CN116920993B - 一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，包括分料斗以及破碎装置；壳体的外侧设置有辊缝调节单元；分料斗内还设置有纵向分级机构，破碎对辊在轴向上也分区配置；纵向分级机构包括可转动地安装于分料斗内的倾斜导引单元，倾斜导引单元包括框架总成以及固定安装于框架总成的筛板，筛板上开设有若干筛孔；还包括可相对移动地安装于框架总成的活动板，活动板位于筛板的下方；活动板上开设有若干调节孔，且调节孔的数量及形状与筛孔相同；活动板与框架总成的前端通过弹簧元件连接，且非工作状态时，对应匹配的调节孔的位置相对于筛孔的位置靠上；通过检测弹簧元件的平均压缩量来获取小号矿石的平均粒径。

Description

一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成

技术领域

本发明涉及一种矿石破碎机械，尤其涉及一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成。

背景技术

破碎物料是冶金、矿山、建材、化工、电力等行业中广泛使用的一种工艺，每年对大量的原材料和再利用废料进行破碎和处理。随着矿山生产需求的不断增长，矿石破碎机的技术也随着时间突飞猛进。而破碎对辊式的破碎机械是工程实践中主流的矿石破碎装置

目前，为了提高矿石破碎的效率，矿石破碎机械往大型化发展。通过为破碎装置设置多个破碎对辊，并在入料过程中将矿石原料分散到各个破碎对辊处，极大地提升了矿石破碎效率。并且，通过配置辊缝调节机构，能够较好地适应不同尺寸的原矿的破碎。

然而，原矿石的粒径差异较大，仅靠辊缝调节单元来改变破碎对辊的辊缝难以兼顾原矿石粒径的差异性，难以取得良好的破碎效果。例如，体积过小的矿石有可能接触不到破碎辊上的破碎凸筋而降低对其的破碎效果；体积过大的矿石对于破碎辊上的破碎凸筋的应力过大而影响的其使用寿命。

并且，由于矿石破碎的特殊性，现有技术中缺乏矿石粒径的在线检测装置，难以根据矿石粒径的实际变化情况，快速进行响应，对辊缝进行针对性的定量化调节

因此，研究一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，包括由上至下依次连通的入料口、分料斗、破碎装置以及输送装置；

