CN1299012C - 旋回式破碎机的液压回路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种旋回式破碎机的液压回路，其特征是，在对主轴进行支持的液压缸上，有供给从液压泵压出的工作油的主液压管线不经由储压器而与之连通，在该液压缸上，设有由控制压力供给管线向其供给控制压力的液控溢流阀，当液压缸内产生异常压力时，泄放控制压力使液压缸内的工作油溢流，而在异常压力消除后使控制压力升高并将液控溢流阀关闭，并以主液压管线供给工作油使液压缸内工作油的压力恢复到既定压力；因此，能够将液压缸内产生的异常压力迅速泄放，并且使其内部的工作油的压力迅速恢复到既定压力从而持续稳定地进行作业，而且能够保证破碎制品的质量。

Description

旋回式破碎机的液压回路及其控制方法

技术领域

本发明涉及旋回式破碎机的液压回路以及该液压回路的控制方法。

背景技术

对于破碎岩石或矿石等的旋回式破碎机的对主轴进行支持的液压缸，要通过液压回路的主液压管线供给工作油。在破碎工序中，若因卡住铁片等异物而使主轴承受过大的负荷从而引起液压缸内工作油的压力异常升高，则会对液压缸、液压回路的配管或设备等造成不良影响，而且还会发生承受作用于主轴的轴向力的滑动轴承的油膜干枯等不良现象。

为此而在主液压管线中设置储压器以吸收液压缸内所产生的异常压力的破碎机已经公知。是在液压所产生的活塞的上推力、与、进行破碎时所产生的破碎力的轴向分力相平衡的情况下进行破碎的，但当卡住异物或因过度破碎而破碎室内的破碎物的密度比所设想的要大时，因破碎力过大而产生的负荷将作用于主轴，破碎机整体将承受过大的负荷。其结果，不仅承受主轴的轴向力的滑动轴承其油膜难以形成，而且会导致破碎机受损。

针对这种情况，在液压回路内设置储压器和溢流阀以吸收液压回路的液压配管内产生的冲击或者泄放液压，从而对机体加以保护的旋回式破碎机已经公知(例如，特开平10-272375号公报)。

此外，在主液压管线中设置储压器，在工作油的压力降低时使主轴上升使得破碎制品的排出口变窄以增大负荷，而在压力升高时使主轴下降使得排出口变大以减小负荷这样一种破碎机已经公知(例如特公昭56-36981号公报)。

作为上述破碎机，当液压缸内产生大于储压器气囊的气体压力的过大的液压时，工作油将流入储压器(アキエムレ一タ)内，直到主液压管线内的压力与气囊气体压力平衡为止，该管线内工作油的压力将升高。此外，在液压缸内的压力急速升高的场合，要等到工作油流入储压器内、工作液压力与气囊气体压力达到平衡，存在时间上的滞后，在此期间，液压缸内的压力将继续升高。其结果，破碎机整体将继续处于过负荷状态，对主轴的下端面进行支持的滑动轴承其油膜的形成受到妨碍，因而会发生烧轴承的问题。在所产生的负荷极大的场合，有可能使过负荷状态下所产生的应力超过设计强度，甚至发展到破碎机整体受损。

与工作液压力进行平衡的压力，由储压器内封气体的压力决定，但当温差引起气体压力改变、或者、随着时间流逝气体压力降低时，进行平衡的压力也会发生变化。主轴支持力将随之变化，因此，破碎性能将改变。此外，加大主液压管线的管径，虽然能够提高储压器的响应性，因而时间滞后所带来的问题多少会得到改善，但是，由于主液压管线中工作油油量增多，受工作油的体积弹性率的影响，液压缸的内容积会改变，这将导致活塞发生波动而变得不稳定，不能够可靠地承载因进行破碎而产生的破碎力。因此，无法使破碎室内的岩石或矿石的密度保持一定，无法得到稳定的破碎制品。也就是说，会产生破碎性能不稳定、破碎制品的质量降低等问题。

