一种矿石破碎机及其监控系统

技术领域

本申请涉及破碎机领域，尤其涉及一种矿石破碎机及其监控系统。

背景技术

矿石破加工过程中通常采用颚式破碎机（也称为颚破，是一种矿石破碎机），该破碎机通常主要由固定颚、动颚、驱动装置构成，固定颚通常竖直固定在机架上，动颚则相对固定颚倾斜设置，固定颚和动颚相互靠近的一面构成V字形的颚口，动颚下端与机架铰接，驱动装置与动颚连接，用于驱动动颚往复旋转，使颚口往复张开和咬合，对投入到颚口内部的石块进行挤压破碎。

在现有技术中，颚式破碎机的最大咬合力（动颚与固定颚之间的最大挤压力）由驱动装置和传动组件决定，在驱动装置动力输出功率不变的情况下，通过改变传动组件的动力传动比实现增大挤压力，但是挤压力越大，传动速度就越慢，并且最大挤压力通常是不可调节的，针对不同硬度的矿石，需要采用不同的破碎机使能耗和破碎性能都达标，然而同一片采矿区域中可能存在不同硬度的矿石，当硬度超过破碎机破碎能力时，就会导致石块在颚口内往复翻滚而无法破碎，工作人员需要先观察到该异常破碎状态，然后关停破碎机，然后将石块取出，才能继续进行破碎作业，不仅会降低工作效率，而且遇到硬度过高的石块时还会损伤破碎机。

发明内容

有鉴于此，提出一种矿石破碎机及其监控系统，实现最大咬合力可调节，能够提高工作效率，降低破碎机受到的损伤。

本申请提供了一种矿石破碎机，包括机架、固定颚、动颚、驱动装置，所述固定颚竖设置并与所述机架固定连接，所述动颚相对所述固定颚倾斜设置，所述固定颚与所述动颚相互靠近的一面构成开口朝上的V字形颚口，所述动颚下端与所述机架铰接，所述驱动装置与所述动颚连接用于驱动所述动颚往复旋转切换咬合和张开状态，还包括曲柄、摆杆，所述驱动装置为旋转电机，所述旋转电机的输出轴与所述曲柄的一端垂直且固定连接，所述曲柄的另一端与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆和所述曲柄位于驱动平面上，所述驱动平面与所述动颚垂直；还包括上转轴、下转轴、滑杆，所述上转轴和所述下转轴平行且水平设置，所述滑杆位于所述上转轴和所述下转轴之间且与所述上转轴垂直，所述上转轴、所述下转轴、所述滑杆位于摆动平面上，所述摆动平面与所述动颚平行，所述滑杆的上端与所述上转轴转动连接，所述滑杆的下端与所述下转轴转动连接，所述滑杆与所述动颚沿平行于所述滑杆的方向滑动连接，所述上转轴与所述摆杆的另一端转动连接；在所述颚口张角处于最大状态时，所述摆杆与所述滑杆的上端之间的夹角小于90度，所述曲柄低于所述上转轴。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述矿石破碎机还包括上固定块、下固定块、圆柱弹簧，所述上固定块和所述下固定块位于所述上转轴和所述下转轴之间，所述上固定块与所述动颚固定连接，所述下固定块与所述下转轴转动连接，所述圆柱弹簧位于所述上固定块和所述下固定块之间，所述圆柱弹簧的上端与所述上固定块下表面固定连接或抵接，所述圆柱弹簧的下端与所述下固定块的上表面固定连接或抵接，所述圆柱弹簧的伸缩方向与所述滑杆平行，所述圆柱弹簧位于所述驱动平面上。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述矿石破碎机还包括液压缸，所述液压缸位于所述上转轴和所述下转轴之间，所述液压缸的伸缩方向与所述滑杆平行，所述液压缸的缸体与所述动颚固定连接，所述液压缸的伸缩杆与所述下转轴转动连接，所述液压缸位于所述驱动平面上。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述滑杆具有多个且沿所述上转轴的中心轴线方向并排设置。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，各所述滑杆分为两组且以所述驱动平面为对称面对称设置。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述动颚的中心位于所述驱动平面上。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述矿石破碎机还包括导向座体，所述导向座体位于所述上转轴和所述下转轴之间，所述导向座体与所述动颚固定连接，所述滑杆贯穿所述导向座体并与所述导向座体滑动连接，所述滑杆通过所述导向座体与所述动颚滑动连接。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述矿石破碎机还包括支座和底部转轴，所述底部转轴与所述下转轴平行，所述支座位于所述动颚下端且与所述动颚固定连接，所述底部转轴贯穿所述支座并与所述支座转动连接，所述底部转轴的两端分别与所述机架转动连接。

在上述矿石破碎机的一些实施方式中，所述矿石破碎机还包括导向杆，所述导向杆位于所述上转轴和所述下转轴之间，所述导向杆与所述滑杆平行，所述导向杆的下端与所述下固定块固定连接，所述导向杆的上端贯穿所述上固定块并与所述上固定块滑动连接，所述圆柱弹簧套设在所述导向杆上。

