一种惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统和方法与流程

本发明涉及一种惯性圆锥破碎机检测技术，尤其涉及一种惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统和方法。

背景技术：

惯性圆锥破碎机可用于高效的破碎各种矿石，它借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面的物料受到挤压和劈裂而破碎。工作间隙是惯性圆锥破碎机工作最为关键的参数，指的是破碎机排料口的大小。工作间隙关系到破碎工作的结果，比如产品粒度、处理量等，它甚至还关系到破碎机的稳定性和零部件的使用寿命，因此将惯性圆锥破碎机的工作间隙控制在设计要求范围内至关重要。惯性圆锥破碎机的工作间隙有一个理想范围，间隙过大，破碎产品中不合格产品增多，产量增加，设备振动变大；若间隙过小，产量减小，处理能力过低，因此对于不同型号的惯性圆锥破碎机，工作间隙有一理想的工作范围。然而当衬板工作一段时间后，因衬板磨损使得工作间隙变大时，需调整惯性圆锥破碎机的工作间隙到最佳工作间隙，以使设备在理想状态下工作。由于破碎工作时，衬板时刻在发生磨损，且受被破碎物料情况等因素影响而非均匀变化，其变化规律难以精确估计。为了检测工作间隙，需停机进行测量，这影响了设备运行的连续性，甚至影响整条破碎生产线，影响生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统，所述圆锥破碎机包括料斗、定锥部、动锥部，所述动锥部的下端固定有激振器和联轴器，所述激振器与动锥部通过球面副安装在机体上，所述联轴器通过万向联轴节与传动轴相连，所述万向联轴节的上端球面侧部通过上连接柱与所述联轴器的内槽连接，所述万向联轴节的下端球面侧部通过下连接柱与所述传动轴的内槽连接，所述联轴器的内槽自上而下设有多个压力传感器，所述压力传感器与安装在所述联轴器下面的信号接收器连接；

所述多个压力传感器包括设于所述联轴器的内槽上端的下限位和设于所述联轴器的内槽下端的上限位及设于所述联轴器的内槽中部的多个中间位，所述传动轴的芯部设有液压缸，所述液压缸的活塞端部抵在所述万向联轴节的下端球面端部，所述液压缸的活塞腔连接有增压电磁阀液和泄压电磁阀，所述增压电磁阀与液压马达连接。

本发明的上述的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统实现衬板磨损量检测及自补偿控制的方法，包括：

传动轴驱动激振器和动锥部绕球面副的球心相对于定锥部摆动，联轴器随激振器一起摆动，当联轴器随激振器摆动时，上连接柱将沿内槽向下运行，理想工作间隙时，上连接柱将在点下限位附近；

随着衬板磨损，上连接柱将从下限位向下滑移，在向下滑移过程中，触发不同工作位的压力传感器，上连接柱的滑移距离为：

由上连接柱滑移距离x和如下函数关系即可判别衬板的磨损量ΔS：

式中，λ为动锥衬板排放口处的内分比常数，h为上连接柱与动锥摆动球心的距离，h₀为动锥衬板排放口距动锥摆动中心的距离，h_c为万向联轴节长度；

当上连接柱沿内槽向下滑移到上限位时，工作间隙即将超过上限容许值S₂，上限压力传感器输出信号，加压电磁阀触发，启动液压马达，油缸推动万向联轴节向上移动，至下限位位置时，关闭加压电磁阀，液压马达关闭，万向联轴节5向上调整距离根据如下公式确定：

式中：S₁为惯性圆锥破碎机最小设计工作间隙，S₂为惯性圆锥破碎机最大设计工作间隙，ΔS_max为惯性圆锥破碎机衬板最大磨损量，其值ΔS_max＝S₂-S₁，h_c为万向联轴节长度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统和方法，适应于在一定范围内自动补偿衬板磨损量，确保惯性圆锥破碎机在理想工作间隙范围内工作，提高惯性圆锥破碎机的工作效率和工作性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中惯性圆锥破碎机连接柱运动与工作间隙关系示意图；