此外，作为特开昭56-36981号公报所记载的破碎机，在破碎室内的原料密度增大而液压缸内工作油的压力急剧变化的场合，靠液压泵的牵引使主轴下降但下降的速度较慢，因而无法避免液压缸内工作油的压力升高，导致破碎室内呈填密状态。其结果，破碎机会在填塞有原料的情况下停机，因而无法稳定地连续进行作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种，能够将对主轴进行支持的液压缸内所产生的异常压力迅速泄放、并且使液压缸内工作油的压力迅速恢复到既定压力，从而能够持续稳定地进行作业，而且能够使破碎制品的质量得到保证的旋回式破碎机的液压回路以及该液压回路的控制方法。

本发明的旋回式破碎机的液压回路具有下述基本构成。

即，属于一种液压回路，向液压缸供给工作油、并且可使液压缸内工作油的压力保持一定，所述液压缸支持具有破碎用锥体部的旋回的主轴，使其可自由调整上下位置，该液压回路具有，向液压回路供给工作油的液压泵，以及，将从所说液压泵压出的工作油供给到所说液压缸中的主液压管线。该液压泵与液压缸不经由储压器而连通。再有，该液压回路具有，通过泄放控制压力而使液压缸内的工作油溢流的液控溢流阀，向液控溢流阀供给控制压力的控制压力供给管线，以及，泄放控制压力供给管线的控制压力的控制压力泄放管线。

在这种场合，根据本发明的旋回式破碎机的液压回路及其控制方法，通过使液压缸内工作油经液控溢流阀溢流以使该液压缸内的异常压力降低，使得不必在主液压管线中设置储压器，便能够比上述公报所记载的发明远为迅速地使液压缸内的异常压力降低。因此，不必担心对主轴的下端面进行支持的滑动轴承其油膜的形成受到妨碍，不必担心会发生该滑动轴承烧死等问题。再有，即使在产生的载荷极大的场合，也能够立即消除超出设计强度那样的过负荷状态，因此，不必担心旋回式破碎机整体受到损伤。

附图说明

图1是本发明第1实施形式所涉及的旋回式破碎机的液压回路图。

图2是该实施形式中的液控溢流阀的剖视图。

图3是该实施形式中的旋回式破碎机的运行状况说明图。

图4是本发明第2实施形式所涉及的旋回式破碎机的运行状况的说明图。

具体实施方式

对本发明一实施形式所涉及的旋回式破碎机的液压回路结合图1～4进行说明。这只是本发明的一种实施形式，并不限定于此。

旋回式破碎机具有，具备破碎用锥体部的可旋转的主轴，对主轴进行支持可自由调整其上下位置的液压缸。这种旋回式破碎机也称作液压锥体破碎机。

首先，就本发明的第1实施形式进行说明。图1是旋回式破碎机的液压回路图，图2是液控溢流阀的剖视图，图3是旋回式破碎机的运行状况说明图。

该破碎机具有未图示的破碎用锥体部。破碎机的主轴20以能够旋转而构成。图1中的编号10是液压缸(在下面的说明中有时简称为缸)，对主轴20进行支持可自由调整其上下位置。该液压缸10具有由对主轴20进行支持的活塞11分隔开的压力室12。该压力室12这样构成，即，是由使压力室12内的工作油的压力保持一定的液压回路1供给工作油的。

液压回路1具有主液压管线2。该管线2不经过储压器而与液压缸10的压力室12连通，经由电磁式第1开关阀2b提供从液压泵2a压出的工作油。

该管线2内工作油的压力，由安装在从该管线2的第1开关阀2b与液压缸10之间的管线分支出来的分支管上的第1目视压力计2c以及第1压力传感器2d进行监测。并且，该传感器2d所检测到的工作液压力输入给后述的程序控制器30。

