本实用新型涉及破碎筛分设备技术领域，尤其涉及一种制砂机。
背景技术：
近年来，天然砂石资源逐渐枯竭，国家已禁止河砂的开采，于是机制砂正代替天然砂得到越来越广泛的应用。制砂机是生产机制砂的重要设备，它通过主轴高速旋转，将物料高速甩出，高速物料与反击板或静止物料碰撞实现破碎。制砂机既可以用于制砂，也可用于整形。当制砂机用于制砂时，主轴的转速大小会影响成砂率；当用于整形时，对主轴转速的要求降低。若制砂机在同时满足制砂和整形需求时，要求主轴的转速应具有较大的调节范围。
现有制砂机大多采用电机驱动，电机轴与制砂机主轴之间采用带传动，传动比取决于带轮直径比。若采用交流电机驱动，电机一经选定转速即不可调，如果要改变主轴转速，则必需改变带传动的传动比，目前只能通过更换不同直径的带轮来实现，一般单个带轮重量在200Kg左右，拆装费时费力；若采用变频电机，可在不改变带传动传动比的情况下实现调速，但变频电机的价格昂贵，目前并未真正得到应用与推广。
目前，现有的用于制砂机的驱动系统主要存在以下缺点：
1、采用电机驱动需要380V工业电源，不适用于野外工作等缺乏工业用电的场合；
2、采用电机驱动还需另外安装变压器，购买和安装变压器都会增加制砂机的运营成本；
3、电机体积庞大，无法满足移动式制砂机对安装空间限制的要求；
4、单电机驱动功率有限，不能满足大型制砂机的动力需求，若采用双电机驱动，其功率损失约为装机总功率的15％～20％，功率损失较大；
5、交流电机驱动无法实现无级调速；
6、电机无法实现频繁启动，故障停机后需要很长的冷却等待时间；
7、制砂机的主机轴上通常安装有大惯量的转子，高速运转时转子动能较大，在电机断电时转子仍保持高速运转，停机时间长。
需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提出一种制砂机，以解决现有技术中的制砂机对工业用电的依赖性太强的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种制砂机，包括主机和驱动主机运转的驱动系统，驱动系统包括发动机、液压泵和液压马达，发动机与液压泵驱动连接，液压泵与液压马达通过液压管路连接，液压马达与主机连接以带动主机转动。
进一步地，液压泵为变量泵，通过调节液压泵的排量来调节主机的转动速度。
进一步地，驱动系统还包括比例控制阀、油缸和控制器，油缸的缸筒内设有活塞以将缸筒分隔形成两个腔，比例控制阀的两个工作油口分别与油缸的两个腔连通，液压泵的斜盘与活塞连接，比例控制阀的控制端与控制器信号连接，控制器通过调节比例控制阀的开度控制活塞移动，活塞的移动带动斜盘的倾角发生变化，从而实现对液压泵排量的无级调节。
进一步地，液压泵的斜盘与活塞通过第一连接杆连接，比例控制阀内设有位移传感器，比例控制阀的阀芯与第一连接杆通过第二连接杆连接，位移传感器检测第二连接杆的位移变化量，并将检测结果发送至控制器，控制器根据位移传感器的检测结果对比例控制阀进行调节。
进一步地，驱动系统还包括压力传感器，压力传感器用于检测驱动系统的压力，压力传感器与控制器信号连接，以将检测的系统压力值传递至控制器，控制器能够获取发动机的转速和扭矩，并根据系统压力值、发动机的转速和扭矩对比例控制阀进行调节。
进一步地，驱动系统还包括电比例溢流阀和控制器，电比例溢流阀与液压马达并联连接，电比例溢流阀的控制端与控制器信号连接，控制器能够调节电比例溢流阀的溢流压力，以使电比例溢流阀打开或关闭。
进一步地，液压泵的第一油口与液压马达的第一油口通过第一油路连通，液压泵的第二油口与液压马达的第二油口通过第二油路连通，以形成闭式循环油路，驱动系统还包括补油泵，补油泵用于给闭式循环油路补油。
进一步地，补油泵的进油口与油箱连通，补油泵的出油口与第一油路连通，且补油泵的出油口与第一油路之间的连通油路上设有第一单向阀，补油泵的出油口与第二油路连通，且补油泵的出油口与第二油路之间的连通油路上设有第二单向阀。
进一步地，驱动系统还包括与第一单向阀并联的第一溢流阀和与第二单向阀并联的第二溢流阀。
进一步地，驱动系统还包括电机、为电机供电的蓄电池和用于调节液压泵排量的比例控制阀，电机用于驱动补油泵工作，补油泵的出油口与比例控制阀连通，以使补油泵作为比例控制阀的油源。