其中，矿石原料由入料口进入，并落入分料斗内；

分料斗内设置有横向分区机构，矿石原料经过横向分区机构分散并流向不同区域，分散后的矿石落入破碎装置；

破碎装置内设置有若干破碎对辊；破碎后的矿石由破碎装置落入输送装置，并由输送装置运输至后序工序；

破碎装置包括机架以及安装于机架上的壳体，若干破碎对辊均可转动地安装于壳体内；

破碎对辊包括辊轴以及固定安装于辊轴外周的辊体总成，辊轴传动连接动力单元；

其中，壳体的外侧设置有辊缝调节单元，且辊缝调节单元与辊轴联结；

分料斗内还设置有纵向分级机构，破碎对辊在轴向上也分区配置；

纵向分级机构包括可转动地安装于分料斗内的倾斜导引单元，且倾斜导引单元设置有筛孔；

辊体总成包括一端的小径区段以及另一端的大径区段；

其中，倾斜导引单元包括可转动地安装于分料斗内的框架总成以及固定安装于框架总成的筛板，筛板上开设有若干筛孔；

倾斜导引单元还包括可相对移动地安装于框架总成的活动板，活动板位于筛板的下方；活动板上开设有若干调节孔，且调节孔的数量及形状与筛孔相同；

活动板与框架总成的前端通过弹簧元件连接，且非工作状态时，对应匹配的调节孔的位置相对于筛孔的位置靠上；

并且，通过检测弹簧元件的平均压缩量来获取小号矿石的平均粒径。

进一步的，辊缝调节单元包括主动调节组以及与主动调节组传动连接的从动调节组，从动调节组与辊轴相对固定；

其中，主动调节组包括联动杆以及固定安装于联动杆上的驱动块，联动杆的两端可滑动地安装于限位座，且限位座固定安装于壳体的侧壁；

联动杆的一端与液压缸连接，驱动块的上端与从动调节组的垂直折弯部连接。

进一步的，框架总成包括主体部，主体部后端的两侧分别设置有挂接部；

分料斗内设置有一对U形挂座，且挂接部挂装在U形挂座内；

主体部底端面的两侧分别设置有铰接耳，倾斜导引单元的背面通过铰接耳安装有支撑调节结构。

进一步的，主体部的上端由上至下向内延伸而出第一横板以及第二横板，且主体部和第一横板及第二横板围合而成第一安装空间，筛板的两端分别固定安装于两侧的第一安装空间内；

其中，主体部还向内延伸而出第三横板，且第三横板位于第二横板713的下方；

第三横板与第二横板间隔设置，且主体部和第二横板及第三横板围合而成第二安装空间，活动板的两端分别可活动地安装于两侧的第二安装空间。

进一步的，调节孔的内缘设置有导引斜面。

进一步的，主体部还向内延伸而出弹簧元件安装座，且弹簧元件安装座位于第三横板的下方，弹簧元件的一端固定安装于弹簧元件安装座；

活动板的下端面安装有挤压耳，弹簧元件的另一端连接挤压耳。

进一步的，弹簧元件包括变系数弹簧和定系数弹簧，变系数弹簧固定安装于弹簧元件安装座，定系数弹簧的一端安装于变系数弹簧，另一端安装于挤压耳。

进一步的，初始状态时，不对变系数弹簧通电。

进一步的，变系数弹簧的一侧设置有安装箱，一距离传感器安装于安装箱面向挤压耳的一侧的外部；

调节孔的上边缘开设有安装槽，且安装槽内安装有第二距离传感器。

进一步的，变系数弹簧的弹性系数动态控制方程为：

式中，d₀为定系数弹簧未发生弱化，且大型矿石破碎总成非工作状态时，弹簧元件被压缩的量值；

d为距离传感器检测到的压缩值；

d_m为定系数弹簧未发生弱化，且调节孔下边缘的尺寸没有变大时，大型矿石破碎总成工作状态时，小号矿石的平均粒径所对应的弹簧元件被压缩的量值；

k_VC为变系数弹簧的弹性系数的调整目标值；

k_SC为定系数弹簧性能弱化后的弹性系数；

L为第二距离传感器检测到的距离值；

L₀为调节孔下边缘的尺寸没有变大时，调节孔的上边缘和下边缘之间的距离值；

k_V0为变系数弹簧的初始弹性系数的值；

K₀为弹簧元件整体初始弹性系数；

其中，

式中，K_S0为定系数弹簧的初始弹性系数。

有益效果：

(1)本发明的大型矿石破碎总成，通过纵向分级机构配合破碎对辊在轴向上的分区配置，能够仅靠辊缝调节单元来改变破碎对辊的辊缝来兼顾原矿石粒径的差异性，既能避免体积过小的矿石接触不到辊体总成上的破碎凸筋而降低破碎效果；又能避免体积过大的矿石对于辊体总成上的破碎凸筋的应力过大而影响的其使用寿命。

(2)本发明的在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，倾斜导引单元能够根据实际工况动态调整破碎对辊的大径区段的辊缝。使得大径区段的辊缝能够与小号矿石中的大多数相适应，既能避免小号矿石中过多的体积较小的矿石接触不到辊体总成上的破碎凸筋而降低破碎效果；又能避免小号矿石中过多的体积较大的矿石对于辊体总成上的破碎凸筋的应力过大而影响其使用寿命。

(3)活动板与框架总成的前端通过弹簧元件连接，且非工作状态时，对应匹配的调节孔的位置相对于筛孔的位置靠上。通过检测弹簧元件的平均压缩量来获取小号矿石的平均粒径。从而，根据检测到的小号矿石的平均粒径，能够精准地调节辊缝。

(4)本发明的倾斜导引单元，弹簧元件为可调整式弹簧。从而，当弹簧元件的弹性系数产生弱化时，和/或，调节孔下边缘的尺寸变大时，动态补偿弹簧元件的弹性系数，保障弹簧元件的压缩量与矿石粒径相匹配，从而更准确地得出小号矿石的平均粒径。