另外，该第1压力传感器2d对主液压管线2内工作油的压力进行检测。另一方面，还可以这样进行连接，即，为了对压力室12内工作油的压力进行检测，连接液压缸10的液压管，并在该液压管的前端连接传感器2d。

缸盖13是用来封堵液压缸10的底部的。在该缸盖13上，设有使压力室12内的工作油溢流的液控溢流阀3。该液控溢流阀3上，有从液压泵2a和第1开关阀2b之间的主液压管线2分支出来的控制压力供给管线4与之连通。该供给管线4之中，安装有电磁式3位4通转换阀4b。当该转换阀4b处于中间位置时，液压泵2a压出的工作油经过工作油回油管线6返回工作油油箱8。该管线6中安装有滤油器6a。

另外，行程检测器9从下侧可以呈油密状态从缸盖13中穿过，插入活塞11上所设置的孔中。该行程检测器9所检测到的活塞11的移动行程(相当于活塞的位置)也输入给程序控制器30。也就是说，当来自行程检测器9的移动行程检测值达到最高设定值时，使主轴20下降。而当在下降过程中达到最低设定值时，使主轴20上升。

通过转换阀4b的转换(左侧L的螺线管激磁)而向液控溢流阀3供给的控制压力，由安装在从转换阀4b与液控溢流阀3之间的管线分支的分支管上的第2目视压力计4c以及第2压力传感器4d进行监测。该传感器4d所检测到的控制压力，与第1压力传感器2d所检测到的工作液压力同样，输入给程序控制器30。此外，从转换阀4b与液控溢流阀3之间的管线分支的分支管上，安装有对控制压力进行补偿的补偿用储压器(容量为1升)4e。

对转换阀4b右侧R的螺线管的激磁，是在通过主液压管线2向液压缸10供给工作油时进行。

此外，溢流阀3g是连接在管线4的连接到工作油回油管线6上去的连接端上的。该溢流阀3g对工作油的压力进行调整。溢流阀3g可对供给控制压力供给管线4的控制压力、和、供给主液压管线2的工作油的压力进行调整。

从控制压力供给管线4的转换阀4b的出口附近，分支出其中安装有电磁式第2开关阀5a的控制压力泄放管线5。于是，通过该开关阀5a打开而被泄放的控制压力将经由其中安装有滤油器6a的工作油回油管线6返回工作油油箱8。此外，通过将开关阀5a打开而泄放控制压力，可使得从液控溢流阀3溢流的压力室12内的工作油，经由溢流油流出管线7、工作油回油管线6返回工作油油箱8。

程序控制器30，在第1压力传感器2d所检测到的主液压管线2内工作油的压力、即压力室12内工作油的压力，因卡住铁片等异物而超过预先设定的压力设定值时，对第2开关阀5a的螺线管进行激磁，使该开关阀5a打开。触摸屏31连接到程序控制器30上。该屏31，是用来显示向未图示的控制盘中输入的信号的输入状态(信号的ON(通)、OFF(断)态和温度、压力的输入状态)、以及对旋回式破碎机的运行进行操作的。

如图2所示，液控溢流阀3具有，下侧具有端部变粗的座的座配件3a、以及锥形阀芯3b。该锥形阀芯3b是这样设置的，即，朝向配件3a座方向受到螺旋弹簧3c的作用力。当通过该液控溢流阀3，使得向控制压力端口3d供给的控制压力所产生的对锥形阀芯3b的上推力，大于通过工作油流出端口3f起作用的、压力室12内工作油的压力所产生的下推力时，锥形阀芯3b不会下落因而继续保持关闭状态。而一旦将控制压力经控制压力泄放管线5泄放时，锥形阀芯3b受到的上推力将小于通过工作油流出端口3f起作用的、压力室12内工作油的压力所产生的下推力。于是，锥形阀芯3b下落，使压力室12内的工作油溢流。通过该溢流，朝向油箱端口3e流出的压力室12内的工作油将从溢流油流出管线7返回工作油油箱8。

