顎式破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料和化學(xué)工業(yè)等部門中。大型顎式破碎機(jī)運(yùn)行中存在兩個(gè)問題：一是過載保護(hù)。由于顎式破碎機(jī)多用于粗碎場(chǎng)合，因此，顎式破碎機(jī)工作負(fù)荷波動(dòng)性較大。正常工作時(shí)，尖峰負(fù)荷往往是平均負(fù)荷的3—4倍，若破碎腔中落入非破碎物，如挖掘機(jī)的斗齒、鉆機(jī)的鉆頭及其它非破碎物使設(shè)備被突然卡住時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)能要在0.2 s或更短的時(shí)間降為零。這嚴(yán)重受阻瞬間的動(dòng)能所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)功率可達(dá)幾十至幾千瓦，比正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率大得多。所以，對(duì)顎式破碎機(jī)尤其是大型顎式破碎機(jī)除在電氣系統(tǒng)中設(shè)計(jì)保護(hù)控制環(huán)節(jié)外，機(jī)械系統(tǒng)也要設(shè)計(jì)反應(yīng)靈敏、工作可靠的保護(hù)裝置，以迅速釋放設(shè)備受阻功能。二是分段軟起動(dòng)。大型顎式破碎機(jī)屬于典型大慣量設(shè)備。其特點(diǎn)主要是起動(dòng)難，起動(dòng)電流大。由于慣性阻力，電機(jī)起動(dòng)功率遠(yuǎn)大于正常運(yùn)轉(zhuǎn)功率，起動(dòng)電流是正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流的7—8倍，對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊。為了改善這類設(shè)備電機(jī)的起動(dòng)特性，降低裝機(jī)容量和節(jié)約能耗，通常要對(duì)這種設(shè)備進(jìn)行軟起動(dòng)。
為解決上述兩個(gè)問題，在破碎機(jī)上要安裝反應(yīng)靈敏、工作可靠的過載保護(hù)裝置以及為降低起動(dòng)功率的分段軟起動(dòng)裝置。目前國(guó)內(nèi)外所采用的過載保護(hù)裝置有斷肘板、飛輪轉(zhuǎn)矩保險(xiǎn)裝置、液壓保險(xiǎn)裝置、前壁彈簧、偏心凸輪和彈簧組成的肘板軸承等，其中前三種應(yīng)用最多。
本文根據(jù)顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種以氣胎離合器為核心，既可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)又能分段軟起動(dòng)的新型裝置。
1、顎式破碎機(jī)的工作原理
如圖l所示，物料的破碎是在兩塊顎板之間進(jìn)行的。可動(dòng)顎板繞懸掛心軸對(duì)固定顎板作周期性擺動(dòng)。當(dāng)動(dòng)顎靠近固定顎板時(shí)，則位于兩顎板間的礦石受壓碎、劈裂和彎曲作用而破碎。當(dāng)動(dòng)顎離開固定顎板時(shí)，已破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出。目前，顎式破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的只有兩種型式：動(dòng)顎作簡(jiǎn)單擺動(dòng)的曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)圖和動(dòng)顎作復(fù)雜擺動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)。圖l所示為復(fù)擺顎式破碎機(jī)。
2、基本結(jié)構(gòu)與原理
破碎機(jī)軟起動(dòng)及過載保護(hù)裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。皮帶輪9通過滑動(dòng)軸承12空套在偏心軸14上，而光輪17通過平鍵套在偏心軸上。氣胎離合器罩殼3由螺釘固定在皮帶輪的右端面上，壓縮空氣通過回轉(zhuǎn)供氣接頭l輸入氣胎離合器。
圖3所示為氣胎離合器結(jié)構(gòu)。氣胎4通過若干螺釘20固定在罩殼3上，閘瓦6也用螺釘l9固定在氣胎內(nèi)圈，在閘瓦固定有摩擦材料18．扭矩棒7和復(fù)位彈簧5穿過閘瓦安裝在氣胎離合器罩殼兩側(cè)板上。
