本發(fā)明涉及一種液壓破碎機(jī)，特別是一種液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)刀軸最優(yōu)控制方法。

背景技術(shù)：

目前，破碎機(jī)日趨大型化，所謂大型化指垃圾處理能力、扭矩、功率越來越大。在破碎機(jī)大型化趨勢(shì)背后，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以其控制方式靈活、占用空間小、刀軸正反轉(zhuǎn)反應(yīng)迅速、功率利用率高等優(yōu)勢(shì)，在大型破碎機(jī)中已逐步取代電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)方案：目前，液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)刀軸控制一般采用以下方法：設(shè)定最大系統(tǒng)壓力(即液壓馬達(dá)所受壓力)以及3個(gè)左右壓力區(qū)間，不同壓力區(qū)間依次對(duì)應(yīng)相應(yīng)數(shù)量的不同轉(zhuǎn)速，當(dāng)系統(tǒng)壓力在某一個(gè)壓力區(qū)間時(shí)，刀軸按相對(duì)應(yīng)的速度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到最大壓力時(shí)刀軸反轉(zhuǎn)，上述設(shè)定都是按照經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的數(shù)值及范圍。

現(xiàn)有的液壓驅(qū)動(dòng)刀軸控制方法存在嚴(yán)重的功率浪費(fèi)情況。因?yàn)槊總€(gè)液壓馬達(dá)所受壓力值都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)最優(yōu)的刀軸的速度值，并且二者存在一反比例關(guān)系，即當(dāng)系統(tǒng)壓力越高，刀軸的轉(zhuǎn)速越慢，而當(dāng)系統(tǒng)壓力較低時(shí)，刀軸的轉(zhuǎn)速越快，而上述方案中，

系統(tǒng)壓力最高值取決于設(shè)定的系統(tǒng)最大壓力，轉(zhuǎn)速最高值取決于泵能提供的最大轉(zhuǎn)速。

而現(xiàn)在的技術(shù)方案中的壓力區(qū)間劃分較大，

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)刀軸最優(yōu)控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

與權(quán)利要求相同。

本發(fā)明的有益效果是：本控制方法可應(yīng)用于配置不同液壓設(shè)備的破碎機(jī)，通過壓力探測(cè)器探測(cè)出液壓馬達(dá)中的壓力，而液壓馬達(dá)中的壓力與刀軸所承受的力對(duì)應(yīng)，當(dāng)該壓力值被輸入控制中心后，控制中心通過程序計(jì)算后得到一個(gè)與p值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的刀軸轉(zhuǎn)速值V，再通過V值找出液壓泵相應(yīng)的排量值Q_泵，并且控制中心控制液壓泵的排量值為Q_泵，從而使刀軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到V，本控制方法為實(shí)時(shí)控制，可以通過得到的壓力信號(hào)，完成對(duì)泵實(shí)時(shí)的閉環(huán)控制。

本方法可以清楚的反應(yīng)液壓馬達(dá)的壓力(即負(fù)載)與轉(zhuǎn)速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，針對(duì)現(xiàn)有控制方法存在的功率浪費(fèi)的情況，尋找出系統(tǒng)控制的最優(yōu)曲線，可以發(fā)揮液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)的最大效能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是p與V的線性關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明公開了一種液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)刀軸最優(yōu)控制方法，包括控制中心及加載于控制中心內(nèi)的控制程序、以及破碎機(jī)、液壓站、及與液壓站配套的液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)中設(shè)有探測(cè)液壓馬達(dá)中液體壓力的壓力探測(cè)器，所述破碎機(jī)中的刀軸通過減速機(jī)與液壓馬達(dá)連接且受液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述液壓站包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及受驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)的液壓泵，所述液壓馬達(dá)與液壓泵連接，所述壓力探測(cè)器與液壓泵與控制中心電連接，控制方法在于：

一，通過壓力探測(cè)器實(shí)時(shí)探測(cè)液壓馬達(dá)中液體壓力值p，并將該壓力信息反饋給控制中心，

二，控制中心每隔時(shí)間t接收一次步驟一中的信息，并通過程序計(jì)算后得到一個(gè)與p值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的刀軸轉(zhuǎn)速值V，所述時(shí)間t優(yōu)選為0.1秒，當(dāng)然該時(shí)間值越小，刀軸轉(zhuǎn)速變化也越平滑，反應(yīng)也越迅速，但是受技術(shù)條件限制，不可能無限小，因而優(yōu)選為0.1秒，

三，再通過V值找出液壓泵相應(yīng)的排量值Q_泵，所述控制中心控制液壓泵的閥門的大小使其排量值為Q_泵，從而使刀軸的轉(zhuǎn)速值達(dá)到V，

程序計(jì)算所依據(jù)的公式一，公式一如下：

V＝(p-p max)×(V max-V1)/(p 2-p max)+V1

要得到Vmax需要通過公式二計(jì)算得出，公式二如下：

Vmax＝(Q_泵max×V_電機(jī)×k2×k4×k6)/(i×Q_馬達(dá))

要得到V1需要通過公式三計(jì)算得出，公式三如下：

V1＝(p×k1×k3×k5×9549)/(2×i×T×p max)

要得到p 2需要通過公式四計(jì)算得出，公式四如下：

p 2＝(P_電機(jī)×k1×k3×k5×9549)/(2×i×T_馬達(dá)×V max)