(5)弹簧元件包括变系数弹簧和定系数弹簧，通过调节变系数弹簧的弹性系数来改变弹簧元件的整体弹性。并且，通过变系数弹簧和定系数弹簧的串联配合，能够保障弹簧元件的最大压缩行程。

(6)通过调节变系数弹簧的弹性系数动态控制方程，建立了变系数弹簧的弹性系数的调整值与检测定系数弹簧发生弹性系数弱化、检测调节孔下边缘的尺寸产生了变大的传感器检测值之间的控制关系，可以快速、精准的调节变系数弹簧的弹性系数，有利于动态补偿弹簧元件的弹性系数，保证弹簧元件的压缩量与矿石粒径相匹配，从而更准确地得出小号矿石的平均粒径，为破碎装置的辊缝的精准调节提供支撑。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为总成整体结构正视图；

图2为装置整体结构侧视图；

图3为图2中A处局部放大图；

图4为破碎装置整体图；

图5为辊缝调节单元图；

图6为图5中B处局部放大图；

图7为辊体总成整体结构图；

图8为倾斜导引单元整体结构图一；

图9为倾斜导引单元整体结构图二；

图10为图9中C处局部放大图；

图11为倾斜导引单元爆炸视图；

图12为框架总成爆炸视图；

图13为活动板整体结构图；

图14为图13中D处局部放大图；

图15为弹簧元件整体结构图。

图中：入料口100，分料斗200，横向分区机构210，纵向分级机构220，支撑调节结构221，U形挂座222，破碎装置300，破碎对辊310，辊轴311，壳体320，支承式轴承330，输送装置400，辊缝调节单元500，主动调节组510，联动杆511，驱动块512，液压缸513，限位座516，从动调节组520，滑动座521，垂直折弯部522，第二腰形孔523，轴承座524，第二安装孔526，内部通孔527，辊体总成600，破碎凸筋601，小径区段610，大径区段620，倾斜导引单元700，框架总成710，主体部711，第一横板712，第一螺纹孔7121，第二横板713，第二螺纹孔7131，第一安装空间714，第三横板715，第二安装空间716，弹簧元件安装座717，筛板720，筛孔721，第三螺纹孔722，挂接部730，铰接耳740，活动板750，调节孔751，导引斜面752，挤压耳753，安装槽754，弹簧元件760，距离传感器761，变系数弹簧762，定系数弹簧763，安装箱764。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-15所示，本实施方式提供了一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，包括由上至下依次连通的入料口100、分料斗200、破碎装置300以及输送装置400。

其中，矿石原料由入料口100进入，并落入分料斗200内；分料斗200内设置有横向分区机构210，矿石原料经过横向分区机构210分散并流向不同区域，分散后的矿石落入破碎装置300，破碎装置300内设置有若干破碎对辊310，以将分散后的矿石破碎为小颗粒；小颗粒矿石由破碎装置300落入输送装置400，并由输送装置400运输至后序工序。

可以理解的是，破碎对辊310的数量与横向分区机构210相对应，即横向分区机构210将原料分区的数量与破碎对辊310的数量相同。通过将矿石分散到多个区域，并且破碎装置300配置有多对破碎对辊310，能够提高破碎效率。本实施方式示出的，横向分区机构210将原料在横向分散到五个区域，破碎对辊310的数量也为五对，但这并不构成对本实施方式的限制。

破碎装置300包括机架(未示出)以及安装于机架上的壳体320，若干破碎对辊310均可转动地安装于壳体320内；破碎对辊310包括辊轴311以及固定安装于辊轴311外周的辊体总成600，辊轴311传动连接动力单元(未示出)，从而通过动力单元带动破碎对辊310旋转。

本实施方式中，辊轴311的两端均由壳体320内贯穿而出，且辊轴311的两端均安装有支承式轴承330，支承式轴承330安装于机架上。从而，使得破碎对辊310能够稳定的旋转。

本实施方式中，壳体320的外侧设置有辊缝调节单元500，且辊缝调节单元500与辊轴311联结。从而，通过辊缝调节单元500使得辊轴311相对于壳体320横向移动，进而改变破碎对辊310之间的间距。

本实施方式中，辊缝调节单元500包括主动调节组510以及与主动调节组510传动连接的从动调节组520，从动调节组520与辊轴311相对固定，从而通过主动调节组510带动从动调节组520移动，进而带动破碎对辊310移动，最终实现辊缝间距的调节。

