產品知識
改變破碎機運轉模式的研討
來源：盛科儀器 | 作者：盛科儀器 | 時間：2014-12-02
1慣性圓錐破碎機的結構特點和工作原理。
1.1慣性圓錐破碎機的結構特點。
慣性圓錐破碎機的結構。其機體通過隔振元件固定在底架上，工作機構由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機的旋轉運動通過傳動機構傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉時產生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內，動錐靠近定錐時，物料受到沖擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產品因自重由排料口排出。動錐與傳動機構之間無剛性聯接。
1.2慣性圓錐破碎機運動分析。
在慣性圓錐破碎機中，動錐和傳動機構之間不是剛性聯接，動錐的振幅不受傳動系統的限制，是可以變化的，它的大小取決于物料層抗壓阻力與破碎力的平衡。破碎機剛啟動時，動錐擺動頻率小，破碎力較小，動錐的振幅較小，因此啟動力矩也較小，帶負荷啟動不會損壞破碎機，所以，慣性圓錐破碎機可以帶負荷啟動和停車。同樣道理，在慣性圓錐破碎機中，擠滿給料只是增大了物料層的抗壓阻力，動錐的振幅減小，不會造成破碎機"悶車"，不需安裝給料機。在慣性力的作用下，動錐將盡可能靠近定錐，從而將物料破碎得更細，其產品最大粒度只有排料間隙的1/3～1/ 4左右。由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，如果物料中混入不可破碎的物體，動錐暫時停止運動，激振器繞動錐軸繼續轉動，絕對不會破壞傳動系統和主機。
因為慣性圓錐破碎機是帶負荷啟動，其啟動力矩較大，所以啟動時瞬間電流較大。為了保證破碎機安全平穩的啟動，選用了較大功率的電機，實際上，破碎機正常工作時所耗功率只有電機額定功率的60%左右。為使電機獲得足夠的啟動力矩，就必然形成了"大馬拉小車"的現象。為了解決滿載時啟動困難，將原有帶傳動改為限矩型液力偶合器加減速器的柔性傳動。
2液力偶合器的工作原理。
限矩型液力偶合器的結構參見文獻，其工作腔中充有一定量的工作油，它能保證主動軸與從動軸之間的柔性聯接。當電動機帶動泵輪轉動時，泵輪內的油在泵輪葉片的作用下，因離心力被迫向泵輪外緣流動，從而沖擊渦輪葉片，使得渦輪（連同減速機主動軸）跟著泵輪同向旋轉。渦輪把工作油的能量變成機械能輸出，帶動減速機及固定在軸套的激振器旋轉。工作油從泵輪獲得能量對渦輪作功，釋放能量后，又回到泵輪重新吸收能量，如此循環往復，就實現了泵輪（主動）與渦輪（從動）之間的能量傳遞，保證了固定在軸套的激振器按要求旋轉。產生慣性力使礦石受到沖擊，碰撞，擠壓，剪切等多種復合力作用而破碎。
限矩型液力偶合器的布置。
3加裝限矩液力偶合器的優點。
（1）兩步起動改善了起動性能，降低了起動力矩在電機與載荷之間加裝限矩液力偶合器后，使原來的"直聯"中間加入柔性的液力傳動，變"直聯"時的一步起動為兩步起動。即第一步電機帶液力偶合器泵輪起步，由于液力偶合器力矩與轉速平方成正比（MB∝n21），n1=0則Mb=Bd=0，使電機空載起動，并在輕軟起動之后，迅速升速。隨電機轉速上升，MB（=MT）亦升高，當MB=MT≥MzQ時，渦輪帶動載荷起步，升速。由電機起步到渦輪起步為第一段（時間t1），渦輪帶載荷起步到額定轉速為第二段（時間t2），整個起動時間t=t1+t2.t1為電機起動時間，t2為載荷起動時間。t2取決載荷的轉動慣量J和角加速度以及傳動系統的動力狀況。加裝液力偶合器后啟動時間通常在10s左右，最長可達2min.直聯傳動時需大電機（特性MD）方能起動，加裝液力偶合器可用小電機（特性Md）以渦輪力矩MT起動同一載荷Mz.（2）起動平穩液力偶合器輸出輸入間無任何機械聯接，全靠液體動能傳遞扭矩，因而傳動柔和，自動適應性強。
