一种钢包预碎机液压控制系统的制作方法

本发明涉及一种钢包预碎机液压控制系统。

背景技术：

随着钢铁冶炼技术的不断更新换代，钢企冶炼使用的转炉与电炉对原料中的废钢进炉要求不断提高与精细化，原先采用的废钢压制包块(以下简称钢包)直接进炉方式被淘汰，散货轻薄料废钢又体积庞大。因此目前是散货轻薄料与钢包均需要通过破碎机再次加工后方可进炉。当下破碎机在进行破碎时，受限于破碎机本身能力而无法对各种规格的钢包直接破碎，因而在破碎前需要对钢包进行初步的分割成相对小块(简称“预碎”)，然后再进入破碎机，从而保证破碎机的正常工作并提高破碎机的效率。

目前市面上的预碎技术：

1、采用往复式液压剪进行剪切，其缺点是设备体积庞大，占地面积大，效率低，投资成本高，故障率高等等。

2、更多的是采用挖掘机进行强制拆包，这种方法的弊病是：挖掘机部件极易损坏，操作人员劳动强度高且人员技能的娴熟与否直接影响效率，企业用工成本居高不下。

3、另外常规钢包预碎机的液压系统，一般是单马达或者双马达开式独立液压动力源驱动。单马达开式独立动力源驱动无法实现刀轴差速切碎，效率低下、耗能又高。双马达虽然能实现两个刀轴差速切碎，但由于开式系统控制元件多，电气逻辑控制方式较复杂，故障率高，严重影响设备的产能，且不适用于处理彩钢瓦类大包块。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种钢包预碎机液压控制系统，用其组装的钢包预碎机预碎能力强，占地面积小，工作效率高，故障率低。

本发明的目的是这样实现的：

一种钢包预碎机液压控制系统，包括油箱，油箱引出两条具有相同结构的主油路，主油路上依次设置有补油泵、第一变量泵以及第二变量泵，第一变量泵和第二变量泵具有相同的结构，第一变量泵和第二变量泵均具有两个液压油输出方向，第一变量泵的两个液压油输出方向分别通过第一支油路和第二支油路连接至液压马达的第一进油口和第二进油口，第一支油路和第二支油路上分别设置有第一缓冲阀和第二缓冲阀，第一缓冲阀和第二缓冲阀前方的第一支油路和第二支油路上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器。

第一变量泵和第二变量泵分别连接第一压力控制阀和第二压力控制阀。

第一变量泵和第二变量泵的泵的排量分别通过第一比例电磁铁和第二比例电磁铁进行控制。

第一变量泵和第二变量泵的前方的主油路上分别设置有第一过滤器和第二过滤器。

钢包预碎机液压控制系统用于驱动钢包预碎机构动作；

所述钢包预碎机构包括前后两根横向平行布置的钢包预碎刀具以及位于两根钢包预碎刀具上方及下方的两组纵向的副刀隔板，两组纵向的副刀隔板分别位于两根钢包预碎刀具的左段处和右段处。

所述钢包预碎刀具包括横向布置的主轴，主轴的工作段上间隔套装有多个主刀，同一根主轴上的相邻两个主刀之间的错位角度一致，相邻两个主刀之间的主轴上套装有中间隔套，最左端的主刀左方的主轴上套装有左间隔套，最右端的主刀右方的主轴上套装有右间隔套，左间隔套左方的主轴上以及右间隔套右方的主轴上套装有轴承座，钢包预碎刀具的轴承座固定于钢包预碎箱体的左右箱壁上，主轴和轴承座之间通过轴承连接，轴承座外侧的主轴通过联轴器连接变速器的动力输出端，变速器的动力输入端连接液压马达的动力输出端。

主刀的截面呈中心对称布置形状，主刀包括中部的主刀安装段，主刀安装段的中心设置有安装孔，主刀安装段的外侧两端对称设置有一对旋转刀，每一对旋转刀均包括正向旋转刀以及反向旋转刀；正向旋转刀以及反向旋转刀的外壁位于以安装孔的中心为圆心的同一圆弧段形成的外圆弧上。

