1、引言
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的
破碎機(jī)，過(guò)去均采用機(jī)械彈簧保險(xiǎn)裝置，排料口的調(diào)整主要靠人工擰動(dòng)絲桿使彈簧伸縮和加墊片等方法實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，調(diào)整效率低，其工作可靠性也差，“過(guò)破碎”率高，堵料事故不易排除。特別是對(duì)于大型破碎機(jī)，上述缺點(diǎn)更為突出。由于液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度快、動(dòng)作靈敏度高、調(diào)整便捷，保險(xiǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在破碎機(jī)上有逐漸用液壓調(diào)整保險(xiǎn)取代傳統(tǒng)機(jī)械保險(xiǎn)的趨向。我國(guó)曾先后在
顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)上成功地使用了液壓系統(tǒng)，并己編入相關(guān)教科書(shū)，而輥式破碎機(jī)使用液壓保險(xiǎn)則未見(jiàn)到類(lèi)似報(bào)道。某廠(chǎng)生產(chǎn)的∮1200四輥破碎機(jī)，是我國(guó)在大型輥式破碎機(jī)上使用液壓系統(tǒng)的首次嘗試。經(jīng)使用證明，該機(jī)主要性能指標(biāo)優(yōu)于采用機(jī)械保險(xiǎn)的同型破碎機(jī)，但是同時(shí)也反映出一些缺陷，它影響了破碎機(jī)能力的發(fā)揮。因此有必要加以分析研究，使之完善。
2、系統(tǒng)特點(diǎn)及工作原理
2.1 破碎機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
輥式破碎機(jī)相當(dāng)于電機(jī)傳動(dòng)的一對(duì)軋輥，兩輥間形成破碎腔，物料經(jīng)輥縫破碎后排出，主要用于破碎硬度不高的脆性特料，如原煤、焦碳、燒結(jié)礦等。四輥破碎機(jī)的4個(gè)輥分為上下兩組，成對(duì)使用。上輥用于粗破，T輥用于精破，每對(duì)輥?zhàn)又衅渲幸粋�(gè)輥相對(duì)機(jī)架固定，另一輥兩端的軸承座分別與兩個(gè)液壓缸固定，并可在機(jī)架的滑座內(nèi)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)輥縫的調(diào)節(jié)。根據(jù)主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)要求，液壓系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：
(1)能通過(guò)一對(duì)液壓缸的同步移動(dòng)，靈敏可靠地調(diào)整排料口大小，同時(shí)又能準(zhǔn)確地反映出排料口的調(diào)整量。
(2)當(dāng)布料不均產(chǎn)生偏載時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具有自糾偏能力，使輥縫趨于均勻，減少液壓缸的橫向偏載力。
(3)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期保壓，以保證破碎機(jī)有足夠的破碎力和穩(wěn)定的排料口尺寸。
(4)當(dāng)非破碎物進(jìn)入破碎腔或意外原因?qū)е缕扑闄C(jī)過(guò)負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)能夠快速排出液壓缸內(nèi)的液壓油，實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)作用。過(guò)負(fù)載原因消除后，液壓缸能立即自動(dòng)恢復(fù)正常工作位置。
(5)能迅速排除破碎腔卡料和堵轉(zhuǎn)事故。
2.2液壓系統(tǒng)工作原理
∮1200四輥破碎機(jī)液壓系統(tǒng)原理如圖1。
(1)輥縫調(diào)整原理：調(diào)整前，除截止閥11關(guān)閉外，其余截止閥全部打開(kāi)。操縱手動(dòng)換向閥4推動(dòng)輥?zhàn)舆M(jìn)退自如后，即可調(diào)整輥?zhàn)娱g隙。上下輥應(yīng)分別調(diào)整（輪流開(kāi)關(guān)截止閥6），一般先調(diào)整下輥。先拉動(dòng)輥?zhàn)恿舫鲚^大間隙，在一對(duì)輥?zhàn)娱g放入一塊需要調(diào)整間隙量的鋼板，操縱手動(dòng)換向閥4推動(dòng)輥?zhàn)樱?dāng)輥?zhàn)訆A住鋼板，壓力表壓力突然劇增時(shí)，立刻操縱換向閥4停止向系統(tǒng)供油并停泵，隨即關(guān)閉截止閥6和12來(lái)封閉系統(tǒng)。然后打開(kāi)截止閥11，轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)尤〕鲣摪澹伩p調(diào)整完畢。
