CC400单缸圆锥破碎机液压系统分析

彭祖欢，姜俊雄，付 凯，万云飞

（南昌矿山机械有限公司，江西 南昌 330004）

1 单缸圆锥破碎机的特点

传统圆锥破碎机多数是弹簧结构，与单缸液压圆锥破碎机相比：能耗高、产能低、稳定性差、技术落后、自动化水平低，比国外先进圆锥破碎机竞争力低，因此国内市场大部分被国外占领。目前行业内已有不少企业开始做液压圆锥破碎机，南昌矿机已从2008年开始自行研发CC系列液压圆锥破碎机，目前在市场已占有一定市场份额。

单缸圆锥破碎机是由其工作时由底部一个液压缸支撑其破碎力而得名。由于液压介质的刚性很大，能很好支撑破碎机工作时的负载力，同时在过载保护时保护效果更好，破碎力可以做到更大，从而可以把功率因数提高，减小设备及基础设施投入。液压圆锥破碎机相对弹簧圆锥破碎机破碎出来的粒型也更好。

单缸圆锥破构造相对简单一些，重量也会少一点，进料也会稍微大一点。对于S腔型的单缸圆锥破碎机其进料尺寸可做到更大。由于CC系列单缸圆锥破碎机结构相对简单，其使用维护上要简单一点。目前南昌矿机的CC系列单缸圆锥破碎机已经在水电、核电、公路、高铁、石料、矿山和非金属矿山有广泛的应用，得到了用户充分的认可。

图1 破碎机剖面结构图

CC400单缸圆锥破碎机是南昌矿机推出比较早的机型，市场应用广泛，其性能与国外品牌不相上下。好的设备也需要很好的维护，在使用过程中工况的好坏也决定了设备的使用寿命。经常做好对设备的维护工作，确保设备在正常工况下工作是非常重要的。由于单缸圆锥破碎机自身结构的原因，使用过程中特别需注意挤满给料、给料偏析、给料落差等问题，尽量减小不必要的冲击给破碎机造成非正常的损伤。

2 工作特点介绍

单缸液压圆锥破在破碎矿物石料时中，由电机通过皮带轮驱动小齿轮总成旋转，通过小齿轮传动带动大齿轮及偏心总成旋转，从而带动主轴总成做圆锥旋摆运动。当主轴做旋摆运动时，动锥衬板和定锥衬板之间的物料就受到挤压而破碎。通过向液压缸活塞底部泵入液压油，可以调节活塞的位置，活塞支撑主轴总成上升或者下降，从而达到调节排矿口大小，最终实现控制产品粒度。

主轴总成的旋转速到达到了200～300r/min，因此物料的冲击压力比较高。由于是CC单缸圆锥是层压破碎原理，对于中、细碎圆锥破碎机来说，如果不能挤满给矿，就会导致破碎时冲击负载很大损坏破碎机。对于物料的偏析、给料不对中、细物料含量太多都会造成冲击负载过大，损伤破碎机。在液压系统上的反映就是支撑活塞的液压油压力频繁波动，甚至超过设定值，导致安全阀泄压，排料口变大，导致产品粒度不能控制，下面对液压系统进一步的分析。

3 液压系统原理分析

液压电机启动后，通过电磁换向阀7的换向，可以实现单缸圆锥主轴的上升和下降，调节排料口大小，控制产品粒度。上升是液压油由齿轮泵泵入阀块，经过液控单向阀后，再经过单向节流阀进入破碎机底部油缸，从而顶起主轴，实现减小排料口。下降时，通过电磁换向阀将压力油接入液控单向阀的控制油口，将液控单向阀反向开启，将油缸中的液压油与油箱连通，主轴重力将油缸中的液压油压回油箱，主轴高度降低，从而实现增大排料口。当油泵停止工作时，油缸中的液压油将会被液控单向阀锁住，保持排料口不变。在破碎机破碎物料时，当液压系统过载时液压油会被压入蓄能器中，排料口增大。当过载完成后，蓄能器中的油会重新压入油缸中，排料口恢复正常。

图2 液压系统原理

4 液压系统理论分析

CC400圆锥破碎机破碎物料时主轴及动锥体油液压油缸支持，正常破碎压力为85吨，排料口由底部油缸调节（速度要求0.7cm/s左右），液压系统过载保护时主轴下降速度要求10cm/s（最大过载行程5cm）。

4.1 液压系统压力P计算

根据主轴尺寸400mm及油缸标准缸径系列选定油缸缸径D=518mm，破碎力F=85000Kg。

则破碎压力P为：

4.2 液压系统（油缸）过载保护采用蓄能器保护，蓄能器预充压力P1=1.5P=6MPa

主轴过载速度要求为10cm/s，则过载流量要求L1 为：

4.3 蓄能器容积V计算

容积变化△V=10，由过载行程5cm计算，

根据过载压力为1.5-2P可得：

计算得V=36L

根据过载流量要求及蓄能器容积要求，选择容积为18L的两个蓄能器才能满足要求。

4.4 液压泵计算

根据主轴上升速度要求，计算的出流量L为：

4.5 液压电机功率计算

取液压电机功率1.5kw。

5 异常故障分析

5.1 油泵不泵油或流量偏小

联轴器脱落，电机空转，检查联轴器连接是否正常；进油球阀未打开或电机反转；加油不够，油泵不能吸到油；吸油管路堵塞；电机烧毁，电气故障，查清故障并解决；油泵磨损严重，需更换油泵。

5.2 主轴降到最低位置，上升无压力，主轴不动作

排除液压电机故障；10节流截止阀未关闭(注意锁母完全松开)，6溢流阀完全打开，9溢流阀完全打开；蓄能器破损，蓄能器内没有压力；管路破损，液压油流到外面去了；电磁阀卡死，电磁阀未通电；排除位移传感器故障，看主轴实际动作。

5.3 主轴不下降

6溢流阀压力设置太低；油缸油封太紧，主轴或油缸活塞被卡死；动定锥憋住，需外力分开；电磁阀不工作，阀芯卡死；电路故障，检查电磁阀是否得电，油泵是否工作。

5.4 排料口经常变大

管路泄漏，10节流截止阀未关闭或泄漏大，9溢流阀泄漏大，8液控单向阀泄漏大，观察回油口泄漏量，要求小于1ml/min；系统频繁过载，9溢流阀经常溢流；油缸泄漏大，观察液压油是否变少，润滑油变多。

5.5 排料口变小

空车时排料口减到最小，带料时变大，蓄能器气囊破损，氮气进入液压油缸中，检查氮气压力，查看液压回油是否很多气泡；查看电路故障，是否电磁阀自动得电。

5.6 系统压力太高

细料含量太高，导致系统压力太高；排料口调得太小，破碎力太大；衬板厚度不均匀，导致排料口变化；单向节流阀故障，节流孔堵死，液压油只进不出，蓄能器压力也越来越高。

6 结语

我们的破碎机产品质量已越来越稳定，与国外产品相比已不相上下，液压系统是核心部件，液压阀、泵等元件的质量和寿命都非常关键，特别对整条生产线的生产运营非常关键，一个小小的元件，可能导致整个生产线停产。对系统里的液压件要经常检查维护，保证液压油的清洁干净，保护液压元器件，避免外界污染和损坏，做好备品备件，为安全生产做好保障。