具体的，从动调节组520包括滑动座521以及轴承座524，辊轴311通过轴承座524安装在滑动座521上，壳体320的侧壁上开设有供辊轴311滑动的活动条孔(未示出)；通过主动调节组510带动滑动座521在壳体320的侧壁上滑动，从而带动辊轴311移动，以调节破碎对辊310之间的缝隙。

滑动座521的下端一体成型地延伸有垂直折弯部522，且垂直折弯部522与主动调节组510传动连接，以实现滑动座521的移动；壳体320的侧壁上开设有第一腰形孔(未示出)，滑动座521上开设有第二腰形孔523，滑销通过第一腰形孔和第二腰形孔523，将壳体320和滑动座521相对固定在一起。

可以理解的是，当需要调节辊缝时，暂停向大型矿石破碎总成送料，待已进入破碎装置300的矿石破碎完成时，主动调节组510带动滑动座521相对壳体320移动，从而带动辊轴311移动，距离调节完毕，继续向大型矿石破碎总成送料。

滑动座521上开设有第一安装孔(未示出)，轴承座524上开设有第二安装孔526，通过螺栓将轴承座524固定安装在滑动座521上，一外球面轴承(未示出)安装在轴承座524的内部通孔527内，辊轴311安装在该外球面轴承内。

通过以上设置，调节辊缝时，主动调节组510带动滑动座521移动，从而带动轴承座524移动，轴承座524进而带动辊轴311移动，滑销使得滑动座521和壳体320相对固定，即滑动座521只能横向移动，滑销起到导向限位的作用。

本实施方式中，主动调节组510包括联动杆511以及固定安装于联动杆511上的驱动块512，联动杆511的两端可滑动地安装于限位座516，且限位座516固定安装于壳体320的侧壁，以便联动杆511只具备一个横向移动自由度；联动杆511的一端与液压缸513连接，驱动块512的上端与垂直折弯部522连接。

由此，调节辊缝时，液压缸513带动联动杆511横向移动，进而分别带动五个驱动块512横向移动，进而通过滑动座521带动破碎对辊310的辊轴311横向移动。

可以理解的是，原矿石的粒径差异较大，仅靠辊缝调节单元500来改变破碎对辊310的辊缝难以兼顾原矿石粒径的差异性，难以取得良好的破碎效果。例如，体积过小的矿石有可能接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低对其的破碎效果；体积过大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响的其使用寿命。

为了排除上述问题，本实施方式中的在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，分料斗200内还设置有纵向分级机构220，矿石原料经过纵向分级机构220分为大小不同的矿石，分类后的矿石落入破碎装置300，破碎对辊310在轴向上也分区配置，以将各类大小不同的矿石破碎为小颗粒。

可以理解的是，破碎对辊310在轴向上分区配置的数量与纵向分级机构220相同。本实施方式中，纵向分级机构220将原料按照尺寸分为两类。

通过上述设置，本实施方式中的大型矿石破碎总成，通过纵向分级机构220配合破碎对辊310在轴向上的分区配置，能够仅靠辊缝调节单元500来改变破碎对辊310的辊缝来兼顾原矿石粒径的差异性，既能避免体积过小的矿石接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低破碎效果；又能避免体积过大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响的其使用寿命。

本实施方式中，纵向分级机构220包括可转动地安装于分料斗200内的倾斜导引单元700，且倾斜导引单元700设置有筛孔721；倾斜导引单元700的背面安装有支撑调节结构221，以便通过支撑调节结构221改变倾斜导引单元700的倾斜角度，且在调节倾斜导引单元700的倾斜角度后，维持其当前状态。

从而，原矿在倾斜导引单元700上向下运动，其中体积较小的矿石经过筛孔721落入破碎装置300中，排除了小号矿石的原矿直接在倾斜导引单元700上落入破碎装置300中。

通过以上设置，巧妙的在破碎对辊310的轴向方向上，将原矿按照尺寸进行分类，配合破碎对辊310在轴向上的分区配置，既能避免体积过小的矿石接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低破碎效果；又能避免体积过大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响的其使用寿命。