本申请还提供了一种矿石破碎机的监控系统，应用于上述矿石破碎机，包括扭力传感器和控制器，所述扭力传感器安装在所述旋转电机的输出轴与所述曲柄之间并与所述控制器连接，用于检测所述旋转电机的输出轴向所述曲柄传递的扭力并将检测结果传输给所述控制器，所述控制器与所述液压缸的液压控制系统连接，用于根据所述扭力传感器的检测结果控制所述液压控制系统工作。

本发明的有益效果

将矿石投入到颚口内，旋转电机带动曲柄旋转，曲柄通过摆杆驱动滑杆往复摆动，滑杆再带动动颚往复摆动，当石块的硬度比较小时，摆杆对滑杆施加的向上的分力比较小，此时滑杆由于受到摩擦力作用不会向上滑动，动颚的旋转角速度处于较大状态，能够对石块产生更大的冲击力；当石块的硬度较大时，摆杆对滑杆向上施加的分力比较大，此时滑杆克服摩擦力作用向上滑动，动颚的摆动力臂长度增大，动颚与固定颚之间的咬合力增大，能够对石块产生更大的挤压力，使硬度较大的石块破碎；动颚张开过程中，摆杆对滑杆产生向下的分力，滑杆向下滑动复位；实现根据石块硬度调节咬合力，能够提高工作效率，降低破碎机受到的损伤。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1是本申请实施例中矿石破碎机的结构示意图；

图2是本申请实施例中矿石破碎机的侧视图；

图3是本申请实施例中一个示例性实施方式中圆柱弹簧与动颚连接的结构示意图。

附图标记说明

100、固定颚；102、动颚；104、颚口；106、旋转电机；108、上转轴；110、下转轴；112、滑杆；114、上固定块；116、下固定块；118、圆柱弹簧；120、液压缸；122、导向座体；124、支座；126、底部转轴；128、导向杆；130、输出轴；132、曲柄；134、摆杆。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本申请，本领域技术人员应当理解，在下文的各实施方式中给出了众多的具体细节。没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实施方式中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段和元件未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

结合图1和图2所示，本申请的一个实施例提供了一种矿石破碎机，包括机架（图中未画出）、固定颚100、动颚102、驱动装置，固定颚100竖设置并与机架固定连接，动颚102相对固定颚100倾斜设置，固定颚100与动颚102相互靠近的一面构成开口朝上的V字形颚口104，动颚102下端与机架铰接，驱动装置与动颚102连接用于驱动动颚102往复旋转切换咬合和张开状态，还包括曲柄132、摆杆134，驱动装置为旋转电机106，旋转电机106的输出轴130与曲柄132的一端垂直且固定连接，曲柄132的另一端与摆杆134的一端转动连接，摆杆134和曲柄132位于驱动平面上，驱动平面与动颚102垂直；还包括上转轴108、下转轴110、滑杆112，上转轴108和下转轴110平行且水平设置，滑杆112位于上转轴108和下转轴110之间且与上转轴108垂直，上转轴108、下转轴110、滑杆112位于摆动平面上，摆动平面与动颚102平行，滑杆112的上端与上转轴108转动连接，滑杆112的下端与下转轴110转动连接，滑杆112与动颚102沿平行于滑杆112的方向滑动连接，上转轴108与摆杆134的另一端转动连接；在颚口104张角处于最大状态时，摆杆134与滑杆112的上端之间的夹角小于90度（优选为80±3度），曲柄132低于上转轴108。

工作过程中，将矿石投入到颚口104内，旋转电机106带动曲柄132旋转，曲柄132通过摆杆134驱动滑杆112往复摆动，滑杆112再带动动颚102往复摆动，当石块的硬度比较小时，摆杆134对滑杆112施加的向上的分力比较小，此时滑杆112由于受到摩擦力作用不会向上滑动（滑杆112受到的摩擦力在滑动方向的分力大于摆杆134对滑杆112施加的滑动方向的分力），动颚102的旋转角速度处于较大状态，能够对石块产生更大的冲击力；当石块的硬度较大时，摆杆134对滑杆112向上施加的分力比较大，此时滑杆112克服摩擦力作用向上滑动（滑杆112受到的摩擦力在滑动方向的分力小于摆杆134对滑杆112施加的滑动方向的分力），动颚102的摆动力臂长度增大，动颚102与固定颚100之间的咬合力增大，能够对石块产生更大的挤压力，使硬度较大的石块破碎；动颚102张开过程中，摆杆134对滑杆112产生向下的分力，滑杆112向下滑动复位；实现根据石块硬度调节咬合力，能够提高工作效率（不需要工作人员停机将石块取出），降低破碎机受到的损伤（例如在负载过大时，旋转电机106使用寿命容易缩短）。