第一种优选，主刀安装段包括沿着六角形安装孔的中心呈中心对称的第一圆弧边以及第二圆弧边，六角形安装孔的中心位于第一圆弧边及其圆心形成的扇形区域内，六角形安装孔的中心位于第二圆弧边及其圆心形成的扇形区域内，正向旋转刀所对应的外圆弧的长度大于反向旋转刀所对应的外圆弧的长度；

正向旋转刀的尖角工作段由正向旋转刀直线段和正向旋转刀弧线段形成，正向旋转刀直线段由正向旋转刀对应的外圆弧端部向内弯折形成，正向旋转刀弧线段与第二圆弧边之间通过第一过渡圆弧段连接；

反向旋转刀的尖角工作段由反向旋转刀直线段和反向旋转刀弧线段形成，反向旋转刀直线段由反向旋转刀对应的外圆弧端部向内弯折形成，反向旋转刀弧线段与第一圆弧边之间通过第二过渡圆弧段连接；

第一过渡圆弧段的半径和弧度均大于第二过渡圆弧段的半径和弧度；正向旋转刀直线段长度大于反向旋转刀直线段长度。

第二种优选，主刀安装段包括沿着六角形安装孔的中心呈中心对称的第三圆弧边以及第四圆弧边，第三圆弧边以及第四圆弧边具有相同的圆心且该圆心同为六角形安装孔的中心，正向旋转刀所对应的外圆弧的长度等于反向旋转刀所对应的外圆弧的长度；

正向旋转刀的尖角工作段由正向旋转刀直线切割段和正向旋转刀对应的外圆弧形成，正向旋转刀直线切割段由正向旋转刀对应的外圆弧端部向内弯折形成，正向旋转刀直线切割段与第三圆弧边之间通过第三过渡圆弧段连接；

反向旋转刀的尖角工作段由反向旋转刀直线切割段和反向旋转刀对应的外圆弧形成，反向旋转刀直线切割段由反向旋转刀对应的外圆弧端部向内弯折形成，反向旋转刀直线切割段与第四圆弧边之间通过第四过渡圆弧段连接；

第三过渡圆弧段以及第四过渡圆弧段的半径一致，第三过渡圆弧段以及第四过渡圆弧段的弧度一致，正向旋转刀直线切割段和反向旋转刀直线切割段的长度一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种钢包预碎机解决目前钢包分割效率的瓶颈，大大提高钢包切割效率的同时降低能耗；使破碎机前道预碎工序实现更简化，更安全。

1、采用双轴相向旋转，同时对待分割包块实现撕切做功；较往复式的分割效率提高两倍以上；

2、采用液压马达驱动形式，通过液压控制可实现恒扭力变速效果，双轴正反转自如，较电机驱动的形式具有输出高，扭矩大，噪音低，能耗低等优势；

3、采用同轴双驱动组合、同步控制，解决了长轴因单侧驱动而造成扭力分布不均，容易出现过载后断轴现象；

4、采用新型刀具结构，同轴上刀与刀成10°～45°螺旋定位，能实时多方位的对钢包进行切割；

5、双轴上刀的布置结构适应目前多种规格的包块，解决了常规机种型号冗杂，有效的实现一机多用。

6、采用同轴双马达同步驱动，双轴四马达驱动组合，撕切的力量更大，更适应于彩钢瓦类大包块的撕切。也能够使两根刀轴在工作时根据受力不同实现转速自动调整。采用变量泵+定量马达容积调速系统保证在任何时候撕切的扭矩恒定。

