，卷筒3内部设置有减速器，用以改变卷筒3的转速。在本实施例中，减速器采用行星载荷分流式减速器，此减速器的工作可靠，承载能力大，并且占用体积小。液压马达2提供卷筒3旋转所需要的转矩，卷筒3旋转带动缠绕在其上的钢索8运动，从而提升重锤4。

所述钢索8沿卷筒3周向绕制，钢索8一端绕过滑轮组件与导向筒1内部的重锤4相连。如图3-图5所示，滑轮组件包括定滑轮9和动滑轮10，在本实施例中，定滑轮9设置两个，定滑轮9起到支撑钢索8、导引钢索8运动轨迹的作用；动滑轮10设置一个。两个定滑轮9并排设置，定滑轮9安装于导向筒1顶部，动滑轮10安装于重锤4顶部。

其中一个定滑轮9与动滑轮10位置对应，且此定滑轮9的中心与动滑轮10的右侧(以图4所示方向为参考)边缘位于同一直线上。钢索8依次从两个定滑轮9的顶部穿过，并从动滑轮10下方穿过；之后钢索8连接至与动滑轮10位置对应的定滑轮9下方。

如图9所示，液压马达2与液压系统相连，所述液压系统包括比例阀13、控制器14、油路选择器15、模式转换器16、模式开关17、补油器18、行程开关、水冷却器21、风冷却器22，补油器18与液压马达2相连，补油器18能够及时对液压系统进行补油，解决由重锤4快速下降造成液压回路的吸空问题。

液压马达2分别管路连接风冷却器22、比例阀13，风冷却器22和比例阀13之间连接油路选择器15，油路选择器15用于切换液压马达2所在的油路进而改变重锤4的运动状态或者用于液压马达2制动。油路选择器15连接至液压马达2、比例阀13之间的管路；比例阀13与水冷却器21相连，比例阀13用于控制液压回路的通断及液压油的流向。

液压马达2与风冷却器22之间的管路与模式转换器16相连，模式转换器16、油路选择器15、比例阀13连接控制器14。控制器14根据行程开关等反馈的信号，控制重锤4的提升与制动、下降与制动等过程。模式转换器16与控制器14之间连接模式开关17，且模式转换器16一端与油箱连接，另一端与液压马达的上部端口连接，模式转换器16与模式开关17能够将装置转换为正常工作模式或检修模式。

本实施例还包括卷筒3转动的制动装置，在重锤4上升阶段，制动装置使得重锤4在上升到装置顶端预设位置时及时制动，以防重锤4继续上升过高发生危险。在重锤4下落阶段，制动装置使得在重锤4达到撞击之前制动开始，避免重锤4锤击后，钢索8由于惯性造成过冲，导致机构出现不必要的故障，并且重锤4因此可以在撞击之后可以立即再次被提升，可以提高装置的锤击频率。

制动装置采用液压制动方式，通过油路选择器15改变油路来制动液压马达2进而使卷筒3制动。通过油路选择器15来完成液压制动是实现液压马达2快速制动的有效方法。与传统的机械制动方式相比，本实施例采用液压制动方式不仅制动方法简单，而且不会出现磨损部件的现象。

在本实施例中，设置两个行程开关，即第一行程开关19、第二行程开关20，第一行程开关19、第二行程开关20分别连接控制器14；通过第一行程开关19、第二行程开关20检测重锤4的位置。检测重锤4位置的目的在于判达何时启动液压制动装置，使得制动过程更加精确。在重锤上升阶段，需要检测重锤4的上升位置使得重锤4在上升到装置顶端预设位置时能及时制动；在重锤4下落阶段，由于撞击过程会使每次撞击的位置都会改变。通过行程开关判断重锤4的下落位置，以便液压制动的初始时刻能适应重锤的最新撞击位置，以确保制动过程可刚好在当前的撞击位置之前启动。

当重锤4在提升机构的作用下提升到顶端预设位置时，由第一行程开关19检测位置随后进行制动，使得重锤4迅速停下。工程机械将锤击装置移动到锤击位置，并将锤击装置置于被锤击的对象上方，然后操作者启动以锤击按钮，控制器14向油路选择器15发出锤击指令，油路选择器15将马达的两个油口直接导通。在落重作用下，重锤4开始下落。

当重锤4下落至预设制动位置时，触发第二行程开关20，第二行程开关20向控制器14反馈制动信号，在重锤4达到撞击前启动制动过程，以防止钢索8过冲。随后重锤4撞击被锤击的对象完成一次锤击工作。由于完成一次锤击动作后会导致下一次的锤击位置改变，控制器14会自动根据重锤4锤击后的位置自动调整下一次锤击前液压制动的启动位置和时刻。反复进行锤击直到破碎完成。