进一步地，补油泵的出油口与比例控制阀之间的连通油路上设有单向阀和与单向阀并联连接的节流元件。
进一步地，驱动系统还包括限压装置，限压装置能够在驱动系统的压力达到限压装置的压力限定值时开启，以将液压油引向能够使液压泵的排量减小的工作油路上。
进一步地，驱动系统还包括第一限压阀、第二限压阀和用于调节液压泵排量的比例控制阀，第一限压阀连接在第一单向阀的出油口与比例控制阀的第一工作油口之间，第二限压阀连接在第二单向阀的出油口与比例控制阀的第二工作油口之间。
进一步地，第一限压阀的出油口与第一单向阀的进油口之间设有第三单向阀，第二限压阀的出油口与第二单向阀的进油口之间设有第四单向阀。
进一步地，驱动系统还包括冲洗阀组，液压泵的第一油口与液压马达的第一油口通过第一油路连通，液压泵的第二油口与液压马达的第二油口通过第二油路连通，冲洗阀组连接在第一油路和第二油路之间，冲洗阀组用于使驱动系统中的低压油液流回油箱。
基于上述技术方案，本实用新型通过设置发动机、液压泵和液压马达，使制砂机的用于驱动主机运转的驱动系统采用发动机作为动力源，整机不依赖工业用电，在野外等缺乏工业用电的场合也能正常工作；并且采用液压泵和液压马达驱动，能够实现频繁启动，减少停机等待时间；同时整机结构紧凑，重量和体积也比较小，满足空间限制需求；不采用电机驱动还可以节省变压器，节约成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型制砂机一个实施例中驱动系统的控制原理图。
图中：
1、油箱；2、发动机；3、油缸；4、液压泵；5、第三单向阀；6、第四单向阀；7、第一限压阀；8、第二限压阀；9、第一溢流阀；10、第二溢流阀；11、第一单向阀；12、第二单向阀；13、电比例溢流阀；14、冲洗阀组；15、液压马达；16、第一过滤器；17、电机；18、补油泵；19、第三溢流阀；20、第二过滤器；21、压力传感器；22、单向节流阀组；23、比例控制阀；24、第一连接杆；25、第二连接杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示，在本实用新型制砂机一个示意性实施例中，该制砂机包括主机和驱动主机运转的驱动系统，驱动系统包括发动机2、液压泵4和液压马达15，发动机2与液压泵4驱动连接，液压泵4与液压马达15通过液压管路连接，液压马达15与主机连接以带动主机转动。
在上述示意性实施例中，通过设置发动机2、液压泵4和液压马达15，使制砂机的用于驱动主机运转的驱动系统采用发动机2作为动力源，整机不依赖工业用电，在野外等缺乏工业用电的场合也能正常工作；并且采用液压泵4和液压马达15驱动，能够实现频繁启动，减少停机等待时间；同时整机结构紧凑，重量和体积也比较小，满足空间限制需求；不采用电机驱动还可以节省变压器，节约成本。
进一步地，液压泵4为变量泵，通过调节液压泵4的排量来调节主机的转动速度。通过采用变量泵，可以通过调节变量泵的排量来调节主机的转动速度，而不需要更换带轮或采用变频电机，可提高调节效率，节约成本。
进一步地，驱动系统还包括比例控制阀23、油缸3和控制器，油缸3的缸筒内设有活塞以将缸筒分隔形成两个腔，比例控制阀23的两个工作油口分别与油缸3的两个腔连通，液压泵4的斜盘与活塞连接，比例控制阀23的控制端与控制器信号连接，控制器通过调节比例控制阀23的开度控制活塞移动，活塞的移动带动斜盘的倾角发生变化，从而实现对液压泵4排量的无级调节。
通过设置比例控制阀23、油缸3和控制器，可以通过控制器调节输入到比例控制阀23的电流大小，从而控制比例控制阀23的开度，经过比例控制阀23的液压油进入油缸3中可以推动活塞移动，活塞移动后可以带动液压泵4的斜盘发生偏转，从而改变液压泵4的排量。比例控制阀23的开度大小可以实现无级调节，因此液压泵4的排量也相应地可以实现无级调节，从而提高排量调节的可控性，进而使主机的转动速度也可以实现无级调节，满足主机需求。
如图1所示，油缸3内设置的活塞的截面呈H型，活塞将油缸3的缸筒内部空间分隔为靠左的第一腔和靠右的第二腔，液压泵4的斜盘通过第一连接杆24连接在活塞的中间部分。