上述公式中：

V為刀軸的轉(zhuǎn)速；V1為刀軸在液壓馬達(dá)取最大壓力時(shí)的轉(zhuǎn)速；Vmax為刀軸的最大轉(zhuǎn)速，單位：r/min；

P_電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率，單位：kW；

k1為液壓馬達(dá)的機(jī)械效率；

k2為液壓馬達(dá)的容積效率；

k3為減速機(jī)的機(jī)械效率；

k4為液壓泵的容積效率；

k5為液壓站的機(jī)械效率；

k6為液壓站的容積效率；

9549為常數(shù)；

i為減速機(jī)的減速比；

T_馬達(dá)為液壓馬達(dá)的單位扭矩，單位：Nm/bar；

P為壓力探測(cè)器所探測(cè)液壓馬達(dá)的壓力值，p max為液壓馬達(dá)的最大壓力值；p 2為刀軸在最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)的壓力，單位：bar；

Q_泵max為液壓泵的最大排量，該排量為液壓泵每轉(zhuǎn)一圈所排出的液體量，單位：cm3/rev；

V_電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，

Q_馬達(dá)為液壓馬達(dá)的排量，該排量為液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)一圈所排出的液體量，單位：cm3/rev；

作為優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)p≥p max時(shí)，控制中心控制刀軸反轉(zhuǎn)，這樣在刀軸所受壓力過大的時(shí)候可以起到保護(hù)刀軸的作用。

實(shí)施例一：當(dāng)壓力探測(cè)器探測(cè)到液壓馬達(dá)內(nèi)的p值為300bar時(shí)，p≤320bar時(shí)，

(1)馬達(dá)：排量Q_馬達(dá)：2000cm3/rev

單位扭矩T_馬達(dá)：40Nm/bar

機(jī)械效率k1：0.9

容積效率k2：0.85

(2)減速機(jī)：減速比i:5

機(jī)械效率k3：0.9

(3)泵：排量Q_泵max：125cm3/rev

容積效率k4：0.85

(4)電機(jī)轉(zhuǎn)速：V_電機(jī)：1500r/min

功率P_電機(jī)：132kW

(5)液壓站：機(jī)械效率k5：0.85

容積效率k6：0.85

(6)系統(tǒng)最大壓力p max：320bar

根據(jù)公式三算出V1，

V1＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×320)＝6.77r/min

根據(jù)公式二算出Vmax，

Vmax＝(125×1500×0.85×0.85×0.85)/(5×2000)＝11.5r/min

根據(jù)公式四算出p 2，

p 2＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×11.5)＝188bar

根據(jù)公式一算出即時(shí)的刀軸轉(zhuǎn)速值，

V＝(320-300)/28+6.77r/min＝7.48r/min

實(shí)施例二：當(dāng)壓力探測(cè)器探測(cè)到液壓馬達(dá)內(nèi)的p值為250bar時(shí)，p≤320bar時(shí)，

(1)馬達(dá)：排量Q_馬達(dá)：2000cm3/rev

單位扭矩T_馬達(dá)：40Nm/bar

機(jī)械效率k1：0.9

容積效率k2：0.85

(2)減速機(jī)：減速比i:5

機(jī)械效率k3：0.9

(3)泵：排量Q_泵max：125cm3/rev

容積效率k4：0.85

(4)電機(jī)轉(zhuǎn)速：V_電機(jī)：1500r/min

功率P_電機(jī)：132kW

(5)液壓站：機(jī)械效率k5：0.85

容積效率k6：0.85

(6)系統(tǒng)最大壓力p max：320bar

根據(jù)公式三算出V1，

V1＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×320)＝6.77r/min

根據(jù)公式二算出Vmax，

Vmax＝(125×1500×0.85×0.85×0.85)/(5×2000)＝11.5r/min

根據(jù)公式四算出p 2，

p 2＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×11.5)＝188bar

根據(jù)公式一算出即時(shí)的刀軸轉(zhuǎn)速值，

V＝(320-200)/28+6.77r/min＝9.27r/min

實(shí)施例三：當(dāng)壓力探測(cè)器探測(cè)到液壓馬達(dá)內(nèi)的p值為200bar時(shí)，p≤320bar時(shí)，

(1)馬達(dá)：排量Q_馬達(dá)：2000cm3/rev

單位扭矩T_馬達(dá)：40Nm/bar

機(jī)械效率k1：0.9

容積效率k2：0.85

(2)減速機(jī)：減速比i:5

機(jī)械效率k3：0.9

(3)泵：排量Q_泵max：125cm3/rev

容積效率k4：0.85

(4)電機(jī)轉(zhuǎn)速：V_電機(jī)：1500r/min

功率P_電機(jī)：132kW

(5)液壓站：機(jī)械效率k5：0.85

容積效率k6：0.85

(6)系統(tǒng)最大壓力p max：320bar

根據(jù)公式三算出V1，

V1＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×320)＝6.77r/min

根據(jù)公式二算出Vmax，

Vmax＝(125×1500×0.85×0.85×0.85)/(5×2000)＝11.5r/min

根據(jù)公式四算出p 2，

p 2＝(132×0.9×0.9×0.85×9549)/(2×5×40×11.5)＝188bar

根據(jù)公式一算出即時(shí)的刀軸轉(zhuǎn)速值，

V＝(320-200)/28+6.77r/min＝11.05r/min

通過上述三個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)驗(yàn)算，得到的數(shù)據(jù)是和圖1的p與V的線性關(guān)系圖對(duì)應(yīng)的。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的液壓驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)刀軸最優(yōu)控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。