（3）降低啟動電流峰值及持續時間破碎機滿載時啟動十分困難，即使是加大了電機容量，啟動電流仍然較大，且啟動電流持續時間長，對電網沖擊嚴重，所以啟動時的電能耗費較大。而使用液力偶合器后，由于電機可以空載啟動，所以主啟動時間短，啟動電流低，對電網沖擊小，節約電能。陰影部分就是一次啟動節約的電能，工作機慣量愈大，啟動過程的時間愈長，啟動次數愈頻繁，使用液力偶合器節能效果愈明顯。
（4）具有過載保護功能。
由于偶合器傳動無機械直接聯接，故當外負載超過一定限度時，泵輪力矩便不再上升，此時電機照常運轉，輸出降速直至停轉，從電源吸取的功率轉化成熱量，使偶合器升溫，當升溫達到一定限度后（通常為125℃），偶合器的易熔塞中的易熔合金熔化，工作液體從小孔噴出，輸出與輸入被切斷，使電機，工作機不受損壞。可有效地降低故障率，維護費用和停工時間，延長電機和工作機的使用壽命。
4液力偶合器的使用與維護。
（1）當電動機達到了額定轉速時，固定在軸套的激振器必須開始旋轉，否則應馬上斷電停機檢查，看負載是否有卡死現象。找出原因予以排除。
（2）液力偶合器任何時候都不允許有滲漏現象。
（3）連續運轉時，油溫不得超過90℃。
（4）運轉3000h后，應對工作油的質量進行檢查，如油質變壞應予以換油，油量不足應予以補油。
（5）定期檢查彈性塊的磨損情況，必要時予以更換。
（6）定期檢查電動機軸與工作機輸入軸安裝精度，必要時予以矯正。
（7）不允許隨便拆卸液力偶合器，以免破壞密封。
（8）易熔塞是液力偶合器的過熱保護裝置，切勿用實心螺塞代替。
5結語。
從實踐來看，液力偶合器在慣性圓錐破碎機上的應用非常成功，它不但節電，而且改變了慣性圓錐破碎機"大馬拉小車"的現象；降低了對電網的沖擊，提高了電網的功率因數，使電機更加接近在高效區運行。而且，可減緩慣性圓錐破碎機減速箱的齒輪沖擊和隔離扭振。因此，它具有廣泛的推廣應用價值。
1.1慣性圓錐破碎機的結構特點。
慣性圓錐破碎機的結構。其機體通過隔振元件固定在底架上，工作機構由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機的旋轉運動通過傳動機構傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉時產生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內，動錐靠近定錐時，物料受到沖擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產品因自重由排料口排出。動錐與傳動機構之間無剛性聯接。
1.2慣性圓錐破碎機運動分析。
在慣性圓錐破碎機中，動錐和傳動機構之間不是剛性聯接，動錐的振幅不受傳動系統的限制，是可以變化的，它的大小取決于物料層抗壓阻力與破碎力的平衡。破碎機剛啟動時，動錐擺動頻率小，破碎力較小，動錐的振幅較小，因此啟動力矩也較小，帶負荷啟動不會損壞破碎機，所以，慣性圓錐破碎機可以帶負荷啟動和停車。同樣道理，在慣性圓錐破碎機中，擠滿給料只是增大了物料層的抗壓阻力，動錐的振幅減小，不會造成破碎機"悶車"，不需安裝給料機。在慣性力的作用下，動錐將盡可能靠近定錐，從而將物料破碎得更細，其產品最大粒度只有排料間隙的1/3～1/ 4左右。由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，如果物料中混入不可破碎的物體，動錐暫時停止運動，激振器繞動錐軸繼續轉動，絕對不會破壞傳動系統和主機。