因此本发明一种钢包预碎机液压控制系统组装的钢包预碎机具有预碎能力强，占地面积小，工作效率高，故障率低的优点。

附图说明

图1为一种钢包预碎机正视图。

图2为一种钢包预碎机侧视图。

图3为一种钢包预碎机俯视图。

图4为一种钢包预碎机去除进料箱、出料箱以及部分钢包预碎箱体后的立体图。

图5为一种钢包预碎机爆炸图。

图6为第一种钢包预碎刀具立体图。

图7为图6的爆炸图。

图8为第一种钢包预碎刀具的主刀第一个示意图。

图9为第一种钢包预碎刀具的主刀第二个示意图。

图10为第二种钢包预碎刀具立体图。

图11为图10的爆炸图。

图12为第二种钢包预碎刀具的主刀第一个示意图。

图13为第二种钢包预碎刀具的主刀第二个示意图。

图14为抗扭机构立体示意图。

图15为图14的爆炸图。

图16为钢包预碎机液压控制系统示意图。

图17为图16中左侧的一支主油路的示意图。

其中：

机架100、支撑台101

钢包预碎箱体200

进料箱300

出料箱400

钢包预碎机构500、钢包预碎刀具501、主轴501.1、主刀501.2、主刀安装段501.2.1、第一圆弧边501.2.11、第二圆弧边501.2.12、第三圆弧边501.2.13、第四圆弧边501.2.14、六角形安装孔501.2.2、正向旋转刀501.2.3、正向旋转刀直线段501.2.31、正向旋转刀弧线段501.2.32、正向旋转刀直线切割段501.2.33、反向旋转刀501.2.4、反向旋转刀直线段501.2.41、反向旋转刀弧线段501.2.42、反向旋转刀直线切割段501.2.43、第一过渡圆弧段501.2.5、第二过渡圆弧段501.2.6、第三过渡圆弧段501.2.7、第四过渡圆弧段501.2.8、中间隔套501.3、左间隔套501.4、右间隔套501.5、轴承座501.6、联轴器501.7、变速器501.8、液压马达501.9、连接法兰501.10、副刀隔板502

抗扭机构600、抗扭支撑座601、抗扭臂602、抗扭连接件603

钢包预碎机液压控制系统700、补油泵701、第一变量泵702、第二变量泵703、第一缓冲阀704、第二缓冲阀705、第一压力传感器706、第二压力传感器707、第一压力控制阀708、第二压力控制阀709、第一比例电磁铁710、第二比例电磁铁711、第一过滤器712、第二过滤器713、油箱714。

具体实施方式

下面将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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见附图，本发明涉及的一种钢包预碎机，它包括机架100，所述机架100上设置有钢包预碎箱体200，钢包预碎箱体200上方设置有进料箱300，钢包预碎箱体200下方设置有出料箱400，所述钢包预碎箱体200内有穿设于其中的钢包预碎机构500，所述钢包预碎机构500的左右两端通过多个抗扭机构600固定，抗扭机构600固定于机架100上。

一种钢包预碎机还包括用于驱动钢包预碎机构500动作的钢包预碎机液压控制系统700。

所述机架100左端和右端分别向前和向后延伸并且在延伸部设置有支撑台101，所述抗扭机构600包括平置的抗扭支撑座601、竖向的抗扭臂602以及纵向的抗扭连接件603，抗扭连接件603包括小头端和大头端，其中大头端具有一个环形圈，环形圈用于与连接法兰501.10进行连接，所述抗扭支撑座601通过螺栓固定于支撑台101上，抗扭支撑座601顶面的连接耳与抗扭臂602的下端通过螺栓固定连接，抗扭臂602的上端通过螺栓与最接近的一个抗扭连接件603的小头端连接；

所述钢包预碎箱体200包括前后左右四面箱壁，钢包预碎箱体200内用于钢包预碎机构500将钢包进行预碎作业；

所述进料箱300用于将钢包导向进入钢包预碎箱体200；

所述出料箱400用于将预碎完成的钢包碎块导出钢包预碎箱体200；

所述钢包预碎机构500用于钢包预碎箱体200内的钢包的预碎；

多个抗扭机构600用于钢包预碎机构500的工作时的抗扭稳定。

所述钢包预碎机构500包括前后两根横向平行布置的钢包预碎刀具501以及位于两根钢包预碎刀具501上方及下方的两组纵向的副刀隔板502，两组纵向的副刀隔板502分别位于两根钢包预碎刀具501的横向尺寸对应的1/3和2/3处；

