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改变破碎机运转模式的研讨
来源：盛科仪器 | 作者：盛科仪器 | 时间：2014-12-02
1惯性圆锥破碎机的结构特点和工作原理。
1.1惯性圆锥破碎机的结构特点。
惯性圆锥破碎机的结构。其机体通过隔振元件固定在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。
1.2惯性圆锥破碎机运动分析。
在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间不是刚性联接，动锥的振幅不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机，所以，惯性圆锥破碎机可以带负荷启动和停车。同样道理，在惯性圆锥破碎机中，挤满给料只是增大了物料层的抗压阻力，动锥的振幅减小，不会造成破碎机"闷车"，不需安装给料机。在惯性力的作用下，动锥将尽可能靠近定锥，从而将物料破碎得更细，其产品最大粒度只有排料间隙的1/3～1/ 4左右。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。
因为惯性圆锥破碎机是带负荷启动，其启动力矩较大，所以启动时瞬间电流较大。为了保证破碎机安全平稳的启动，选用了较大功率的电机，实际上，破碎机正常工作时所耗功率只有电机额定功率的60%左右。为使电机获得足够的启动力矩，就必然形成了"大马拉小车"的现象。为了解决满载时启动困难，将原有带传动改为限矩型液力偶合器加减速器的柔性传动。
2液力偶合器的工作原理。
限矩型液力偶合器的结构参见文献，其工作腔中充有一定量的工作油，它能保证主动轴与从动轴之间的柔性联接。当电动机带动泵轮转动时，泵轮内的油在泵轮叶片的作用下，因离心力被迫向泵轮外缘流动，从而冲击涡轮叶片，使得涡轮（连同减速机主动轴）跟着泵轮同向旋转。涡轮把工作油的能量变成机械能输出，带动减速机及固定在轴套的激振器旋转。工作油从泵轮获得能量对涡轮作功，释放能量后，又回到泵轮重新吸收能量，如此循环往复，就实现了泵轮（主动）与涡轮（从动）之间的能量传递，保证了固定在轴套的激振器按要求旋转。产生惯性力使矿石受到冲击，碰撞，挤压，剪切等多种复合力作用而破碎。
限矩型液力偶合器的布置。
3加装限矩液力偶合器的优点。
（1）两步起动改善了起动性能，降低了起动力矩在电机与载荷之间加装限矩液力偶合器后，使原来的"直联"中间加入柔性的液力传动，变"直联"时的一步起动为两步起动。即第一步电机带液力偶合器泵轮起步，由于液力偶合器力矩与转速平方成正比（MB∝n21），n1=0则Mb=Bd=0，使电机空载起动，并在轻软起动之后，迅速升速。随电机转速上升，MB（=MT）亦升高，当MB=MT≥MzQ时，涡轮带动载荷起步，升速。由电机起步到涡轮起步为第一段（时间t1），涡轮带载荷起步到额定转速为第二段（时间t2），整个起动时间t=t1+t2.t1为电机起动时间，t2为载荷起动时间。t2取决载荷的转动惯量J和角加速度以及传动系统的动力状况。加装液力偶合器后启动时间通常在10s左右，最长可达2min.直联传动时需大电机（特性MD）方能起动，加装液力偶合器可用小电机（特性Md）以涡轮力矩MT起动同一载荷Mz.（2）起动平稳液力偶合器输出输入间无任何机械联接，全靠液体动能传递扭矩，因而传动柔和，自动适应性强。
（3）降低启动电流峰值及持续时间破碎机满载时启动十分困难，即使是加大了电机容量，启动电流仍然较大，且启动电流持续时间长，对电网冲击严重，所以启动时的电能耗费较大。而使用液力偶合器后，由于电机可以空载启动，所以主启动时间短，启动电流低，对电网冲击小，节约电能。阴影部分就是一次启动节约的电能，工作机惯量愈大，启动过程的时间愈长，启动次数愈频繁，使用液力偶合器节能效果愈明显。
（4）具有过载保护功能。
由于偶合器传动无机械直接联接，故当外负载超过一定限度时，泵轮力矩便不再上升，此时电机照常运转，输出降速直至停转，从电源吸取的功率转化成热量，使偶合器升温，当升温达到一定限度后（通常为125℃），偶合器的易熔塞中的易熔合金熔化，工作液体从小孔喷出，输出与输入被切断，使电机，工作机不受损坏。可有效地降低故障率，维护费用和停工时间，延长电机和工作机的使用寿命。
4液力偶合器的使用与维护。
（1）当电动机达到了额定转速时，固定在轴套的激振器必须开始旋转，否则应马上断电停机检查，看负载是否有卡死现象。找出原因予以排除。
（2）液力偶合器任何时候都不允许有渗漏现象。
（3）连续运转时，油温不得超过90℃。
（4）运转3000h后，应对工作油的质量进行检查，如油质变坏应予以换油，油量不足应予以补油。
（5）定期检查弹性块的磨损情况，必要时予以更换。
（6）定期检查电动机轴与工作机输入轴安装精度，必要时予以矫正。
（7）不允许随便拆卸液力偶合器，以免破坏密封。
（8）易熔塞是液力偶合器的过热保护装置，切勿用实心螺塞代替。
5结语。
从实践来看，液力偶合器在惯性圆锥破碎机上的应用非常成功，它不但节电，而且改变了惯性圆锥破碎机"大马拉小车"的现象；降低了对电网的冲击，提高了电网的功率因数，使电机更加接近在高效区运行。而且，可减缓惯性圆锥破碎机减速箱的齿轮冲击和隔离扭振。因此，它具有广泛的推广应用价值。