图3为本发明实施例中惯性圆锥破碎机工作间隙自动补偿控制系统的局部详细结构示意图。

图中：

1.料斗，2.定锥部，3.动锥部，4.激振器，5.万向连轴节，6.液压缸，7.破碎物料，8.工作间隙(S)，9.传动轴，10.联轴器，11.下连接柱，12.下限位(B1)，13.上限位(B2)，14.上连接柱，15.信号接收器，16.液压油，17.工作位，18.泄压电磁阀(K2)，19.加压电磁阀(K1)，20.液压马达，21.限位器。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统，其较佳的具体实施方式是：

所述圆锥破碎机包括料斗、定锥部、动锥部，其特征在于，所述动锥部的下端固定有激振器和联轴器，所述激振器与动锥部通过球面副安装在机体上，所述联轴器通过万向联轴节与传动轴相连，所述万向联轴节的上端球面侧部通过上连接柱与所述联轴器的内槽连接，所述万向联轴节的下端球面侧部通过下连接柱与所述传动轴的内槽连接，所述联轴器的内槽自上而下设有多个压力传感器，所述压力传感器与安装在所述联轴器下面的信号接收器连接；

所述多个压力传感器包括设于所述联轴器的内槽上端的下限位和设于所述联轴器的内槽下端的上限位及设于所述联轴器的内槽中部的多个中间位，所述传动轴的芯部设有液压缸，所述液压缸的活塞端部抵在所述万向联轴节的下端球面端部，所述液压缸的活塞腔连接有增压电磁阀液和泄压电磁阀，所述增压电磁阀与液压马达连接。

本发明的上述的惯性圆锥破碎机衬板磨损量检测及自补偿控制系统实现衬板磨损量检测及自补偿控制的方法，其较佳的具体实施方式包括：

传动轴驱动激振器和动锥部绕球面副的球心相对于定锥部摆动，联轴器随激振器一起摆动，当联轴器随激振器摆动时，上连接柱将沿内槽向下运行，理想工作间隙时，上连接柱将在点下限位附近；

随着衬板磨损，上连接柱将从下限位向下滑移，在向下滑移过程中，触发不同工作位的压力传感器，上连接柱的滑移距离为：

由上连接柱滑移距离x和如下函数关系即可判别衬板的磨损量ΔS：

式中，λ为动锥衬板排放口处的内分比常数，h为上连接柱与动锥摆动球心的距离，h₀为动锥衬板排放口距动锥摆动中心的距离，h_c为万向联轴节长度；

当上连接柱沿内槽向下滑移到上限位时，工作间隙即将超过上限容许值S₂，上限压力传感器输出信号，加压电磁阀触发，启动液压马达，油缸推动万向联轴节向上移动，至下限位位置时，关闭加压电磁阀，液压马达关闭，万向联轴节5向上调整距离根据如下公式确定：

式中：S₁为惯性圆锥破碎机最小设计工作间隙，S₂为惯性圆锥破碎机最大设计工作间隙，ΔS_max为惯性圆锥破碎机衬板最大磨损量，其值ΔS_max＝S₂-S₁，h_c为万向联轴节长度。

本发明适应于在一定范围内自动补偿衬板磨损量，确保惯性圆锥破碎机在理想工作间隙范围内工作，提高惯性圆锥破碎机的工作效率和工作性能。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图1至图3所示，惯性圆锥破碎机衬板磨损自检测系统，包括料斗1，定锥部2，动锥部3，激振器4，万向连轴器5，液压缸6，破碎物料7，工作间隙8，传动轴9。传动轴9通过皮带或减速机从电机获得扭矩而产生旋转运动，万向联轴节5通过下连接柱11与传动轴9获得扭矩，其上部通过上连接柱14与联轴器10相连。下连接柱11安装在联轴器10内槽上，且可沿着内槽自由的上下滑动。激振器4通过联轴器10产生旋转运动从而产生惯性离心力，促使动锥部3绕其球心作偏摆运动而产生破碎行为。在惯性圆锥破碎机产生破碎行为时，动锥部3偏摆而使万向联轴节5产生偏摆，万向联轴节内槽内布置有几个不同的压力传感器(下限位12、工作位17和上限位13)，下限位12和上限位13各1个，可根据需要布置3～4个工作位17，当上连接柱14沿内槽滑移时，可分别触发不同压力传感器。当触发下限位12时，表明圆锥破碎机工作间隙过小；当触发工作位17时，表明工作间隙在适宜的工作间隙位置工作；当触发上限位13时，表明圆锥破碎机工作间隙过大。压力传感器将工作间隙状态信号传递给信号接收器15，信号接收器15根据不同的工作间隙状态信号控制液压马达20工作。