所述钢包预碎刀具501包括横向布置的主轴501.1，主轴501.1的中部截面为六角形，主轴501.1的工作段上间隔套装有六个主刀501.2，同一根主轴501.1上的相邻两个主刀501.2之间的错位角度为60°，相邻两个主刀501.2之间的主轴501.1上套装有中间隔套501.3，最左端的主刀501.2左方的主轴501.1上套装有左间隔套501.4，最右端的主刀501.2右方的主轴501.1上套装有右间隔套501.5，左间隔套501.4左方的主轴501.1上以及右间隔套501.5右方的主轴501.1上套装有轴承座501.6，主轴501.1和轴承座501.6之间通过轴承连接，轴承座501.6外侧的主轴501.1通过联轴器501.7连接变速器501.8的动力输出端，变速器501.8的动力输入端连接液压马达501.9的动力输出端；联轴器501.7的外侧安装有一个连接法兰501.10；

钢包预碎刀具501的轴承座501.6固定于钢包预碎箱体200的左右箱壁上，每组副刀隔板502为具有两个向上的半圆形开口的矩形板，半圆形开口与钢包预碎刀具501的中间隔套501.3形状吻合，在预碎过程中，两根钢包预碎刀具501的运动的主刀501.2形成相对运动对钢包进行预碎剪切，另外同时运动的主刀501.2与静止的副刀隔板502形成相对运动也对钢包进行预碎剪切，从而实现多方位的预碎剪切。

主刀501.2的截面呈中心对称布置形状，主刀501.2包括中部的主刀安装段501.2.1，主刀安装段501.2.1的中心设置有六角形安装孔501.2.2，主刀安装段501.2.1的外侧两端对称设置有一对旋转刀，每一对旋转刀均包括正向旋转刀501.2.3以及反向旋转刀501.2.4；正向旋转刀501.2.3以及反向旋转刀501.2.4的外壁位于以六角形安装孔501.2.2的中心为圆心的同一圆弧段形成的外圆弧上；

主刀501.2的截面形式可以选用多种，以下作为优选给出两种实施例：

实施例1、

对于某种工况，钢包预碎刀具501的正向转动居多，即主刀501.2正向转动为主要工作状态的情况：

主刀安装段501.2.1包括沿着六角形安装孔501.2.2的中心呈中心对称的第一圆弧边501.2.11以及第二圆弧边501.2.12，六角形安装孔501.2.2的中心位于第一圆弧边501.2.11及其圆心形成的扇形区域内，六角形安装孔501.2.2的中心位于第二圆弧边501.2.12及其圆心形成的扇形区域内，正向旋转刀501.2.3所对应的外圆弧的长度大于反向旋转刀501.2.4所对应的外圆弧的长度；

正向旋转刀501.2.3的尖角工作段由正向旋转刀直线段501.2.31和正向旋转刀弧线段501.2.32形成，正向旋转刀直线段501.2.31由正向旋转刀501.2.3对应的外圆弧端部向内弯折形成，正向旋转刀弧线段501.2.32与第二圆弧边501.2.12之间通过第一过渡圆弧段501.2.5连接，第一过渡圆弧段501.2.5的半径为9.9mm，弧度为144°，正向旋转刀直线段501.2.31长度为21mm；

反向旋转刀501.2.4的尖角工作段由反向旋转刀直线段501.2.41和反向旋转刀弧线段501.2.42形成，反向旋转刀直线段501.2.41由反向旋转刀501.2.4对应的外圆弧端部向内弯折形成，反向旋转刀弧线段501.2.42与第一圆弧边501.2.11之间通过第二过渡圆弧段501.2.6连接，第二过渡圆弧段501.2.6的半径为6.6mm，弧度为135°，反向旋转刀直线段501.2.41长度为19mm；

第一过渡圆弧段501.2.5的半径和弧度均大于第二过渡圆弧段501.2.6的半径和弧度；正向旋转刀直线段501.2.31长度大于反向旋转刀直线段501.2.41长度。