本实施方式中，辊体总成600设置为两段，即一端的小径区段610以及另一端的大径区段620。由此，小径区段610的辊缝相对较大，对应大号矿石；大径区段620的辊缝相对较小，对应小号矿石。

配合着在破碎对辊310的轴向方向上，将矿石按照尺寸分为两个区域，辊体总成600在轴向上的分段设置，使得各个区段的辊缝能够与两类尺寸的矿石相适应，既能避免体积过小的矿石接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低破碎效果；又能避免体积过大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响其使用寿命。

本实施方式中，倾斜导引单元700包括可转动地安装于分料斗200内的框架总成710以及固定安装于框架总成710的筛板720，筛板720上开设有若干筛孔721，以便原矿在倾斜导引单元700上向下运动过程中，体积较小的矿石经过筛孔721落入破碎装置300中。

具体的，框架总成710包括主体部711，主体部711后端的两侧分别设置有挂接部730，相应的，分料斗200内设置有一对U形挂座222，且挂接部712挂装在U形挂座222内，从而倾斜导引单元700可转动地安装于分料斗200内；主体部711底端面的两侧分别设置有铰接耳740，以便倾斜导引单元700的背面通过铰接耳740安装有支撑调节结构221。

主体部711的上端由上至下向内延伸而出第一横板712以及第二横板713，且主体部711和第一横板712及第二横板713围合而成第一安装空间714，筛板720的两端分别固定安装于两侧的第一安装空间714内，从而实现筛板720固定安装于框架总成710。

较佳的，第一横板712的下端面与第二横板713的上端面之间的高度差可以略小于筛板720的两端厚度，以便通过过盈配合的方式实现板720与框架总成710的固定；筛板720的两端也可以通过紧固件固定安装于第一安装空间714内，例如，第一横板712以及第二横板713上分别开设第一螺纹孔7121以及第二螺纹孔7131，相应的，筛板720的两端也开设有第三螺纹孔722，且三个螺纹孔的位置相匹配。

可以理解的是，筛孔721的尺寸即为区分大号矿石和小号矿石的标准，尺寸小于筛孔721尺寸的矿石能够穿过筛孔721落入破碎装置300中的大径区段620，尺寸大于筛孔721尺寸的矿石直接在倾斜导引单元700上落入破碎装置300中小径区段610。破碎对辊310的辊缝的调节可以根据小号矿石的平均粒径而确定。

不同批次下，面临的矿石原料的尺寸参数情况不同，小号矿石的平均粒径会有变化，需要根据小号矿石的平均粒径来调节破碎对辊310的大径区段620的辊缝。为此，本实施方式的在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，倾斜导引单元700还设置有矿石粒径检测设备，从而根据实际工况动态调整破碎对辊310的大径区段620的辊缝。

使得大径区段620的辊缝能够与小号矿石中的大多数相适应，既能避免小号矿石中过多的体积较小的矿石接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低破碎效果；又能避免小号矿石中过多的体积较大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响其使用寿命。

由此，本实施方式中，倾斜导引单元700还包括可相对移动地安装于框架总成710的活动板750，活动板750上开设有若干调节孔751，且调节孔751的数量及形状与筛孔721相同。从而，通过活动板750相对于框架总成710的移动，改变调节孔751与筛孔721的重叠面积，实现倾斜导引单元700的筛孔721的打开程度的动态调节。

具体的，主体部711还向内延伸而出第三横板715，且第三横板715位于第二横板713的下方，第三横板712与第二横板713间隔设置，且主体部711和第二横板713及第三横板715围合而成第二安装空间716，活动板750的两端分别可活动地安装于两侧的第二安装空间716，从而实现活动板750可相对移动地安装于框架总成710。

其中，活动板750与框架总成710的前端通过弹簧元件760连接，且非工作状态时，对应匹配的调节孔751的位置相对于筛孔721的位置靠上。由此，倾斜导引单元700倾斜布置，框架总成710的前端位于下方，活动板750在重力作用下，总有向下移动的趋势，因而活动板750与框架总成710的前端之间的弹簧元件760受到挤压，大型矿石破碎总成非工作状态时，活动板750受力平衡相对静止，此时调节孔751与筛孔721的重叠面积较小，为非工作状态下初始重叠面积。

