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0、引言
    顎式破碎機廣泛應用于選礦、建筑材料和化學工業等部門中。大型顎式破碎機運行中存在兩個問題：一是過載保護。由于顎式破碎機多用于粗碎場合，因此，顎式破碎機工作負荷波動性較大。正常工作時，尖峰負荷往往是平均負荷的3—4倍，若破碎腔中落入非破碎物，如挖掘機的斗齒、鉆機的鉆頭及其它非破碎物使設備被突然卡住時，運轉系統的動能要在0.2 s或更短的時間降為零。這嚴重受阻瞬間的動能所產生的驅動功率可達幾十至幾千瓦，比正常運轉時電動機的驅動功率大得多。所以，對顎式破碎機尤其是大型顎式破碎機除在電氣系統中設計保護控制環節外，機械系統也要設計反應靈敏、工作可靠的保護裝置，以迅速釋放設備受阻功能。二是分段軟起動。大型顎式破碎機屬于典型大慣量設備。其特點主要是起動難，起動電流大。由于慣性阻力，電機起動功率遠大于正常運轉功率，起動電流是正常運轉電流的7—8倍，對電網造成很大沖擊。為了改善這類設備電機的起動特性，降低裝機容量和節約能耗，通常要對這種設備進行軟起動。
    為解決上述兩個問題，在破碎機上要安裝反應靈敏、工作可靠的過載保護裝置以及為降低起動功率的分段軟起動裝置。目前國內外所采用的過載保護裝置有斷肘板、飛輪轉矩保險裝置、液壓保險裝置、前壁彈簧、偏心凸輪和彈簧組成的肘板軸承等，其中前三種應用最多。
    本文根據顎式破碎機的結構，設計了一種以氣胎離合器為核心，既可實現過載保護又能分段軟起動的新型裝置。
1、顎式破碎機的工作原理
    如圖l所示，物料的破碎是在兩塊顎板之間進行的。可動顎板繞懸掛心軸對固定顎板作周期性擺動。當動顎靠近固定顎板時，則位于兩顎板間的礦石受壓碎、劈裂和彎曲作用而破碎。當動顎離開固定顎板時，已破碎的礦石在重力作用下，經排礦口排出。目前，顎式破碎機應用最廣泛的只有兩種型式：動顎作簡單擺動的曲柄雙搖桿機構顎式破碎機圖和動顎作復雜擺動的曲柄搖桿機構顎式破碎機。圖l所示為復擺顎式破碎機。
2、基本結構與原理
    破碎機軟起動及過載保護裝置的基本結構如圖2所示。皮帶輪9通過滑動軸承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，壓縮空氣通過回轉供氣接頭l輸入氣胎離合器。
    圖3所示為氣胎離合器結構。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固定在氣胎內圈，在閘瓦固定有摩擦材料18．扭矩棒7和復位彈簧5穿過閘瓦安裝在氣胎離合器罩殼兩側板上。
    通過氣胎離合器使破碎機實現三段起動。當破碎機開始起動時，氣胎4內不充氣，在閘瓦復位彈簧5的作用下，閘瓦脫離光輪17．電動機僅驅動皮帶輪9在偏心軸14上空轉，破碎機第一階段起動完成。當電動機完成空載起動后，通過氣壓控制系統向離合器氣胎內充氣，氣胎壓迫閘瓦抱緊光輪。此時，摩擦負載力矩由扭矩棒7傳遞。在摩擦力矩作用下，光輪和皮帶輪一起轉動，并帶動偏心軸轉動，從而使破碎機完成第二階段的起動。此后，再通過氣控系統，向飛輪端離合器16氣胎內充氣，使偏心軸和飛輪15同步轉動，破碎機完成第三階段起動，并進入正常工作狀態。
    調節離合器氣胎內壓縮空氣的壓力，可以限制離合器所能傳遞的扭矩。破碎機正常工作過程中，突然因破碎腔落入非破碎物而過載時，負載增大，當超過離合器的限定值時，離合器閘瓦與光輪間就會滑轉，限制進一步過載。與此同時，控制系統中的過流繼電器動作，并通過氣控系統使氣胎迅速放氣，離合器脫開，并自動切斷電動機控制回路，使破碎機停止，實現了過載保護的目的。
    為了延長閘瓦的使用壽命，采用了風冷散熱。破碎機起動和工作中，由散熱通風管不斷通過離合器罩殼3上的通風孔8向離合器內吹風，帶走摩擦產生的熱量。散熱風由系統中專用鼓風機提供。
3、壓氣控制系統
    該裝置的氣控系統如圖4所示。圖中安全閥5調定壓力p1一般小于0.8 MPa，減壓閥調定壓力P1（通常大于0.65 MPa）一般小于p。節流閥的作用在于控制壓縮空氣進入氣胎離合器的速度。通過控制充氣速度，可以控制破碎機起動加速度。充氣時間越長，閘瓦與光輪相對打滑時間就越長，相互磨損所產生的熱量就越多，從而對離合器造成損害。壓力繼電器17的作用是保證破碎機電動機起動時，皮帶離合器氣胎16和光輪離合器氣胎18內沒有壓縮空氣，即保證電動機空載起動。該繼電器與電動機控制電路連鎖：當氣胎8內壓力低于0.02 MPa時，電路接通，可以起動電動機；高于0.04 MPa時，電路斷開，電動機無法起動。繼電器6與電磁鐵1DT、2DT控制電路相連：當回路中壓氣壓力高于0.65 MPa時，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合；當皮帶輪離合器氣胎內壓力達到調定壓力p；時，壓力繼電器12發訊，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合。當飛輪離合器氣胎內壓力達到0.65 MPa時，壓力繼電器15發訊，使3DT斷電，電磁閥13回到中位。系統工作中，由于泄漏，使皮帶輪或飛輪離合器氣胎壓力降低時，壓力繼電器12或15發訊，電磁鐵2DT或3DT通電，電磁閥13將換至上位或下位，使相應氣胎內獲得壓縮空氣補充。當破碎機過載時，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，使破碎機停機。
4、主要參數計算
5、結語
    本文設計的雙氣動大型顎式破碎機的過載保護及分段軟起動裝置具有以下特點：
    (l)能夠自動補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)氣胎離合器結合平穩柔順，分離迅速，并能緩沖吸振；
    (4)壓縮空氣對環境無污染，安全性能好；
    (5)氣胎離合器結構簡單，安裝維護方便；
    (6)控制系統精度要求低，容易實現自動控制。