实施例2、

对于某种工况，钢包预碎刀具501的正向转动和反向转动次数差不多，即主刀501.2正向转动和反向转动均为主要工作状态的情况：

主刀安装段501.2.1包括沿着六角形安装孔501.2.2的中心呈中心对称的第三圆弧边501.2.13以及第四圆弧边501.2.14，第三圆弧边501.2.13以及第四圆弧边501.2.14具有相同的圆心且该圆心同为六角形安装孔501.2.2的中心，正向旋转刀501.2.3所对应的外圆弧的长度等于反向旋转刀501.2.4所对应的外圆弧的长度；

正向旋转刀501.2.3的尖角工作段由正向旋转刀直线切割段501.2.33和正向旋转刀501.2.3对应的外圆弧形成，正向旋转刀直线切割段501.2.33由正向旋转刀501.2.3对应的外圆弧端部向内弯折形成，正向旋转刀直线切割段501.2.33与第三圆弧边501.2.13之间通过第三过渡圆弧段501.2.7连接；

反向旋转刀501.2.4的尖角工作段由反向旋转刀直线切割段501.2.43和反向旋转刀501.2.4对应的外圆弧形成，反向旋转刀直线切割段501.2.43由反向旋转刀501.2.4对应的外圆弧端部向内弯折形成，反向旋转刀直线切割段501.2.43与第四圆弧边501.2.14之间通过第四过渡圆弧段501.2.8连接；

第三过渡圆弧段501.2.7以及第四过渡圆弧段501.2.8的半径一致均为33mm，第三过渡圆弧段501.2.7以及第四过渡圆弧段501.2.8的弧度一致均为111°，正向旋转刀直线切割段501.2.33和反向旋转刀直线切割段501.2.43的长度一致均为22mm。

所述的钢包预碎机液压控制系统700包括油箱714，油箱714引出两条具有相同结构的主油路，主油路上依次设置有补油泵701、第一变量泵702以及第二变量泵703，第一变量泵702和第二变量泵703具有相同的结构，第一变量泵702和第二变量泵703均具有两个液压油输出方向，第一变量泵702的两个液压油输出方向分别通过第一支油路和第二支油路连接至液压马达501.9的第一进油口和第二进油口，第一支油路和第二支油路上分别设置有第一缓冲阀704和第二缓冲阀705，第一缓冲阀704和第二缓冲阀705前方的第一支油路和第二支油路上分别设置有第一压力传感器706和第二压力传感器707，

第一变量泵702和第二变量泵703分别连接第一压力控制阀708和第二压力控制阀709，从而使得第一变量泵702和第二变量泵703的泵的设定排量分别通过第一压力控制阀708和第二压力控制阀709进行设定，

第一变量泵702和第二变量泵703的泵的排量分别通过第一比例电磁铁710和第二比例电磁铁711进行控制；比例电磁铁的电流量与泵的排量成线性正相关；

第一变量泵702和第二变量泵703的前方的主油路上分别设置有第一过滤器712和第二过滤器713，分别对进入变量泵的液压油进行过滤。

钢包预碎机液压控制系统700的工作原理：

油箱714的油经过补油泵701输送至第一变量泵702以及第二变量泵703内，然后根据此时的第一变量泵702以及第二变量泵703的输出方向将液压油供入液压马达501.9，实现钢包预碎刀具501的转动，开始钢包预碎作业；

当液压油供给至液压马达501.9的第一进油口时，液压马达501.9的动力输出端正向转动从而带动钢包预碎刀具501的正向转动，正向旋转刀501.2.3作为工作面进行预碎作业，当液压油供给至液压马达501.9的第二进油口时，液压马达501.9的动力输出端反向转动从而带动钢包预碎刀具501的反向转动，反向旋转刀501.2.4作为工作面进行预碎作业；

在开机之前预先设定液压马达501.9正向转动和反向转动的内部压力，当第一压力传感器706和第二压力传感器707检测到当前支油路的压力超出第一压力控制阀708和第二压力控制阀709的设定压力的指定超出量后，第一比例电磁铁710和第二比例电磁铁711开始动作，调节第一变量泵702和第二变量泵703的液压油的输出方向，从而实现液压马达501.9换向转动，油路降低了内部压力，安全工作的同时，钢包预碎刀具501的换向转动继续实现钢包的预碎作业。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。