1.1惯性圆锥破碎机的结构特点。
惯性圆锥破碎机的结构。其机体通过隔振元件固定在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。
1.2惯性圆锥破碎机运动分析。
在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间不是刚性联接，动锥的振幅不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机，所以，惯性圆锥破碎机可以带负荷启动和停车。同样道理，在惯性圆锥破碎机中，挤满给料只是增大了物料层的抗压阻力，动锥的振幅减小，不会造成破碎机"闷车"，不需安装给料机。在惯性力的作用下，动锥将尽可能靠近定锥，从而将物料破碎得更细，其产品最大粒度只有排料间隙的1/3～1/ 4左右。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。
因为惯性圆锥破碎机是带负荷启动，其启动力矩较大，所以启动时瞬间电流较大。为了保证破碎机安全平稳的启动，选用了较大功率的电机，实际上，破碎机正常工作时所耗功率只有电机额定功率的60%左右。为使电机获得足够的启动力矩，就必然形成了"大马拉小车"的现象。为了解决满载时启动困难，将原有带传动改为限矩型液力偶合器加减速器的柔性传动。
2液力偶合器的工作原理。
限矩型液力偶合器的结构参见文献，其工作腔中充有一定量的工作油，它能保证主动轴与从动轴之间的柔性联接。当电动机带动泵轮转动时，泵轮内的油在泵轮叶片的作用下，因离心力被迫向泵轮外缘流动，从而冲击涡轮叶片，使得涡轮（连同减速机主动轴）跟着泵轮同向旋转。涡轮把工作油的能量变成机械能输出，带动减速机及固定在轴套的激振器旋转。工作油从泵轮获得能量对涡轮作功，释放能量后，又回到泵轮重新吸收能量，如此循环往复，就实现了泵轮（主动）与涡轮（从动）之间的能量传递，保证了固定在轴套的激振器按要求旋转。产生惯性力使矿石受到冲击，碰撞，挤压，剪切等多种复合力作用而破碎。
限矩型液力偶合器的布置。
3加装限矩液力偶合器的优点。
（1）两步起动改善了起动性能，降低了起动力矩在电机与载荷之间加装限矩液力偶合器后，使原来的"直联"中间加入柔性的液力传动，变"直联"时的一步起动为两步起动。即第一步电机带液力偶合器泵轮起步，由于液力偶合器力矩与转速平方成正比（MB∝n21），n1=0则Mb=Bd=0，使电机空载起动，并在轻软起动之后，迅速升速。随电机转速上升，MB（=MT）亦升高，当MB=MT≥MzQ时，涡轮带动载荷起步，升速。由电机起步到涡轮起步为第一段（时间t1），涡轮带载荷起步到额定转速为第二段（时间t2），整个起动时间t=t1+t2.t1为电机起动时间，t2为载荷起动时间。t2取决载荷的转动惯量J和角加速度以及传动系统的动力状况。加装液力偶合器后启动时间通常在10s左右，最长可达2min.直联传动时需大电机（特性MD）方能起动，加装液力偶合器可用小电机（特性Md）以涡轮力矩MT起动同一载荷Mz.（2）起动平稳液力偶合器输出输入间无任何机械联接，全靠液体动能传递扭矩，因而传动柔和，自动适应性强。
（3）降低启动电流峰值及持续时间破碎机满载时启动十分困难，即使是加大了电机容量，启动电流仍然较大，且启动电流持续时间长，对电网冲击严重，所以启动时的电能耗费较大。而使用液力偶合器后，由于电机可以空载启动，所以主启动时间短，启动电流低，对电网冲击小，节约电能。阴影部分就是一次启动节约的电能，工作机惯量愈大，启动过程的时间愈长，启动次数愈频繁，使用液力偶合器节能效果愈明显。
（4）具有过载保护功能。
由于偶合器传动无机械直接联接，故当外负载超过一定限度时，泵轮力矩便不再上升，此时电机照常运转，输出降速直至停转，从电源吸取的功率转化成热量，使偶合器升温，当升温达到一定限度后（通常为125℃），偶合器的易熔塞中的易熔合金熔化，工作液体从小孔喷出，输出与输入被切断，使电机，工作机不受损坏。可有效地降低故障率，维护费用和停工时间，延长电机和工作机的使用寿命。
4液力偶合器的使用与维护。
（1）当电动机达到了额定转速时，固定在轴套的激振器必须开始旋转，否则应马上断电停机检查，看负载是否有卡死现象。找出原因予以排除。
（2）液力偶合器任何时候都不允许有渗漏现象。
（3）连续运转时，油温不得超过90℃。
（4）运转3000h后，应对工作油的质量进行检查，如油质变坏应予以换油，油量不足应予以补油。
（5）定期检查弹性块的磨损情况，必要时予以更换。
（6）定期检查电动机轴与工作机输入轴安装精度，必要时予以矫正。
（7）不允许随便拆卸液力偶合器，以免破坏密封。
（8）易熔塞是液力偶合器的过热保护装置，切勿用实心螺塞代替。
5结语。
从实践来看，液力偶合器在惯性圆锥破碎机上的应用非常成功，它不但节电，而且改变了惯性圆锥破碎机"大马拉小车"的现象；降低了对电网的冲击，提高了电网的功率因数，使电机更加接近在高效区运行。而且，可减缓惯性圆锥破碎机减速箱的齿轮冲击和隔离扭振。因此，它具有广泛的推广应用价值。