鄂式破碎機(jī)是目前廣泛應(yīng)用的破碎設(shè)備，在各行各業(yè)，用于破碎各種不同硬度、不同性質(zhì)的物料，因此鄂式破碎機(jī)在作業(yè)過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。這就要求設(shè)備本身應(yīng)具有良好的自我保護(hù)系統(tǒng)，以使設(shè)備能安全運(yùn)行，故障率保持在低的水平上。
1  鄂式破碎機(jī)的常用過載保護(hù)方法及其發(fā)展
  鄂式破碎機(jī)破碎作業(yè)工況極為惡劣，工作負(fù)荷波動(dòng)性很大，尖峰負(fù)荷通常為平均負(fù)荷的3倍以上。常因人料不均或因破碎腔進(jìn)入極硬極強(qiáng)的不可破碎物(如鐵塊等，以下簡稱料障)而出現(xiàn)突然的大幅度的超載險(xiǎn)情。為此，鄂式破碎機(jī)多設(shè)有針對(duì)性的過載保護(hù)措施，發(fā)展至今，常用的主要有以下幾種方法。
  (1)肘板折斷法：設(shè)定肘板低強(qiáng)度易折斷點(diǎn)，即在破碎機(jī)出現(xiàn)過載時(shí)，肘板應(yīng)力靈敏區(qū)因應(yīng)力急劇上升到極限值而自行折斷，切斷動(dòng)力傳遞，防止機(jī)器損傷。
  這種傳統(tǒng)的過載保護(hù)措施，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。但由于肘板(一般為鑄鐵)的機(jī)械性能波動(dòng)性較大及受計(jì)算精度的限制，無法精確定量控制折斷點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中往往是過載而得不到保護(hù)。況且，即使過載時(shí)得到了保護(hù)，但由于破碎機(jī)處于事故狀態(tài)，在清理、拆裝和換件前機(jī)器是不能運(yùn)行的，這勢必造成流程中斷，延誤生產(chǎn)。
(2)飛輪限矩保護(hù)：采用彈簧摩擦離合器、液壓摩擦離合器或設(shè)置安全銷等。此類方法在簡擺式鄂式破碎機(jī)上應(yīng)用較多。
  摩擦離合器的工作力矩：
  M=fN
式中N為碟形彈簧與離合器間的壓緊力；f為碟形彈簧與離合器間的摩擦因數(shù)。
  這種離合器，既要保證正常工作力矩的傳遞，又要使傳遞的力矩不超過允許值。當(dāng)破碎腔落人料障時(shí)，機(jī)器過載，達(dá)到臨界轉(zhuǎn)矩，飛輪在軸卜自由滑動(dòng)，起到保護(hù)主要零部件的作用。但由于離合器摩擦因數(shù)／受外界條件(如溫度等)影響較大，使其工作的可靠性受到限制，且過載時(shí)，仍需人為清障、停機(jī)修理，系統(tǒng)恢復(fù)比較麻煩。
  (3)液壓保護(hù)：由于前述兩種過載保護(hù)方法存在保護(hù)不可靠和事故狀態(tài)下需停機(jī)處理，造成流程中斷及其恢復(fù)較麻煩等問題，在破碎處理含有較多料障的物料流時(shí)(如鋼渣破碎線)，往往不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。因此，研制安全可靠的液壓保護(hù)裝置取代傳統(tǒng)的消極保護(hù)手段，最大限度地保證機(jī)器安全平穩(wěn)地進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)顯得尤為必要。
2  液壓過載保護(hù)裝置的工作原理
  鄂式破碎機(jī)的液壓過載保護(hù)機(jī)構(gòu)如圖1所示，主要由工作缸、儲(chǔ)能器、柱塞式噴油泵、凸輪裝置、油壓調(diào)節(jié)裝置、動(dòng)作閥、過濾器、油箱等組成。
2.1  件功能
  (1)工作缸  提供鄂式破碎機(jī)推力板正常工作所需推力，過載時(shí)缸內(nèi)油壓升高，活塞右移縮回，以限制破碎機(jī)最大破碎力；
(2)儲(chǔ)能器  降低液壓系統(tǒng)油壓脈動(dòng)，使動(dòng)作閥在過載時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)作泄油；
  (3)凸輪裝置  它是柱塞式噴油泵柱塞上、下移動(dòng)的機(jī)械能輸入裝置；
  (4)油壓調(diào)節(jié)裝置  根據(jù)系統(tǒng)油壓升高或下降，通過其內(nèi)部小活塞的作用，由拔叉機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)柱塞式噴油泵的柱塞逆時(shí)針或順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度；
  (5)柱塞式噴油泵  向系統(tǒng)提供高壓油，在柱塞的圓柱表面銑有螺旋形斜槽，槽內(nèi)有孔道和柱塞上面的泵腔相通；柱塞套上有進(jìn)油孔和回油孔。其泵油有效行程由柱塞與柱塞套相對(duì)位置確定，當(dāng)柱塞逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有效行程減小，泵油少；反之，泵油增大；
  (6)動(dòng)作閥  動(dòng)作閥為自行設(shè)計(jì)的裝置，內(nèi)有面積不同的兩個(gè)活塞，當(dāng)上腔壓力高于下腔壓力時(shí)，活塞下移，對(duì)上腔泄油；當(dāng)上腔壓力低于或等于下腔壓力時(shí)，活塞處于上極限位置，泄油口被堵液壓系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。
2.2  過載保護(hù)工作過程