其次，对液压回路1的作用进行说明。首先，运行控制的种类，有主轴上升运行控制、主轴下降运行控制、一般运行控制、控制压力增压控制、以及控制压力减压控制(使工作油从液控溢流阀溢流)等5种。在各控制种类下，液压泵2a的运行、第1开关阀2b、转换阀4b、第2开关阀5a以及液控溢流阀3的开与关按照表1进行。

                       表1

	主轴上升运行控制	主轴下降运行控制	一般运行控制	控制压力增压控制	控制压力减压控制
						液压泵2a	正转	反转	停止	正转	停止
开关阀2b	ON	ON	OFF	OFF	OFF
						转换阀4b·R	ON	OFF	OFF	OFF	OFF
转换阀4b·L	OFF	OFF	OFF	ON	OFF
						开关阀5a	OFF	OFF	OFF	OFF	ON
溢流阀3	关闭	关闭	关闭	关闭	打开

在液控溢流阀3关闭的状态下，进行破碎机的一般运行控制、主轴上升下降运行控制(包括主轴反复升降运行)。另外，表1中，ON表示阀的螺线管激磁(打开)，而OFF表示停止对阀的螺线管激磁(关闭)。

在这里，对于在表1所示的一般运行中，因卡住铁片等异物等原因在液压缸10内产生异常压力的情况下的控制进行说明。

(1)对主液压管线2内工作油的压力进行检测的第1压力传感器2d检测到压力设定值以上的压力。

(2)对安装在控制压力泄放管线5之中的第2开关阀5a的螺线管进行激磁，使第2开关阀5a打开。

(3)随着液控溢流阀3因控制压力被泄放而打开，液压缸10内的工作油溢流。其结果，液压缸10内工作油的压力降低。于是，主轴20下降，排出口变宽，因而可将引起压力升高的铁片等异物等排出。

(4)对主液压管线2内工作油的压力进行检测的第1压力传感器2d检测到压力设定值以下的压力。

(5)停止对安装在泄放管线5之中的第2开关阀5a的螺线管的激磁，使第2开关阀5a关闭。

(6)使液压泵2a正转。

(7)对安装在控制压力供给管线4之中的转换阀4b的L侧螺线管进行激磁，使控制压力升高到进行一般破碎运行时所产生的液压缸10内工作液压力值(根据运行状态预先决定)以上。

(8)停止对转换阀4b的L侧螺线管的激磁，将供给管线4封闭。此时，虽然工作油会从液控溢流阀3自然泄漏，但由于储压器4e的作用，控制压力能够在例如10分钟等比所需要的时间更长的时间内继续保持其压力。

(9)对安装在主液压管线2之中的第1开关阀2b的螺线管进行激磁，以向液压缸10供给工作油，使主轴20上升。

(10)当液压缸10内工作油的压力达到一定压力而被第1压力传感器2d检测到时，便认为破碎机恢复到一般运行状态，停止对第1开关阀2b的螺线管的激磁以及液压泵2a的运行。

以上对表1所示破碎机的一般运行中，因卡住异物而导致液压缸10内发生异常压力时的具体例子进行了说明，但并不限于这种一般运行。例如，在如图3所示进行主轴反复升降运行时，也可以进行大体同样的液压控制。而在图3所示的旋回式破碎机的运行中，破碎机受到驱动，对液压泵进行驱动的电动机在定时器的控制下反复正转和反转，亦即使得主轴上升、下降，从而将原料供给装置所供给的原料破碎。

也就是说，根据本实施形式1所涉及的液压回路1，在破碎机运行过程中，当卡住铁片等物时通过锥体部在主轴20上作用有过大的下推力，液压缸10中压力升高而变得过高时，由第1压力传感器2d向程序控制器30输入压力检测值。并且，通过程序控制器30对安装在控制压力泄放管线5之中的第2开关阀5a的螺线管激磁，使该开关阀5a打开。于是，控制压力向工作油油箱8泄放，液控溢流阀3的锥形阀芯3b的上推力变小而使阀打开。因此，工作油溢流而使液压缸10内的压力降低，从而能够避免过大的负荷作用于破碎机。此外，主轴20下降而使得排出口的宽度变大，因而能够很容易地将引起负荷过大的异物从破碎室内排出。