大型矿石破碎总成工作状态时，小号矿石穿过筛孔721挤压调节孔751的内缘，即活动板750受到矿石的挤压力，使其克服弹簧元件760的弹力向下运动，此时调节孔751与筛孔721的重叠面积变大，为工作状态下动态重叠面积。

可以理解的是，调节孔751与筛孔721的重叠面积越大，矿石的通过性越好，即筛孔721可以通过小号矿石中的尺寸相对较大的；调节孔751与筛孔721完全重叠时，即筛孔721完全露出，此时矿石的通过性最好，筛孔721可以通过小号矿石中的尺寸最大的；非工作状态时，调节孔751与筛孔721的重叠面积最小。矿石通过对活动板750的挤压，使得活动板750向下移动，进而调节孔751与筛孔721的重叠面积增大，矿石在二者的重叠区域穿过。

值得说明的是，小号矿石中尺寸越大的矿石挤压活动板750向下移动的距离越大，弹簧元件760受到压力而产生的压缩量越大，弹簧元件760受到的压力也越大。本实施方式的在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成工作时，通过检测弹簧元件760的平均压缩量来获取小号矿石的平均粒径。从而，根据检测到的小号矿石的平均粒径，能够精准地调节辊缝。

具体的，弹簧元件760上设置有距离传感器761，以便检测弹簧元件760的压缩量。

优选的，调节孔751的内缘设置有导引斜面752，以便于矿石更好地挤压活动板750，且可以避免调节孔751受到矿石的长期冲击而过早的产生磨损。

本实施方式中，主体部711还向内延伸而出弹簧元件安装座717，且弹簧元件安装座717位于第三横板715的下方，弹簧元件760的一端固定安装于弹簧元件安装座717；活动板750的下端面安装有挤压耳753，弹簧元件760的另一端连接挤压耳753。由此，实现活动板750与框架总成710的前端通过弹簧元件760连接。

可以理解的是，本实施方式的在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总在长期工作后，对于倾斜导引单元700，一方面会产生弹簧元件760弹性系数的弱化，活动板750受到相同重量矿石挤压后(矿石重量与其尺寸正相关)，弹簧元件760受相同压力产生的压缩量会变大，此时距离传感器761检测到的数值会偏大，导致破碎对辊310的大径区段620的辊缝的调整值过大，使得小号矿石中过多的体积较小的矿石接触不到辊体总成600上的破碎凸筋601而降低破碎效果；

另一方面，因矿石冲击导引斜面752导致的长期磨损，调节孔751下边缘的尺寸会变大，活动板750受到矿石挤压后移动的距离相对变小，导致弹簧元件760受压产生的压缩量偏小，导致破碎对辊310的大径区段620的辊缝的调整值过小，使得小号矿石中过多的体积较大的矿石对于辊体总成600上的破碎凸筋601的应力过大而影响其使用寿命。

为了排除上述问题，本实施方式的倾斜导引单元700，弹簧元件760为可调整式弹簧。从而，当弹簧元件760的弹性系数产生弱化时，和/或，调节孔751下边缘的尺寸变大时，动态补偿弹簧元件760的弹性系数，保障弹簧元件760的压缩量与矿石粒径相匹配，从而更准确地得出小号矿石的平均粒径。

本实施方式中，弹簧元件760包括变系数弹簧762和定系数弹簧763，变系数弹簧762固定安装于弹簧元件安装座717，定系数弹簧763的一端固定安装于变系数弹簧762，另一端安装于挤压耳753。

由此，通过调节变系数弹簧762的弹性系数来改变弹簧元件760的整体弹性。变系数弹簧762可以选择磁电弹簧，其弹性系数可随外加磁场强度而变化，响应速度快，且只需很小的电流变化就能大范围调节其弹性系数。并且，通过变系数弹簧762和定系数弹簧763的串联配合，能够保障弹簧元件760的最大压缩行程。

值得说明的是，初始状态时，即，定系数弹簧763未发生弹性系数的弱化，且调节孔751下边缘的尺寸未变大时，大型矿石破碎总成工作时，不对变系数弹簧762通电即可，使得变系数弹簧762处于初始弹性系数，以节省电力，在定系数弹簧763发生弹性系数的弱化和/或调节孔751下边缘的尺寸变大时，再对变系数弹簧762通电调节其弹性系数即可。