因為慣性圓錐破碎機是帶負荷啟動，其啟動力矩較大，所以啟動時瞬間電流較大。為了保證破碎機安全平穩的啟動，選用了較大功率的電機，實際上，破碎機正常工作時所耗功率只有電機額定功率的60%左右。為使電機獲得足夠的啟動力矩，就必然形成了"大馬拉小車"的現象。為了解決滿載時啟動困難，將原有帶傳動改為限矩型液力偶合器加減速器的柔性傳動。
2液力偶合器的工作原理。
限矩型液力偶合器的結構參見文獻，其工作腔中充有一定量的工作油，它能保證主動軸與從動軸之間的柔性聯接。當電動機帶動泵輪轉動時，泵輪內的油在泵輪葉片的作用下，因離心力被迫向泵輪外緣流動，從而沖擊渦輪葉片，使得渦輪（連同減速機主動軸）跟著泵輪同向旋轉。渦輪把工作油的能量變成機械能輸出，帶動減速機及固定在軸套的激振器旋轉。工作油從泵輪獲得能量對渦輪作功，釋放能量后，又回到泵輪重新吸收能量，如此循環往復，就實現了泵輪（主動）與渦輪（從動）之間的能量傳遞，保證了固定在軸套的激振器按要求旋轉。產生慣性力使礦石受到沖擊，碰撞，擠壓，剪切等多種復合力作用而破碎。
限矩型液力偶合器的布置。
3加裝限矩液力偶合器的優點。
（1）兩步起動改善了起動性能，降低了起動力矩在電機與載荷之間加裝限矩液力偶合器后，使原來的"直聯"中間加入柔性的液力傳動，變"直聯"時的一步起動為兩步起動。即第一步電機帶液力偶合器泵輪起步，由于液力偶合器力矩與轉速平方成正比（MB∝n21），n1=0則Mb=Bd=0，使電機空載起動，并在輕軟起動之后，迅速升速。隨電機轉速上升，MB（=MT）亦升高，當MB=MT≥MzQ時，渦輪帶動載荷起步，升速。由電機起步到渦輪起步為第一段（時間t1），渦輪帶載荷起步到額定轉速為第二段（時間t2），整個起動時間t=t1+t2.t1為電機起動時間，t2為載荷起動時間。t2取決載荷的轉動慣量J和角加速度以及傳動系統的動力狀況。加裝液力偶合器后啟動時間通常在10s左右，最長可達2min.直聯傳動時需大電機（特性MD）方能起動，加裝液力偶合器可用小電機（特性Md）以渦輪力矩MT起動同一載荷Mz.（2）起動平穩液力偶合器輸出輸入間無任何機械聯接，全靠液體動能傳遞扭矩，因而傳動柔和，自動適應性強。
（3）降低啟動電流峰值及持續時間破碎機滿載時啟動十分困難，即使是加大了電機容量，啟動電流仍然較大，且啟動電流持續時間長，對電網沖擊嚴重，所以啟動時的電能耗費較大。而使用液力偶合器后，由于電機可以空載啟動，所以主啟動時間短，啟動電流低，對電網沖擊小，節約電能。陰影部分就是一次啟動節約的電能，工作機慣量愈大，啟動過程的時間愈長，啟動次數愈頻繁，使用液力偶合器節能效果愈明顯。
（4）具有過載保護功能。
由于偶合器傳動無機械直接聯接，故當外負載超過一定限度時，泵輪力矩便不再上升，此時電機照常運轉，輸出降速直至停轉，從電源吸取的功率轉化成熱量，使偶合器升溫，當升溫達到一定限度后（通常為125℃），偶合器的易熔塞中的易熔合金熔化，工作液體從小孔噴出，輸出與輸入被切斷，使電機，工作機不受損壞。可有效地降低故障率，維護費用和停工時間，延長電機和工作機的使用壽命。
4液力偶合器的使用與維護。
（1）當電動機達到了額定轉速時，固定在軸套的激振器必須開始旋轉，否則應馬上斷電停機檢查，看負載是否有卡死現象。找出原因予以排除。
（2）液力偶合器任何時候都不允許有滲漏現象。
（3）連續運轉時，油溫不得超過90℃。
（4）運轉3000h后，應對工作油的質量進行檢查，如油質變壞應予以換油，油量不足應予以補油。
（5）定期檢查彈性塊的磨損情況，必要時予以更換。
（6）定期檢查電動機軸與工作機輸入軸安裝精度，必要時予以矯正。
（7）不允許隨便拆卸液力偶合器，以免破壞密封。
（8）易熔塞是液力偶合器的過熱保護裝置，切勿用實心螺塞代替。
5結語。
從實踐來看，液力偶合器在慣性圓錐破碎機上的應用非常成功，它不但節電，而且改變了慣性圓錐破碎機"大馬拉小車"的現象；降低了對電網的沖擊，提高了電網的功率因數，使電機更加接近在高效區運行。而且，可減緩慣性圓錐破碎機減速箱的齒輪沖擊和隔離扭振。因此，它具有廣泛的推廣應用價值。