在其他实施例中，油缸3也可以替换为其他结构，只要能够暂时储油并通过油压变化能够带动液压泵4的斜盘发生偏转即可。
进一步地，比例控制阀23内设有位移传感器，比例控制阀23的阀芯与第一连接杆24通过第二连接杆25连接，位移传感器检测第二连接杆25的位移变化量，并将检测结果发送至控制器，控制器根据位移传感器的检测结果对比例控制阀23进行调节。
通过设置位移传感器和第二连接杆25，在液压泵4的斜盘发生意外偏转时，斜盘的偏转能够反映到第一连接杆24和第二连接杆25上，在位移传感器检测到第二连接杆25的位移发生变化时，可以通知控制器对比例控制阀23进行调节，使其恢复设定开度，从而保证液压泵4的排量稳定。
可选地，驱动系统还包括压力传感器21，压力传感器21用于检测驱动系统的压力，压力传感器21与控制器信号连接，以将检测的系统压力值传递至控制器，控制器能够获取发动机2的转速和扭矩，并根据系统压力值、发动机2的转速和扭矩对比例控制阀23进行调节。
具体来说，在发动机2的输出功率一定的前提下，主机的负载突然增大时，系统压力增大，若发动机2的转速不变，则主机的功率会增大，这样会使制砂机中除了主机之外的其他执行机构分得的功率下降。为使其他执行机构分得的功率不变，保证除了主机之外的其他执行机构能够正常工作，可以通过降低液压泵4的排量的方式来控制主机的功率，因此根据获取的发动机2的转速和扭矩以及压力传感器检测的系统压力值，控制器可以对比例控制阀23的开度进行调节，进而调节液压泵4的排量，以避免主机负载的变化对除了主机之外的其他执行机构所分得的功率的影响。
可选地，驱动系统还包括电比例溢流阀13和控制器，电比例溢流阀13与液压马达15并联连接，电比例溢流阀13的控制端与控制器信号连接，控制器能够调节电比例溢流阀13的溢流压力，以使电比例溢流阀13打开或关闭。
通过设置电比例溢流阀13，可以通过调节电比例溢流阀13的溢流压力的大小来控制电比例溢流阀13开启或关闭。具体来说，当比例控制阀23有信号输入时，控制器向电比例溢流阀13发出信号，设定电比例溢流阀13为最大溢流压力(该最大溢流压力应大于下文将会提到的第一溢流阀9和第二溢流阀10的设定值)，此时电比例溢流阀13处于截止状态，液压泵4的出口高压油流经液压马达15，液压马达15驱动制砂机主机主轴工作；当比例控制阀23无信号输入(比如信号突然丢失)或发动机突然熄火时，液压泵4处于闭合状态，液压马达15的动力切断，然而此时在惯性作用下，制砂机主机主轴会通过皮带轮反拖液压马达15继续高速旋转，液压马达15的高低压油路切换，液压马达15转变成泵，此时可以通过控制器向电比例溢流阀13发出信号，使电比例溢流阀13处于较小的溢流压力(此溢流压力远小于最大溢流压力)下，此时液压马达15与电比例溢流阀13组成闭合回路，避免了对皮带传动系统的冲击，同时电比例溢流阀13成为负载，液压油经过电比例溢流阀13做功发热，将制砂机主机主轴的动能转化为热能，实现制砂机主机快速停机。
可选地，液压泵4的第一油口与液压马达15的第一油口通过第一油路连通，液压泵4的第二油口与液压马达15的第二油口通过第二油路连通，以形成闭式循环油路，这样设置可以提高液压驱动系统的传动效率。
驱动系统还包括补油泵18，补油泵18用于给闭式循环油路补油。通过设置补油泵18，可以防止闭式循环油路由于压力损失而出现吸空等问题，保证液压泵4和液压马达15的正常运行，提高液压泵4和液压马达15的使用寿命。
进一步地，补油泵18的进油口与油箱连通，补油泵18的出油口与第一油路连通，且补油泵18的出油口与第一油路之间的连通油路上设有第一单向阀11，补油泵18的出油口与第二油路连通，且补油泵18的出油口与第二油路之间的连通油路上设有第二单向阀12。
进一步地，驱动系统还包括与第一单向阀11并联的第一溢流阀9和与第二单向阀12并联的第二溢流阀10。通过设置第一溢流阀9和第二溢流阀10，可以在第一油路或第二油路出现高压时对油液进行溢流，防止高压冲击，有利于保护液压泵4和液压马达15。