为了检测定系数弹簧763是否发生弹性系数的弱化，本实施方式中，变系数弹簧762的一侧设置有安装箱764，以便电源模块和控制模块安装于安装箱764；距离传感器761安装于安装箱764面向挤压耳753的一侧的外部。由此，活动板750相对于安装箱764的位移变化值即为弹簧元件760的压缩量，在大型矿石破碎总成非工作状态时，对定系数弹簧763是否发生弹性系数的弱化进行检测判定。

通过该设置，大型矿石破碎总成非工作状态时，弹簧元件760只受到活动板750的挤压。从而，当定系数弹簧763发生弹性系数的弱化时，弹簧元件760的压缩量增大，即通过距离传感器761检测到的非工作状态时的距离值的变化判断是否发生弹性系数的弱化。

为了检测调节孔751下边缘的尺寸是否变大，本实施方式中，调节孔751的上边缘开设有安装槽754，且安装槽754内安装有第二距离传感器(未示出)。由此，直接对调节孔751下边缘的尺寸是否变大进行检测判定。

通过该设置，第二距离传感器检测调节孔751的上边缘和下边缘之间的距离。从而，当调节孔751下边缘的尺寸变大时，调节孔751的上边缘和下边缘之间的距离值变大，即通过第二距离传感器检测到的距离值判断检测调节孔751下边缘的尺寸是否变大。

值得说明的是，本实施方式中，当距离传感器761检测到的压缩值d大于阈值d₀时，且第二距离传感器检测到的距离值L未大于阈值L₀时，即定系数弹簧763发生了弹性系数的弱化，调节孔751下边缘的尺寸没有变大；

当距离传感器761检测到的压缩值d未大于阈值d₀时，且第二距离传感器检测到的距离值L大于阈值L₀时，即定系数弹簧763没有发生弹性系数的弱化，调节孔751下边缘的尺寸产生了变大；

当距离传感器761检测到的压缩值d大于阈值d₀时，且第二距离传感器检测到的距离值L大于阈值L₀时，即定系数弹簧763发生了弹性系数的弱化，同时调节孔751下边缘的尺寸产生了变大；

动态调节变系数弹簧762的弹性系数为：

式中，d₀为定系数弹簧763未发生弱化，且大型矿石破碎总成非工作状态时，弹簧元件760被压缩的量值；d为距离传感器761检测到的压缩值；d_m为定系数弹簧763未发生弱化，且调节孔751下边缘的尺寸没有变大时，大型矿石破碎总成工作状态时，小号矿石的平均粒径所对应的弹簧元件760被压缩的量值；k_VC为变系数弹簧762的弹性系数的调整目标值；k_SC为定系数弹簧763性能弱化后的弹性系数；L为第二距离传感器检测到的距离值，L₀为调节孔751下边缘的尺寸没有变大时，调节孔751的上边缘和下边缘之间的距离值；k_V0为变系数弹簧762的初始弹性系数的值；K₀为弹簧元件760整体初始弹性系数；

其中，式中，K_S0为定系数弹簧763的初始弹性系数。

通过上述调节变系数弹簧762的弹性系数动态控制方程，建立了变系数弹簧762的弹性系数的调整值与检测定系数弹簧763发生弹性系数弱化、检测调节孔751下边缘的尺寸产生了变大的传感器检测值之间的控制关系，可以快速、精准的调节变系数弹簧762的弹性系数，有利于动态补偿弹簧元件760的弹性系数，保证弹簧元件760的压缩量与矿石粒径相匹配，从而更准确地得出小号矿石的平均粒径，为破碎装置300的辊缝的精准调节提供支撑。

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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种在线检测粒径及调节辊缝的大型矿石破碎总成，包括由上至下依次连通的入料口、分料斗、破碎装置以及输送装置；