本实施例中，比例阀13的P口与动力油源连通，T口为回油口，与油箱连通。在上升模式下，当控制器14发出重锤4上升指令后，比例阀13的右位工作，油路选择器15将把比例阀13的P口接通到液压马达2的上端油口，同时模式转换器16处于正常工作模式，可对液压马达2上端油口的最高油压进行限，液压马达2下端油口与T口相通。于是，高压的液压油从液压马达2的上部端口流入，从下部端口流回油箱，液压马达2驱动卷筒3，带动重锤4上升。

当重锤4上升到预定高度后，触动第一行程开关19，控制器14发出指令，使比例阀13工作于中位或左位。如果比例阀13工作于中位，此时通过模式开关17，可使系统处于检修状态，则重锤4在空中的位置不变。如果比例阀工13作于中位的同时，模式开关17处于重锤4下降的模式，则油路选择器15将液压马达2的上部端口和下部端口接通，液压马达2反转，重锤4在落重的作用下迅速下降。

在重锤4下降的过程中，由于液压马达2反转的速度非常快，油液可能会发热比较严重，系统通过风冷却器22和水冷却器21对油液进行冷却降温。此外，在重锤4下降的过程中，由于液压马达2反转的速度非常快，有可能出现气穴，系统将通过补油器18自动给马达补充油液，防止气穴现象发生。控制器14通过调节发送到油路选择器15的信号大小和方向，可随时对液压马达2进行液压制动，对重锤4的下降速度进行控制。

实施例二：

本实施例提供了一种破碎设备，包括工程机械和实施例一所述的液压破碎锤，液压破碎锤通过第一连接件7安装于工程机械前方。

重锤4通过安装在工程机械上的液压油泵抽取工程机械油箱中的液压油，油液经过比例阀13进入液压马达2，带动液压马达2旋转，进而带动卷筒3旋转，通过钢索8和滑轮组件提升重锤4，重锤4在导向筒1内部沿着直线导轨加速上升。

当重锤4提升到接近顶部时，由行程开关检测出重锤4的位置，由控制器14向制动装置发出信号，制动装置启动，停止卷筒3的转动，重锤4停在预设高度。切换油路至重锤4下落的模式，短接液压马达2所在油路，重锤4在自身落重的作用下迅速下落，卷筒3在重锤4的带动下反转。在重锤4达到撞击前启动制动过程，能够避免或减少锤击发生时线缆的过冲。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种落重式液压破碎锤，其特征在于，包括锤击装置和液压系统，所述锤击装置包括导向筒、设于导向筒内部的重锤，所述重锤连接提升机构，所述提升机构包括液压马达，所述液压马达与补油器相连；且所述提升机构与液压系统相连；在液压系统作用下提升机构能够带动重锤沿导向筒轴向移动；

所述液压系统包括分别与液压马达连接的模式转换器、风冷却器、比例阀；所述风冷却器连接油路选择器；模式转换器连接控制器、模式开关；

模式转换器与控制器之间连接模式开关，并且模式转换器一端与油箱连接，另一端与液压马达的上部端口连接，模式转换器与模式开关能够将装置转换为正常工作模式或检修模式；

重锤上升到预定高度，触动第一行程开关，控制器使比例阀工作于中位或左位；比例阀工作于中位，模式开关使系统处于检修状态，则重锤在空中的位置不变；或者，模式开关设定为重锤下降的模式，则油路选择器将液压马达的上部端口和下部端口接通，液压马达反转，重锤在落重的作用下迅速下降，重锤下降的过程中，控制器通过调节发送到油路选择器的信号大小和方向，随时对液压马达进行液压制动，对重锤的下降速度进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，所述提升机构还包括卷筒、滑轮组件和钢索，液压马达安装于导向筒侧面，所述液压马达与卷筒相连，钢索沿卷筒周向绕制，且钢索绕过滑轮组件与重锤相连。

3.根据权利要求2所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，所述滑轮组件包括定滑轮和动滑轮，定滑轮具有多个且并排设置，钢索依次绕过定滑轮、动滑轮并连接至对应于动滑轮上方的定滑轮；所述卷筒内部设置有减速器。

4.根据权利要求1所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，所述导向筒内部安装有直线导轨，重锤外侧设有与直线导轨相适配的导轨滑槽。

5.根据权利要求1所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，比例阀通过油路选择器连接控制器，所述比例阀连接水冷却器。

6.根据权利要求1所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，所述控制器连接行程开关。

7.根据权利要求1所述的一种落重式液压破碎锤，其特征在于，所述导向筒侧面距底部设定距离安装连接件，连接件上方同一侧固定有油管和液压阀组。

8.一种破碎设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的落重式液压破碎锤。

9.根据权利要求8所述的一种破碎设备，其特征在于，所述落重式液压破碎锤通过连接件与工程机械相连。

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