可选地，驱动系统还包括电机17、为电机17供电的蓄电池和用于调节液压泵4排量的比例控制阀23，电机17用于驱动补油泵18工作，补油泵18的出油口与比例控制阀23连通，以使补油泵18作为比例控制阀23的油源。通过该设置，可以在发动机2出现损坏等故障问题时，通过蓄电池保证液压泵4和液压马达15之间循环油路的正常运行，防止由于发动机2的突然停止运转而损坏液压泵4和液压马达15。
可选地，补油泵18的出油口与比例控制阀23之间的连通油路上设有单向节流阀组22，该单向节流阀组22包括单向阀和与单向阀并联连接的节流元件(比如阻尼孔)，通过设置单向节流阀组22，可以防止液压油对比例控制阀23和油缸3造成冲击。
可选地，补油泵18的出油口与比例控制阀23之间的连通油路上设有第二过滤器20，以对进入比例控制阀23和油缸3中的液压油进行过滤，防止堵塞。
可选地，驱动系统还包括限压装置，限压装置能够在驱动系统的压力达到限压装置的压力限定值时开启，以将液压油引向能够使液压泵4的排量减小的工作油路上。通过设置限压装置，可以在驱动系统的压力达到限压装置的压力限定值时，直接将液压油引向比例控制阀23与油缸3之间的连通油路上，从而调节油缸3内活塞的位置，进而调节液压泵4的排量，实现对驱动系统压力的控制。
具体地，驱动系统还包括第一限压阀7、第二限压阀8和用于调节液压泵4排量的比例控制阀23，第一限压阀7连接在第一单向阀11的出油口与比例控制阀23的第一工作油口之间，第二限压阀8连接在第二单向阀12的出油口与比例控制阀23的第二工作油口之间。第一限压阀7的压力限定值小于第一溢流阀9的压力限定值；第二限压阀8的压力限定值小于第二溢流阀10的压力限定值。
进一步地，第一限压阀7的出油口与第一单向阀11的进油口之间设有第三单向阀5，第二限压阀8的出油口与第二单向阀12的进油口之间设有第四单向阀6。
在第一限压阀7开启时，第三单向阀5起到背压作用，可以保证液压油顺利流向比例控制阀23与油缸3之间的连通油路，同时在从第一限压阀7内出来的液压油压力较大时，还可以通过第三单向阀5和第一单向阀11流回第一油路；相应地，在第二限压阀8开启时，第四单向阀6起到背压作用，可以保证液压油顺利流向比例控制阀23与油缸3之间的连通油路，同时在从第二限压阀8内出来的液压油压力较大时，还可以通过第四单向阀6和第二单向阀12流回第二油路。
可选地，驱动系统还包括冲洗阀组14，液压泵4的第一油口与液压马达15的第一油口通过第一油路连通，液压泵4的第二油口与液压马达15的第二油口通过第二油路连通，冲洗阀组14连接在第一油路和第二油路之间，冲洗阀组14用于使驱动系统中的低压油液流回油箱。通过该冲洗阀组14，除了保证驱动系统中的低压油液都能够流回油箱之外，还可以通过该冲洗阀组14使驱动系统中的高温油流出，并通过补油泵18补入低温油，实现油液冷却的作用；另外，通过油液的置换，还可以利用过滤器将流经系统的油液中的杂质过滤，提高系统中流通油液的纯净度，避免堵塞。
可选地，油箱1与补油泵18之间设有第一过滤器16，以对进入补油泵18的液压油进行过滤，防止堵塞。
下面结合图1对本实用新型制砂机的一个实施例的工作原理进行说明：
制砂机包括主机和用于驱动主机运转的驱动系统，如图1所示，驱动系统主要包括：控制器、油箱1、发动机2、油缸3、液压泵4、第三单向阀5、第四单向阀6、第一限压阀7、第二限压阀8、第一溢流阀9、第二溢流阀10、第一单向阀11、第二单向阀12、电比例溢流阀13、冲洗阀组14、液压马达15、第一过滤器16、电机17、补油泵18、第三溢流阀19、第二过滤器20、压力传感器21、单向节流阀组22和比例控制阀23。
发动机2与液压泵4相连，发动机2作为驱动系统的动力源，为制砂机提供动力，发动机2的启停及其转速通过控制器进行控制。液压泵4由发动机2驱动，液压泵4产生高压油，高压油进入液压马达15，带动液压马达15旋转，液压马达15通过带传动驱动制砂机的主机旋转，液压油经液压液压马达15后再进入液压泵4的吸油口，形成闭式液压回路。