其中，矿石原料由入料口进入，并落入分料斗内；

分料斗内设置有横向分区机构，矿石原料经过横向分区机构分散并流向不同区域，分散后的矿石落入破碎装置；

破碎装置内设置有若干破碎对辊；破碎后的矿石由破碎装置落入输送装置，并由输送装置运输至后序工序；

破碎装置包括机架以及安装于机架上的壳体，若干破碎对辊均可转动地安装于壳体内；

破碎对辊包括辊轴以及固定安装于辊轴外周的辊体总成，辊轴传动连接动力单元；

其中，壳体的外侧设置有辊缝调节单元，且辊缝调节单元与辊轴联结；

其特征在于，分料斗内还设置有纵向分级机构，破碎对辊在轴向上也分区配置；

纵向分级机构包括可转动地安装于分料斗内的倾斜导引单元，且倾斜导引单元设置有筛孔；

辊体总成包括一端的小径区段以及另一端的大径区段；

其中，倾斜导引单元包括可转动地安装于分料斗内的框架总成以及固定安装于框架总成的筛板，筛板上开设有若干筛孔；

倾斜导引单元还包括可相对移动地安装于框架总成的活动板，活动板位于筛板的下方；活动板上开设有若干调节孔，且调节孔的数量及形状与筛孔相同；

活动板与框架总成的前端通过弹簧元件连接，且非工作状态时，对应匹配的调节孔的位置相对于筛孔的位置靠上；

并且，通过检测弹簧元件的平均压缩量来获取小号矿石的平均粒径；

框架总成包括主体部，主体部后端的两侧分别设置有挂接部；

分料斗内设置有一对U形挂座，且挂接部挂装在U形挂座内；

主体部底端面的两侧分别设置有铰接耳，倾斜导引单元的背面通过铰接耳安装有支撑调节结构；

主体部的上端由上至下向内延伸而出第一横板以及第二横板，且主体部和第一横板及第二横板围合而成第一安装空间，筛板的两端分别固定安装于两侧的第一安装空间内；

其中，主体部还向内延伸而出第三横板，且第三横板位于第二横板的下方；

第三横板与第二横板间隔设置，且主体部和第二横板及第三横板围合而成第二安装空间，活动板的两端分别可活动地安装于两侧的第二安装空间；

调节孔的内缘设置有导引斜面；

主体部还向内延伸而出弹簧元件安装座，且弹簧元件安装座位于第三横板的下方，弹簧元件的一端固定安装于弹簧元件安装座；

活动板的下端面安装有挤压耳，弹簧元件的另一端连接挤压耳；

弹簧元件包括变系数弹簧和定系数弹簧，变系数弹簧固定安装于弹簧元件安装座，定系数弹簧的一端安装于变系数弹簧，另一端安装于挤压耳；

初始状态时，不对变系数弹簧通电；

变系数弹簧的一侧设置有安装箱，一距离传感器安装于安装箱面向挤压耳的一侧的外部；

调节孔的上边缘开设有安装槽，且安装槽内安装有第二距离传感器。

2.根据权利要求1所述的大型矿石破碎总成，其特征在于，辊缝调节单元包括主动调节组以及与主动调节组传动连接的从动调节组，从动调节组与辊轴相对固定；

其中，主动调节组包括联动杆以及固定安装于联动杆上的驱动块，联动杆的两端可滑动地安装于限位座，且限位座固定安装于壳体的侧壁；

联动杆的一端与液压缸连接，驱动块的上端与从动调节组的垂直折弯部连接。

3.根据权利要求1所述的大型矿石破碎总成，其特征在于，变系数弹簧的弹性系数动态控制方程为：

式中，d₀为定系数弹簧未发生弱化，且大型矿石破碎总成非工作状态时，弹簧元件被压缩的量值；

d为距离传感器检测到的压缩值；

d_m为定系数弹簧未发生弱化，且调节孔下边缘的尺寸没有变大时，大型矿石破碎总成工作状态时，小号矿石的平均粒径所对应的弹簧元件被压缩的量值；

k_VC为变系数弹簧的弹性系数的调整目标值；

k_SC为定系数弹簧性能弱化后的弹性系数；

L为第二距离传感器检测到的距离值；

L₀为调节孔下边缘的尺寸没有变大时，调节孔的上边缘和下边缘之间的距离值；

k_V0为变系数弹簧的初始弹性系数的值；

K₀为弹簧元件整体初始弹性系数；

其中，；

式中，K_S0为定系数弹簧的初始弹性系数。