  鄂式破碎機(jī)液壓過載保護(hù)裝置液壓系統(tǒng)原理如圖l所示。采用油壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)柱塞式噴油泵的有效泵油行程，根據(jù)液壓系統(tǒng)微量泄漏油量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)注油量，工作缸采用螺栓限制極限伸長位置，克服了動(dòng)顎對(duì)液壓系統(tǒng)油壓的脈沖，便于排礦口調(diào)節(jié)。
  在機(jī)器的工作過程中，通過凸輪裝置的回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)柱塞式噴油泵向系統(tǒng)供高壓油。系統(tǒng)油壓根據(jù)破碎機(jī)允許最大破碎力由油壓調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)螺母設(shè)定，當(dāng)油壓升高時(shí)，油壓調(diào)節(jié)裝置中柱塞壓縮彈簧右移，帶動(dòng)柱塞式噴油泵柱塞逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，縮短柱塞有效行程以減少注油量，限制系統(tǒng)油壓升高；反之，系統(tǒng)油壓降低時(shí)，增加注油量，阻止系統(tǒng)油壓的降低，使液壓系統(tǒng)油壓保持在初始設(shè)定壓力。
  (1)正常工作  正常工作時(shí)，破碎機(jī)推力板作用在工作缸上的壓力低于液壓缸推力，動(dòng)作閥處于上極限位置，推力板不產(chǎn)生移動(dòng)，破碎機(jī)正常破碎物料；
  (2)過載保護(hù)  當(dāng)鄂式破碎機(jī)破碎腔進(jìn)入非破碎物體時(shí)，破碎力增大，此時(shí)鄂式破碎機(jī)推力板作用在工作缸上的壓力高于液壓缸所能提供的推力，于作缸高壓油腔中油壓瞬時(shí)升高，節(jié)流閥使動(dòng)作閥動(dòng)作，系統(tǒng)(液壓缸)泄油，限制推力板最大推力(即最大破碎力)而保護(hù)機(jī)器；
  (3)排除故障  非破碎物進(jìn)入破碎腔后，由于受工作缸所能提供的最大推力限制，活塞右移縮回，相應(yīng)地破碎機(jī)排礦口增大，由于破碎機(jī)動(dòng)顎的嚙合，非破碎物逐步向下運(yùn)動(dòng)而最終從排礦口排出，自動(dòng)排除破碎腔中的非破碎物。如果破碎腔中進(jìn)入非破碎物生產(chǎn)的“產(chǎn)品”不合格，可由輔助裝置剔除；
  (4)自動(dòng)恢復(fù)  當(dāng)非破碎物自動(dòng)排除后，活塞處于縮回位置，由于破碎力下降，動(dòng)作閥在沒有上腔瞬時(shí)高壓情況下使其閥芯恢復(fù)上極限位置，不再對(duì)系統(tǒng)泄油；同時(shí)，柱塞式噴油泵在油壓調(diào)節(jié)裝置的作用下以最大泵油量對(duì)系統(tǒng)泵油，直到工作缸活塞左移至極限位置。至此，破碎機(jī)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
3  液壓過載保護(hù)系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)
  我們對(duì)該液壓過載保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，工作缸為直徑150 mm高壓缸，柱塞式噴油泵注油調(diào)節(jié)范圍為0~1.5 mL／次，通過油壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)螺母使油壓保持在15 MPa。
  (1)載荷在26.5X103kg以下以任何方式變化，壓力表瀆數(shù)保持在15 Mh，工作缸保持其設(shè)定位置不變，動(dòng)作閥不動(dòng)作，并測得活塞桿推力為26.5lXl03kg；
  (2)載荷超過26.5X103kg時(shí)，工作缸開始縮回(其反應(yīng)靈敏度由節(jié)流閥調(diào)節(jié))，動(dòng)作閥開始泄油，壓力表最大讀數(shù)為15.1 MPa，測得活塞桿最大推力不超過26.7X103ke，可確保機(jī)器限制在所設(shè)計(jì)的最大破碎力之內(nèi)；
  (3)重新啟動(dòng)，柱塞式噴油泵開始注油，動(dòng)作閥無泄油，62s后工作缸自動(dòng)恢復(fù)到原設(shè)定位置，88 s后壓力表讀數(shù)升至15 MPa，隨后壓力表讀數(shù)基木保持不變。
4  結(jié)束語
  在過載頻繁場合，鄂式破碎機(jī)采用液壓過載保護(hù)具有明顯的優(yōu)越性，優(yōu)點(diǎn)如下：
  (1)安全、可靠，反應(yīng)靈敏  可靠性對(duì)于保護(hù)裝置相當(dāng)重要。該液壓保護(hù)系統(tǒng)能確保機(jī)器安全運(yùn)轉(zhuǎn)，即使是系統(tǒng)中動(dòng)作閥發(fā)生故障而不能動(dòng)作，儲(chǔ)能器兼有緩沖作用，可使推力板在過載時(shí)右移，并通過壓力繼電器實(shí)現(xiàn)斷電、報(bào)警；
  (2)可以調(diào)節(jié)過載載荷  根據(jù)不同的場合通過調(diào)節(jié)裝置中調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)過載載荷；
  (3)過載后能可靠保護(hù)、自動(dòng)排除故障、較快復(fù)位以恢復(fù)正常生產(chǎn)，無需更換零部件，既經(jīng)濟(jì)又省時(shí)；
  (4)便于微機(jī)操作和控制，易于實(shí)現(xiàn)破碎過程自動(dòng)化。[環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)]