此外，当第1压力传感器2d检测到压力设定值以下的压力时，通过转换阀4b的L侧螺线管的激磁使得控制压力升高。与此同时，第1开关阀2b的螺线管激磁而向液压缸10供给工作油直到来自液压泵2a的工作油的压力达到既定压力为止，破碎机将恢复到卡住异物之前的正常运行状态。

根据该液压回路1，可使液压缸10内的工作油从液控溢流阀3溢流从而使该液压缸10内的异常压力降低，因而不必像现有的旋回式破碎机那样在主液压管线2中设置储压器。因此，与现有技术相比能够远为迅速地降低液压缸内的异常压力。其结果，不必担心对主轴20的下端面进行支持的滑动轴承其油膜的形成会受到妨碍，不必担心会发生该滑动轴承烧死等问题。再有，即使在产生的载荷极大的场合，也能够立即消除超出设计强度那样的过负荷状态，因此不必担心破碎机整体会受到损伤。

此外，由于主液压管线2中未设置储压器，因温差和随时间流逝而引起的液压缸10内工作液压力的变化较小，因此，主轴支持力的变化小，破碎机破碎性能不会发生变化。而且，不必加大主液压管线2的管径，因而主液压管线2内工作油的油量较少。因此，不会发生活塞11不稳定的现象，能够可靠地承载因进行破碎而产生的破碎力。因此，可使破碎制品的粒度稳定，而且能够使破碎室内的岩石或矿石的密度保持一定，因而旋回式破碎机的破碎性能不会降低，可使破碎制品的质量保持一定水平。

此外，根据液压回路1，在破碎室内原料密度增大、液压缸10内工作油的压力急剧变化的场合，不是像前述特公昭56-36981号公报所记载的破碎机那样靠液压泵的牵引使主轴下降，而是通过液压缸10内的工作油从液控溢流阀3溢流使得该液压缸10内的异常压力能够迅速降低。因此，液压缸10内工作油的压力不会升高，破碎室内不会呈填密状态，因此，不会发生破碎机在填塞有原料的情况下停机的现象，能够稳定地连续作业。

其次，对本发明的液压回路的控制方法结合图4进行说明。本实施形式与实施形式1的不同之处在于，控制压力供给管线的控制压力供给手段。除此之外的构成完全相同，因此，对相同的部分赋予相同的编号，就不同点进行说明。

作为本实施形式(以下称作实施形式2)的液压回路1，从图4与实施形式1所涉及的图1进行比较可知，是以通过液压泵4a向控制压力供给管线4供给控制压力而构成的。

因此，根据本实施形式2所涉及的液压回路1，能够进行与实施形式1时同样的控制，因而具有同等效果。但由于在主液压管线2与控制压力供给管线4中分别具有液压泵，因此，与以一个液压泵向管线2和管线4二者供给工作油的实施形式1相比，控制要简单。此外，液压缸10内工作液压力降低后的升压，能够与向液压缸10供给工作油平行地进行。因此，能够加快紧急溢流后的恢复速度，缩短性能降低时间，因此，能够得到提高破碎制品生产效率的效果。

由以上说明可知，根据本发明的旋回式破碎机的液压回路、以及该液压回路的控制方法，是通过将液压缸内的工作油从液控溢流阀溢流而使该液压缸内的异常压力降低的，因此，不需要在主液压管线中设置储压器，与前述公报所记载的发明相比，能够远为迅速地使液压缸内的异常压力降低。因此，不必担心对主轴的下端面进行支持的滑动轴承其油膜的形成会受到妨碍，不必担心会发生该滑动轴承烧死等问题。再有，即使在产生的载荷极大的场合，也能够立即消除超出设计强度那样的过负荷状态，因此，不必担心旋回式破碎机整体会受到损伤。