结合图3所示，在上述实施例的一些实施方式中，矿石破碎机还包括上固定块114、下固定块116、圆柱弹簧118，上固定块114和下固定块116位于上转轴108和下转轴110之间，上固定块114与动颚102固定连接，下固定块116与下转轴110转动连接，圆柱弹簧118位于上固定块114和下固定块116之间，圆柱弹簧118的上端与上固定块114下表面固定连接或抵接，圆柱弹簧118的下端与下固定块116的上表面固定连接或抵接，圆柱弹簧118的伸缩方向与滑杆112平行，圆柱弹簧118位于驱动平面上。

在颚口104张开过程中，动颚102受到的阻力很小，因此摆杆134很容易带动动颚102旋转，此时摆杆134对滑杆112施加的向下的分力比较小，滑杆112容易因摩擦力导致无法每次都能向下滑动复位；滑杆112向上运动后，下转轴110向上挤压圆柱弹簧118，颚口104张开过程中，在圆柱弹簧118的弹力作用下，推动下转轴110向下运动并带动滑杆112向下滑动复位，提高了工作稳定性。

结合图1所示，在上述实施例的一些实施方式中，矿石破碎机还包括液压缸120，液压缸120位于上转轴108和下转轴110之间，液压缸120的伸缩方向与滑杆112平行，液压缸120的缸体与动颚102固定连接，液压缸120的伸缩杆与下转轴110转动连接，液压缸120位于驱动平面上。

当石块硬度比较大且滑杆112在摩擦阻力作用下没有成功向上滑动时，工作人员可以通过操控液压缸120来驱动滑杆112向上滑动，进一步提高了工作稳定性。

在上述实施例的一些实施方式中，滑杆112具有多个且沿上转轴108的中心轴线方向并排设置。

在滑杆112向上滑动后，动颚102的摆动力臂长度增大，受到的弯矩增大，多个滑杆112能够共同承受较大的弯矩，减小单个滑杆112受到的弯矩作用力，避免滑杆112发生弯曲变形，并且能够对上转轴108以及下转轴110提供更多的牵引点和支撑点，避免上转轴108和下转轴110的中心轴线发生偏转，有助于提高工作稳定性。

在上述实施例的一些实施方式中，各滑杆112分为两组且以驱动平面为对称面对称设置。

由于液压缸120和圆柱弹簧118都在驱动平面上（圆柱弹簧118和液压缸120可以同时存在也可以择一设置，当同时存在时，则液压缸120和圆柱弹簧118需要分别位于下转轴110的上下两侧），因此圆柱弹簧118和液压缸120对下转轴110产生的推力向两组滑杆112传递的作用力更加平衡，进一步提高了工作稳定性。

在上述实施例的一些实施方式中，动颚102的中心位于驱动平面上。

两组滑杆112对动颚102施加的摆动作用力能够均匀分布在动颚102上，使动颚102能够更平稳的旋转摆动。

在上述实施例的一些实施方式中，矿石破碎机还包括导向座体122，导向座体122位于上转轴108和下转轴110之间，导向座体122与动颚102固定连接，滑杆112贯穿导向座体122并与导向座体122滑动连接，滑杆112通过导向座体122与动颚102滑动连接。

在上述实施例的一些实施方式中，矿石破碎机还包括支座124和底部转轴126，底部转轴126与下转轴110平行，支座124位于动颚102下端且与动颚102固定连接，底部转轴126贯穿支座124并与支座124转动连接，底部转轴126的两端分别与机架转动连接。

结合图3所示，在上述实施例的一些实施方式中，矿石破碎机还包括导向杆128，导向杆128位于上转轴108和下转轴110之间，导向杆128与滑杆112平行，导向杆128的下端与下固定块116固定连接，导向杆128的上端贯穿上固定块114并与上固定块114滑动连接，圆柱弹簧118套设在导向杆128上。

导向杆128能够对圆柱弹簧118进行导向和沿径向限位，使圆柱弹簧118伸缩运动更加平稳。

本申请另一个实施例提供了一种矿石破碎机的监控系统，应用于上述矿石破碎机，包括扭力传感器和控制器，扭力传感器安装在旋转电机106的输出轴130与曲柄132之间并与控制器连接，用于检测旋转电机106的输出轴130向曲柄132传递的扭力并将检测结果传输给控制器，控制器与液压缸120的液压控制系统连接，用于根据扭力传感器的检测结果控制液压控制系统工作。

当石块硬度比较大时，旋转电机106的负载会增大，当旋转电机106负载增大至最大值时，扭力传感器检测到的扭力值达到最大，此时控制器控制液压缸120的液压控制系统工作，液压缸120的液压控制系统控制液压缸120的伸缩杆伸长，驱动滑杆112向上滑动，增大动颚102的摆动力臂长度，然后隔一段时间再次判断检测到的扭力值是否为最大值，若小于最大值，则控制伸缩杆缩短，驱动滑杆112向下运动复位。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。