基于单片机控制的颚式破碎机过载保护系统

颚式破碎机固其结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便和适应性好等优点,已广泛应用于冶金矿山、砂石、建材、化工和煤炭等工业。它是一种碎压破碎设备,即物料在动颚与定

颚式破碎机固其结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便和适应性好等优点,已广泛应用于冶金矿山、砂石、建材、化工和煤炭等工业。它是一种碎压破碎设备,即物料在动颚与定颚的两个工作面之间受相对缓慢的压力作用而破碎。
 
影响颚式破碎机工作的因素较多,但是过载问题的影响为常见。由于同一物料的抗压强度不均匀,有的颗粒抗压强度比较大,故颚式破碎机在工作过程中会出现过载的现象,而且颚式破碎机的工作负荷具有非常大的波动性,其工作峰值负荷通常是正常工作状态的3~4倍左右。在实际操作中,经常会碰到非破碎物进入到碎腔当中,导致颚式破碎机瞬间严重过载,若没有安全可靠的过载保护装置,破碎机将会发生故障,严重时设备部件会被破坏。因此,为避免出现过载现象,颚式破碎机必须具备一套良好的自我保护系统,当其过载时,颚式破碎机的零部件不但不被破坏,又能迅速的恢复正常的工作。
 
1 过载保护装置工作原理
 
颚式破碎机常用的过载保护装置文献都已做了介绍,本文所设计的是以单片机控制为核心,通过液压装置实现过载保护的系统,其反应时间短、准确、高效且可靠,不需要停机可自动恢复生产,自动化程度高,具有明显的优势。
 
传统的液压过载保护装置的工作原理如图1所示。固定鄂板1静止不动,固定在设备箱体内壁上;偏心轴4在动力的驱动下作圆周运动,从而带动活动板鄂2作复摆运动,破碎物料;液压缸5的活塞杆与衬板6相联,弹簧拉杆7铰接在活动板鄂下端,衬板6与弹簧拉杆7共同决定了排矿口的大小和破碎物料颗粒的大小。当破碎腔遇到破碎强度超出预定的强度时,液压缸活塞迅速向后运动,增大排矿口,使得高强度的物料终从排矿口排出。当高强度的物料靠自身重量自动排下后,液压控制系统迅速动作,向液压缸2右腔供油,使得活塞左移至极限位置,恢复常态工作。
 
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1一固定颚板;2一活动颚板;3一连杆;4一偏心轴(曲柄);
5一液压缸;6一衬板(摇杆);7一拉杆;8一弹簧
图1液压过载保护装置原理图
 
2基于单片机控制的液压过载保护装置
 
2.1基本组成
该系统主要有传感器,输入电路,A/D转换器,单片机,液压泵,溢流阀及电液换向阀,液压缸等组成。具体见图2所示。
TIM截图20180724113223.jpg
 
1、2、3一压力传感器;4一液压缸;5一电液换向阀;
6一液压泵;7一溢流阀
图2基于单片机控制的液压过载保护装置示意图
 
2.2元件功能
1)压力传感器。位于系统之首,是获取信息与检测信息的关键,它将被测非电参量——应力,转换为可识别的电信号。
 
2)输入电路。由于传感器输出的电信号比较微弱,需要输入电路实现信号的放大和传输。
 
3)A/D转换器。主要将输人电路传来的模拟信号转换成单片机识别的数字信号。
 
4)单片机。单片机是系统的控制中心,通过传感器传输过来的信号和预先输入的程序来执行相应的命令,以此来控制液压缸的运动,完成颚式破碎机的正常工作阶段、保压阶段、过载保护阶段和恢复正常工作阶段。
 
5)电液换向阀。它是该系统的重要部件,在电液换向阀中,控制主油路的主阀心是靠电磁铁操纵控制油路上的压力油液推动的,其推力很大,操纵也很方便。此外,由于主阀心向左或向右的移动速度可由节流阀调节,故系统中的执行元件能得到平稳无冲击的换向。这种操纵形式的换向性能适用于高压、大流量的场合。
 
6)溢流阀。通过阀口的溢流使被控制系统的压力维持恒定,实现稳压的作用。
 
7)液压泵。它为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液。
 
8)液压缸。它是实现直线运动的执行元件,通过其前后运动,实现颚式破碎机的过载保护。
 
3过载保护过程
 
3.1正常工作阶段
当按下设备启动按钮时,根据原先设定的程序,单片机的I/O口给1YA输入一高电平,2YA一低电平,此时1YA通电,则电液换向阀的右位接通,液压泵将高压油送人液压缸的右侧,液压缸活塞向左运动,当压力传感器3达到设定值时,单片机的I/O口给1YA输入一低电平,2YA一低电平,使1YA、2YA断电,此时电液换向阀处于中位位置。
 
3.2保压阶段
当压力传感器3测出的压力值小于设定的值时,则单片机的I/O口给1YA输人一高电平、2YA一低电平,此时1YA通电,液压泵将压力油送入液压缸的右侧;当压力传感器3达到设定值时,单片机的I/O口给1YA输入一低电平,2YA一低电平,使1YA、2YA断电,此时电液换向阀处于中位位置。以此来确保设备在正常工作阶段液压缸的右侧压力在一定范围内。
 
 
3.3过载保护阶段
过载时,衬板的应力急剧增大,当压力传感器1测出的压力值大于设定值时,单片机的I/O口给1YA一低电平,给2YA一高电平,使电液换向阀左位接通,则液压缸活塞向右运动;当压力传感器2测出的压力大于设定值时,单片机的I/O口给1YA一低电平,给2YA一低电平,使电液换向阀处于中位位置,此时动鄂排料口增大,排出硬度高的物料。
 
3.4自动恢复阶段
当故障排除后,压力传感器1测出的压力值小于设定值,单片机的I/O口给1YA一高电平,给2YA一低电平,电液换向阀的右位接通,液压泵将高压油送人液压缸的右侧,使破碎机恢复正常工作状态。
 
4应用效果分析
在系统正常工作时通过传感器1、2、3的不断测量,单片机的控制命令使液压缸右侧保持在一定值上,此时排矿口的大小是固定的;当传感器1检测到大的应力时,单片机的控制命令使液压缸活塞向右移动,由此使衬板的长度缩短,排矿口增大,排出硬度高的物料;当硬度高的物料排除后,传感器1测量出的应力在预选设定的值,此时单片机的控制命令使液压缸活塞向左移,液压缸右侧恢复正常压力值,系统自动处于正常工作状态。
 
5 结语
在过载频繁场合,基于单片机控制的颚式破碎机液压过载保护系统与其它保护装置相比,增加了以单片机为核心的控制系统,主要技术优点如下:
1)安全、可靠、反应灵敏。以单片机为核心的液压保护系统能确保机器安全运转,并反应迅速,能满足实际工作要求。
2)便于操作和控制,自动化程度高。
3)过载后能可靠保护、自动排除故障、较快复位,以恢复正常生产,无需更换零部件,既经济,又省时。
 
颚式破碎机:www.sbmepj.com
 
 
 

 

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