此外，如上所述，主液压管线中未设置储压器，因温差或时间的流逝而发生的液压缸内工作油的压力的变化较小，因此，主轴支持力的变化引起的旋回式破碎机破碎性能的变化较小。再有，不需要为保证响应性而增大主液压管线的管径，使得主液压管线中工作油的油量较少，因而不会发生活塞不稳定的现象，能够可靠地承载因进行破碎而产生的破碎力。因此，能够使破碎室内岩石或矿石的密度保持一定，使破碎制品的粒度稳定。即，通过使旋回式破碎机的破碎性能稳定，能够使破碎制品的质量保持一定水平。

再有，在破碎室内的原料密度增大、液压缸内工作油的压力急剧变化的场合，不是像前述专利文献2所记载的旋回式破碎机那样靠液压泵的牵引使主轴下降，而是通过液压缸内的工作油从液控溢流阀溢流，使得液压缸内的异常压力迅速降低的。因此，与前述特公昭56-36981号公报记载的破碎机不同，液压缸内工作油的压力不会升高，破碎室内不会呈填密状态，因此，旋回式破碎机不会在填塞有原料的情况下停机，能够稳定地连续进行作业。

虽然根据优选实施例和附图描述了本发明，在不偏离权利要求范围的前提下可做各种等同物或替换。

Claims (4)

1.一种旋回式破碎机的液压回路，向液压缸供给工作油、并且可使液压缸内工作油的压力保持一定，所述液压缸支持具有破碎用锥体部的旋回的主轴，使其可自由调整上下位置，其特征是，所说液压回路还具有：

向所说液压回路供给工作油的液压泵；

将从所说液压泵压出的工作油供给到所说液压缸中的主液压管线，所说液压泵与液压缸不经由储压器而连通；

通过泄放控制压力而使所说液压缸内的工作油溢流的液控溢流阀；

向所说液控溢流阀供给控制压力的控制压力供给管线；以及，

泄放所说控制压力供给管线的控制压力的控制压力泄放管线。

2.如权利要求1所说的旋回式破碎机的液压回路，其特征是，还具有

相对于所说液压泵另外设置的、用于向所说控制压力供给管线供给工作油的液压泵。

3.一种旋回式破碎机的液压回路的控制方法，其特征是，所说控制方法包括：

对权利要求1所说的液压回路的所说主液压管线内工作油的压力以压力传感器进行检测；

对由所说主液压管线向所说液压缸供给的工作油的压力进行控制，使得所说压力传感器所检测到的压力在既定范围内；

当所说压力传感器所检测到的工作油的压力超过既定值时，泄放向液控溢流阀供给的控制压力以排放所说液压缸内的工作油；以及，

当通过排放所说液压缸内的工作油，所说压力传感器所检测到的工作油的压力恢复到既定值以下时，将所说控制压力恢复到既定值。

4.一种旋回式破碎机的液压回路的控制方法，以主液压管线向液压缸供给工作油、并且对所说液压缸内工作油的压力和油量进行控制，所述液压缸支持具有破碎用锥体部的旋回的主轴，使其可自由调整上下位置，其特征是，所说控制方法包括：

对所说主液压管线内工作油的压力以压力传感器进行检测；

对由所说主液压管线不经过储压器向所说液压缸供给的工作油的压力进行控制，使得所说压力传感器所检测到的压力在既定范围内；以及，

当所说压力传感器所检测到的工作油的压力超过预先设定的既定值时，泄放向液控溢流阀供给的控制压力以排放所说液压缸内的工作油，当通过排放工作油而避免了产生异常压力时，使所说控制压力恢复到既定压力，使所说液压缸内工作油的压力自动恢复到既定压力。

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