粉碎機是將大尺寸的固體原料粉碎至要求尺寸的機械。大型粉碎機主要適用于冶金、建材、化工、礦山、高速公路建設、水利水電、耐火材料、鋼鐵、環衛處理等行業物料的粉碎加工。粉碎機的分類方法很多,比如根據他的粉碎原理可以分為齒輪式、刀片式、錘片式等。大型粉碎機在粉碎過程中施加于固體的外力有壓軋、剪斷、沖擊、研磨四種。壓軋主要用在粗、中碎,適用于硬質料和大塊料的破碎;剪斷主要用在細碎,適于韌性物料的粉碎;沖擊主要用在中碎、細磨、超細磨,適于脆性物料的粉碎;研磨主要在細磨、超細磨,適于小塊及細顆粒的粉碎。
雙軸粉碎機又名剪切式粉碎機,通過剪切、撕裂和擠壓達到減小物料尺寸,這種粉碎機廣泛應用于廢塑料、廢橡膠、木材和其他大體積廢棄物。現代粉碎機絕大多數驅動系統采用電動機驅動減速機,再驅動驅動軸,完成粉碎作業。這種驅動原理存在以下幾點不足:一是對負荷適應性較差,即負荷增大時有可能會燒了電機;二是不能實現反轉吐料作業;三是功率利用率較差。
1、工況要求
該粉碎機大多數應用于環衛部門對大型垃圾(比如木質沙發、廢舊輪胎等)進行粉碎處理,根據具體工作工況,用戶單位提出了以下工況要求:
一是具有足夠大的粉碎扭矩,主要對特厚、韌性、大型物料(大型管材料、厚壁廢日料、木質沙發等)進行破碎;二是具有破碎能力強、效率高、安全運行、低噪音、低粉塵的特點;三是具有負荷適應性,能根據負荷變化實現驅動轉速變化;四是具有正逆運轉和停機功能,當處理物過大過多時,逆轉或停機保護機體;五是可以實現手動與自動的轉換功能,當自動系統出現故障時,環衛工人不能及時排除故障,但粉碎工作不能停止時,可采用手動工況進行應急工作。
2、系統設計構想
根據上述工況要求,綜合分析各種傳動方案,對比傳統的電機驅動減速機方案,本粉碎機驅動系統擬采用電控液壓傳動技術,粉碎機采用液壓驅動,液壓驅動系統圖如圖1所示,電控電路系統圖如圖2所示。
2.1液壓系統工作原理說明
1)自動工況原理
手動換向閥處于上位。開機時無粉碎物投入,無負荷,液壓泵以最大排量供油,馬達實現最高轉速進行空載運行。此時電磁換向閥處于常工作位(左位)。隨著粉碎物的投入,負荷增大,液壓泵排量降低,馬達減速運行,增大馬達輸出扭矩,實現大負荷作業。
當粉碎物投入過多,負荷達到一定值時,馬達扭矩達到一定值時,液壓泵排量降低到一定值,液壓泵出口壓力達到一定值a時,壓力繼電器使電磁換向閥得電,電磁換向閥換位到得電工作位(右位),馬達反向運轉,實現吐料作業。注意:在電磁換向閥換向后,液壓泵出口壓力一般會降低,此時壓力繼電器斷電,但電磁換向閥必須要獲得一定持續時間的電流,這就要用電控電路來實現如圖2所示。
當粉碎物投入使負荷達到吐料也無法完成時,液壓泵出口壓力達到另一定值時,通過溢流閥卸荷實現過載保護。此時泵的排量達到最小,同時系統發出警報,需要停機進行檢查。
2)手動工況原理
當自動系統出現故障時,環衛工人不能及時排除故障,但粉碎工作不能停止時,可采用手動工況進行應急工作。此時將手動換向閥換到下位。
當手動換向閥換到下位時,此時應是自動系統出現故障,因此系統壓力較高,泵排量較小,效率較低,故此在系統中設置一個截止閥,通過截止閥調節泵的排量,使泵處在較合理的排量下工作。
注意:系統中有一元件的使用要進行強調,該元件是壓力表。一是操作人員要隨時注意壓力表的示值與馬達的轉速之間的關系,以便在手動工況調節泵排量時容易操作;二是注意馬達反轉、停轉時壓力表的示值,以便合理調節壓力繼電器與溢流閥控制壓力。
2.2電路系統工作原理說明
當液壓系統壓力升高到一定值a時,壓力繼電器接通,此時就是Kl接通。K1接通后,電磁線圈KM通電,KM閉合。KT為時間繼電器,控制KM的通電時間,進而控制液壓系統馬達的反轉時間。
2.3整個電液驅動系統的優缺點
優點:操作簡單、成本較低、可實現過載反轉甚至于停機卸荷,噪音低、污染少,能實現手動、自動控制。
缺點:效率較低,有待進一步實現數字化控制。
3、結語
根據粉碎機工況要求,結合液壓傳動原理,該電液驅動系統設計基本符合要求,同時可再次改進以實現自動化、智能化,實現了手動、自動一體化,用戶還可根據粉碎材料的種類、規模和成品物料要求的不同采用多種配置形式。
該設計成本低,運轉平穩,噪音低,環境污染少,可為多種行業提供大物料的粉碎作業,特別適合于對廢塑料、廢橡膠、木材和其他大體積廢棄物進行粉碎,是環衛部門不可缺少的垃圾處理設備。