液压泵4的排量由比例控制阀23的输入信号控制，比例控制阀23的信号由控制器输入。当比例控制阀23无信号输入时，阀芯处于中位，液压泵4内部的变量斜盘在复位弹簧的作用下处于零排量状态，液压马达15与制砂机的主机均不动作；当比例控制阀23有信号输入时，阀芯运动，补油泵18输出的液压油经过比例控制阀23进入油缸3，油缸3中活塞的运动改变液压泵4内部变量斜盘的倾角，从而控制液压泵4的排量保持在正最大到负最大之间任意位置，液压泵4的排量大小与比例控制阀23的输入信号大小成正比，从而实现对液压马达15的无级调速。
液压泵4的出口连接有压力传感器21，压力传感器21监测驱动系统的压力，并将压力信号发送至控制器，控制器同时读取发动机2的转速与扭矩，控制器根据压力传感器21的检测压力和发动机2转速及扭矩参数调节液压泵4的排量，提高系统抵抗短时负载冲击的能力。当系统压力高于设定值(该设定值根据发动机2的功率、转速和主机的转速而定)时，控制器可向比例控制阀23发出减小电流输入值的信号，进而减小液压泵4的排量，使主机的功率控制在设定范围内，保证制砂机中除了主机之外的其他执行机构能够正常运行；当系统压力低于设定值时，控制器可向比例控制阀23发出增大电流输入值的信号，使液压泵4的排量恢复至与之前系统压力设定值对应的排量。
当系统压力到达第一限压阀7或第二限压阀8的压力限定值时，第一限压阀7或第二限压阀8迅速开启，进而推动液压泵4的斜盘向中位运动，以减小液压泵4的排量，达到限制系统压力的作用，此时第三单向阀5和第四单向阀6起背压作用。
当系统压力继续升高时，第一溢流阀9和第二溢流阀10起过压保护作用。
电机17采用蓄电池作为动力源，电机17与补油泵18相连，在制砂机主机工作时为补油泵18提供动力，即使发动机2突然熄火，仍能为补油泵18提供动力，保证补油泵18短时间内正常工作。
补油泵18从油箱1中吸油，液压油经第一过滤器16进入补油泵18，经补油泵18加压后通过第二过滤器20，其中一路经过单向节流阀组22进入比例控制阀23，控制液压泵4排量；另一路经第一单向阀11或第二单向阀12进入液压马达15两端的低压腔，补充闭式系统管路中因冲洗和泄露损失的液压油。
其中，单向节流阀组22内置节流孔，可以防止液压油对比例控制阀23及油缸3造成冲击。补油泵18的出口与第三溢流阀19相连，第三溢流阀19与油箱1连通，保证补油和控制压力不高于第三溢流阀19的压力设定值，起系统保护作用。回路中还设有冲洗阀组14，可以保证工作回路中部分低压油液通过壳体直接回到油箱，还可以起到冷却循环油液和过滤的作用。
电比例溢流阀13与液压马达15并联，通过控制器发出电信号可以控制电比例溢流阀13的溢流压力，且溢流压力与电信号成正比。当系统正常工作时，设定电比例溢流阀13的溢流压力为最大值，以使其处于截止状态；当发动机突然熄火时，设定电比例溢流阀13的溢流压力为较小值，以使其接通，从而使液压马达15与电比例溢流阀13组成闭合回路，避免对皮带传动系统的冲击，同时有利于使制砂机主机快速停机。该过程中补油泵18和冲洗阀组14一直处于工作状态，以对驱动系统进行持续补油和冲洗，防止系统吸空并进行散热。
通过对本实用新型制砂机的多个实施例的说明，可以看到本实用新型制砂机实施例至少具有以下一种或多种优点：
1、采用发动机作为动力源，整机工作不依赖工业用电，在野外等缺乏工业用电的场合仍能正常工作；采用液压驱动，能够实现频繁启动，同时整体结构紧凑，体积小，重量只有同功率电机的1/5～1/10,能够应用在空间紧凑的移动式制砂机上；不采用电机驱动还可以节省变压器，节约成本；
2、通过设置电比例溢流阀，可对其溢流压力进行调节，在比例控制阀无信号输入或发动机突然熄火时，可以通过减小溢流压力而使液压马达与电比例溢流阀组成闭合回路，实现对皮带传动系统的保护，还可以减少制砂机主机转子的停机时间；
3、通过采用比例控制阀，可以使制砂机主轴的转速实现无级调节，节省人力与时间；
4、主机驱动采用闭式液压系统，传动效率高；
5、驱动系统中设有压力传感器，可以实时监测系统压力，结合发动机转速和扭矩等参数，可以对比例控制阀进行实时调节，进而控制液压泵的排量；
6、采用补油泵为系统补油，可靠性高；同时补油泵采用蓄电池和电机驱动，可在发动机突然熄火时保证补油泵仍能正常运行。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。