(2)液壓保險(xiǎn)原理：因油路封閉，正常工作時(shí)，在破碎力作用下，排料口保持在調(diào)整值內(nèi)，液壓系統(tǒng)壓力可達(dá)5 MPa左右（蓄能器8的充氣壓力），維持所需的破碎力。若非破碎物進(jìn)入或其他意外情況發(fā)生，排料口增大，液壓缸受壓回油，壓力劇增。當(dāng)超過(guò)5 MPa時(shí)，蓄能器8氣囊受壓，液壓缸排出的油通過(guò)單向節(jié)流閥9的單向閥快速進(jìn)入蓄能器。當(dāng)非破碎物排除或意外原因消除后，氣囊使油再通過(guò)該節(jié)流閥緩沖后壓回液壓缸，輥?zhàn)訌?fù)位。如發(fā)生堵礦事故，非破碎物不能排除，使系統(tǒng)壓力高于溢流閥5的調(diào)整值時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)液壓油通過(guò)該閥流回油箱，保護(hù)主機(jī)及液壓系統(tǒng)不致因壓力過(guò)高而損壞。這些都是區(qū)別于機(jī)械式彈環(huán)保險(xiǎn)的最大特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)。
(3)改善偏載原理：如前所述，工作時(shí)，液壓系統(tǒng)壓力升高不是靠液壓泵向系統(tǒng)供油所產(chǎn)生，而是由輥?zhàn)邮┘咏o液壓缸的破碎力所引起。當(dāng)一個(gè)液壓缸受到較大的突加破碎力后退時(shí)，該端輥縫有增大的趨勢(shì)。由于每對(duì)液壓缸的有缸腔與無(wú)桿腔相互交錯(cuò)連通，當(dāng)其中一個(gè)液壓缸活塞后退，排出的油進(jìn)入另一液壓缸的有桿腔，從而使另一液壓缸活塞也有向后運(yùn)動(dòng)（輥縫增大）的趨勢(shì)，從而使兩液壓缸達(dá)到同步運(yùn)行，保持輥縫均勻。
3、液壓系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析
3.1現(xiàn)破碎機(jī)存在的問(wèn)題
(1)排料口大小調(diào)整困難，調(diào)整量不能準(zhǔn)確反映。盡管按說(shuō)明介紹可用鋼板調(diào)整輥縫，事實(shí)上由于輥?zhàn)颖徽肿。摪宸胖美щy，測(cè)量不便，操作時(shí)一般都不使用這種方法，而是根據(jù)主傳動(dòng)電機(jī)的電流表讀數(shù)結(jié)合出料粒度間接推斷，很不方便。特別是當(dāng)系統(tǒng)泄漏重新調(diào)整輥縫時(shí)，由于沒(méi)有排料口指示，很難立即回復(fù)到原排擴(kuò)口大小。
(2)系統(tǒng)不能長(zhǎng)期保壓，調(diào)整頻繁。造成這種現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)方面，一是物料本身的非破碎物尺寸和數(shù)量超標(biāo)，系統(tǒng)的保險(xiǎn)功能正常發(fā)揮作用，封閉的油流回油箱使系統(tǒng)失壓，這不是液壓系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)缺陷造成的。二是液壓缸活塞密封不嚴(yán)，截止閥6和12關(guān)閉不嚴(yán)產(chǎn)生的內(nèi)泄，以及元件密封失效、系統(tǒng)管路破損等產(chǎn)生的外泄所引起。這些除與調(diào)整和使用不當(dāng)有關(guān)外，液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)不合理也是重要因素。
3.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)缺陷
由于液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)不當(dāng)對(duì)上述問(wèn)題的影響，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
(1)每對(duì)液壓缸不能單獨(dú)調(diào)節(jié)進(jìn)油量。一旦出現(xiàn)兩液壓缸活塞伸縮距離不一致時(shí)，液壓系統(tǒng)沒(méi)有調(diào)控手段消除誤差，容易使液壓缸在偏載作用下產(chǎn)生附加橫向力，從而引起活塞密封磨損造成液壓缸內(nèi)泄。
(2)液壓缸與管路的連接采用了剛性設(shè)計(jì)。破碎機(jī)工作時(shí)振動(dòng)非常大（特別是起動(dòng)階段），蓄能器、單向節(jié)流閥等主要元件和液壓站均安裝在無(wú)基礎(chǔ)的地面上，周期性振動(dòng)傳至管路，使接頭和焊縫處因疲勞破壞產(chǎn)生外泄。
(3)蓄能器與上輥液壓缸之間管路過(guò)長(zhǎng)。上輥為初破，其液壓缸受到的力比下輥大，因而液壓系統(tǒng)的壓力波動(dòng)也大，蓄能器離液壓缸距離遠(yuǎn)，降低了吸收液壓系統(tǒng)沖擊的效率，是造成外泄的重要原因。
4、改進(jìn)措施與建議
根據(jù)以上分析，對(duì)液壓系統(tǒng)提出以下改進(jìn)措施：
(1)將固定節(jié)流口改為可調(diào)節(jié)流口，建議每個(gè)液壓缸入口分別增設(shè)閥門(mén)；
(2)節(jié)流閥與液壓缸之間采用軟管連接，起防振和緩沖作用；
(3)將蓄能器和單向閥升高到與上輥液壓缸同一平面（減少垂直段距離），使蓄能器盡量靠近液壓缸，發(fā)揮緩沖效率。
除此以外，建議對(duì)原料進(jìn)行有效篩選，減少非破碎物的數(shù)量及尺寸，特別是清除鋼鐵類(lèi)雜件（上料系統(tǒng)設(shè)置磁選）。