随着破碎行为的不断进行，衬板逐渐磨损，工作间隙逐渐变大，上连接柱14将沿内槽逐渐向下滑移。当上连接柱14沿内槽滑移到上限位13时，说明工作间隙即将超过最大许可工作间隙，信号接收器15接收到压力传感器上限位13的信号，并控制液压马达20和电磁阀(K1)19开启，液压缸6在液压油作用下向上升起，上连接柱14也随之向上运动，当上连接柱14运动至下限位(B1)12时，信号接收器15接收到下限位信号，通过控制电路停止液压马达20和电磁阀K1，此时液压缸6停止上升。

随着液压缸的不断上移，下连接柱11也随之上行，当下连接柱11触发限位器21时，表明通过自补偿系统已难满足衬板磨损补偿需要，需进行间隙调整的工作。启动工作间隙调整流程：首先惯性圆锥破碎机停止运转，然后触发泄压电磁阀(K2)18，液压缸下部液压油回油箱，液压缸向下运行复位；同时测量惯性圆锥破碎机的工作间隙S，根据工作间隙S实际值，启动间隙调整装置调整工作间隙，直至S满足S_min≤S≤S_max。

如图2所示，所述传动机构驱动激振器4和动锥部3绕球面副的球心相对定锥部2摆动，所述的动锥部3和定锥部2之间形成破碎腔，用于完成破碎工作，动锥部3在同一垂直平面内两个对称位置和定锥部2最下端距离的之和即为圆锥破碎机的工作间隙(S)8。理想的工作间隙S在一个范围内：

S_min≤S≤S_max (1)

若工作间隙S＜S_min，则设备单位处理能力降低；若工作间隙S＞S_max，则破碎产品粒度变大，设备振动变大。

随着破碎动作的完成，动锥部3将沿着其球面支撑中心C与垂直方向产生一定的摆动角，上连接柱14将沿着联轴器10内槽向下滑移到下限位(B1)12点，此时惯性圆锥破碎机的工作间隙处于下限容许值S_min。随着破碎机不断完成破碎行为，衬板逐渐磨损导致工作间隙逐渐变大，上连接柱14将沿内槽继续向下滑移，当到上限位(B2)13点时，表明工作间隙S即将超过设备理想工作间隙的上限容许值S_max。

通过结构计算得到圆锥破碎机工作间隙最大容许变化值ΔS_max＝S_max-S_min与上连接柱滑移距离Δh的函数关系：

式2中：λ为动锥衬板排放口处的内分比常数，h为上连接柱14与动锥摆动球心的距离，h₀为动锥衬板排放口距动锥摆动中心的距离，h_c为万向联轴节长度。

如图3所示，一种惯性圆锥破碎机衬板磨损量自检测及补偿控制系统包括联轴器10，万向联轴节5，上连接柱14，下连接柱11，液压缸6，信号接收器15，液压马达20，加压电磁阀(K1)19和泄压电磁阀(K2)18。当上连接柱14沿内槽向下滑移到上限位13(图2中B2)时，工作间隙即将超过上限容许值S_max，上限压力传感器输出触发信号，电磁阀K1吸合，液压马达20启动，油缸推动万向联轴节5向上移动，至下限位12(图2中B1)位置时，关闭电磁阀K1，液压马达20关闭。

压力传感器上限位13和下限位12间安装间距t可根据如下规则确定：

t＝Δh (3)

在下限位13和上限位12中还根据工作需要可间隔布置n(n＝3～4)个位置传感器作为工作位17。随着破碎行为的完成，上连接柱14将沿着联轴器10内槽向下滑移，并触发不同工作位17，由工作位17的安装位置(k)可知上连接柱14向下的滑移距离为：

式(4)中，k表示工作位编号，则衬板磨损量可根据如下函数关系计算确定。

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披露的技术范围内，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该以权利要求书的保护范围为准。