通過氣胎離合器使破碎機(jī)實(shí)現(xiàn)三段起動(dòng)。當(dāng)破碎機(jī)開始起動(dòng)時(shí)，氣胎4內(nèi)不充氣，在閘瓦復(fù)位彈簧5的作用下，閘瓦脫離光輪17．電動(dòng)機(jī)僅驅(qū)動(dòng)皮帶輪9在偏心軸14上空轉(zhuǎn)，破碎機(jī)第一階段起動(dòng)完成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)完成空載起動(dòng)后，通過氣壓控制系統(tǒng)向離合器氣胎內(nèi)充氣，氣胎壓迫閘瓦抱緊光輪。此時(shí)，摩擦負(fù)載力矩由扭矩棒7傳遞。在摩擦力矩作用下，光輪和皮帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使破碎機(jī)完成第二階段的起動(dòng)。此后，再通過氣控系統(tǒng)，向飛輪端離合器16氣胎內(nèi)充氣，使偏心軸和飛輪15同步轉(zhuǎn)動(dòng)，破碎機(jī)完成第三階段起動(dòng)，并進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
調(diào)節(jié)離合器氣胎內(nèi)壓縮空氣的壓力，可以限制離合器所能傳遞的扭矩。破碎機(jī)正常工作過程中，突然因破碎腔落入非破碎物而過載時(shí)，負(fù)載增大，當(dāng)超過離合器的限定值時(shí)，離合器閘瓦與光輪間就會(huì)滑轉(zhuǎn)，限制進(jìn)一步過載。與此同時(shí)，控制系統(tǒng)中的過流繼電器動(dòng)作，并通過氣控系統(tǒng)使氣胎迅速放氣，離合器脫開，并自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)控制回路，使破碎機(jī)停止，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)的目的。
為了延長(zhǎng)閘瓦的使用壽命，采用了風(fēng)冷散熱。破碎機(jī)起動(dòng)和工作中，由散熱通風(fēng)管不斷通過離合器罩殼3上的通風(fēng)孔8向離合器內(nèi)吹風(fēng)，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。散熱風(fēng)由系統(tǒng)中專用鼓風(fēng)機(jī)提供。
3、壓氣控制系統(tǒng)
該裝置的氣控系統(tǒng)如圖4所示。圖中安全閥5調(diào)定壓力p1一般小于0.8 MPa，減壓閥調(diào)定壓力P1（通常大于0.65 MPa）一般小于p。節(jié)流閥的作用在于控制壓縮空氣進(jìn)入氣胎離合器的速度。通過控制充氣速度，可以控制破碎機(jī)起動(dòng)加速度。充氣時(shí)間越長(zhǎng)，閘瓦與光輪相對(duì)打滑時(shí)間就越長(zhǎng)，相互磨損所產(chǎn)生的熱量就越多，從而對(duì)離合器造成損害。壓力繼電器17的作用是保證破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，皮帶離合器氣胎16和光輪離合器氣胎18內(nèi)沒有壓縮空氣，即保證電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)。該繼電器與電動(dòng)機(jī)控制電路連鎖：當(dāng)氣胎8內(nèi)壓力低于0.02 MPa時(shí)，電路接通，可以起動(dòng)電動(dòng)機(jī)；高于0.04 MPa時(shí)，電路斷開，電動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)。繼電器6與電磁鐵1DT、2DT控制電路相連：當(dāng)回路中壓氣壓力高于0.65 MPa時(shí)，電路接通，1DT、2DT通電，電磁閥11接通，電磁閥13處于上位，使皮帶輪離合器充氣結(jié)合；當(dāng)皮帶輪離合器氣胎內(nèi)壓力達(dá)到調(diào)定壓力p；時(shí)，壓力繼電器12發(fā)訊，使2DT斷電，3DT通電，電磁閥13換至下位，使飛輪離合器開始充氣結(jié)合。當(dāng)飛輪離合器氣胎內(nèi)壓力達(dá)到0.65 MPa時(shí)，壓力繼電器15發(fā)訊，使3DT斷電，電磁閥13回到中位。系統(tǒng)工作中，由于泄漏，使皮帶輪或飛輪離合器氣胎壓力降低時(shí)，壓力繼電器12或15發(fā)訊，電磁鐵2DT或3DT通電，電磁閥13將換至上位或下位，使相應(yīng)氣胎內(nèi)獲得壓縮空氣補(bǔ)充。當(dāng)破碎機(jī)過載時(shí)，控制電路中過流繼電器使電磁鐵4DT和5DT都通電，電磁閥19和22接通，皮帶輪和飛輪離合器氣胎迅速通過快速放氣閥21和22排氣，使破碎機(jī)停機(jī)。
4、主要參數(shù)計(jì)算
5、結(jié)語
本文設(shè)計(jì)的雙氣動(dòng)大型顎式破碎機(jī)的過載保護(hù)及分段軟起動(dòng)裝置具有以下特點(diǎn)：
(l)能夠自動(dòng)補(bǔ)償閘瓦摩擦片的磨損，保證離合器傳遞恒定扭矩；
(2)傳遞扭矩大；
(3)氣胎離合器結(jié)合平穩(wěn)柔順，分離迅速，并能緩沖吸振；
(4)壓縮空氣對(duì)環(huán)境無污染，安全性能好；
(5)氣胎離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便；
(6)控制系統(tǒng)精度要求低，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
