如圖2為YP系列液壓劈裂機的結構組成及工作原理。該機由動力供給系統(泵站)、控制元件、液壓管路、液壓缸、楔塊組件等構成。工作時，泵向系統提供高壓油，經控制元件、液壓管路而進入液壓缸的無桿腔，推動活塞向下運動，通過楔塊組件的放大將縱向的推力轉化為橫向的劈裂力，使礦巖分開。

　　圖3為尖劈分裂器和尖劈及楔片受力圖。如圖3—a所示，與液壓劈裂機活塞相聯的尖劈并不直接劈裂巖石，而是在尖劈兩側還有一對楔形片，即兩楔片夾著尖劈組成一個40mm的圓柱體一分裂器。在預定的巖石分裂線上事先鉆若干ф40mm的孔，然后將分裂器分別插入這些孔內，當液壓劈裂機通人高壓油后即可在上述孔內同時產生劈裂力，致使巖石按預定的位置和方向裂開。
　　當楔形壓頭受壓而侵入巖石時，巖石局部發生粉碎或呈塑性變形而形成袋狀或球狀核，通常稱之為密實核。壓頭在壓入巖石過程中，侵入深度不會隨載荷增加而均衡增加，只是當其達到某一臨界值時，便發生躍進式破碎現象。這時，密實核旁側的巖石出現崩碎，載荷暫時下跌，壓頭繼續侵入到一個新的深度，載荷再度上升，侵入和載荷又恢復到某種比例關系。如此循環，直至巖石破裂。整個過程的載荷——侵深曲線呈波浪形。越是脆性巖石，躍進式侵入特點越明顯，塑性材料則較緩和。載荷一侵深曲線各上升段的斜率大致相同，即增加單位載荷所增加的侵深近于常數。曲線下降部分的情況與巖石及加載機構的剛性有關。
　　2.2尖劈斜面處摩擦系數及劈裂力的理論計算
　　如圖3-b所示，各力在軸向y的投影∑Y=O，即
　　P=Pn+P'f
　　式中，P——液壓缸總液壓力，kN；
　　Pn—斜面處正壓力，N在軸向的分力，即
　　Pn=2Nsina/2，kN；
　　P'f——斜面處摩擦力Pf可在軸向的分力，
　　即P'f=2Nfcosa/2，kN。
　　一般a=3°～5°，a/2角很小，可取cosa/2≈1。
　　又tga/2=h/2H，而tga/2=sincd2/cosod2≈sina/2，
　　即sinod2≈h/2H。
　　∴p=πd2p/4=2Nsina/2+2Nfcosa/2≈2N(h/2H+f)
　　∴f≈πd2p/8N-h/2H (1)
　　式中f——斜面處摩擦系數；
　　p——工作油壓力，MPa；
　　d——液壓缸直徑，cm。
　　式(1)給出了幾何參數d、h、H與f的關系，也給出了變量P、N值與f的關系。當選定油壓P并測出實際劈裂力N之后，即可求得f值。嚴格地講，實際劈裂力應是楔片對巖石產生的垂直于巖石孔壁的合力
　　No。如圖3b所示，由∑Y=O、∑X=O，可得：
　　Nsina/2+Nfcosa/2=P1/2
　　{ (2)
　　P'f/2+No+Nfsina/2=Ncosa/2
　　式中：P1——楔片耳與缸體接觸處產生的壓力，kN；
　　P1f/2——一側楔片在尖劈作用下作側向
　　運動時的摩擦阻力，kN；
　　No——巖石的反作用力，即實際劈裂力，KN。
　　因為a/2角很小，取sina/2≈O ，cosa/2≈1
　　解聯立方程(2)，即得：
　　No≈N(1-f2) (3)
　　一般f=0.03，f2≈O，故可取No≈N，即實際劈裂力近似等于尖劈斜面處的正壓力。
　　3 劈裂機液壓系統與控制
　　液壓系統是劈裂機的核心部分，系統的結構和性能劈裂機工作安全性、可靠性、生產力具有重要影響。YP系列液壓劈裂機液壓系統如前所述，該劈裂機有上、下兩個油缸。上油缸有空行程快進、劈裂工進和快退三個動作。據此，設計了雙泵液壓系統，見圖4。

　　該系統作業過程：首先，開動低壓油泵4(此時，電磁閥6斷電，處于切斷上油缸l油路的中位，且上油缸l的活塞此前已處于其上端的極限位置)，下油缸2的無桿腔進油，其活塞桿頂起工作臺，使下刃具隱沒，以便將被加工石料置于工作臺上，并對位；按快進電鈕，開動高壓油泵5，并使電磁閥6通電左移，兩油泵同時工作，共同向上油缸l的無桿腔供油，推動上刃具快速下降；當上刃具頂住石料時，高壓泵5的油壓迅速上升室卸荷閥3的調定壓力，閥3啟動，使低壓泵4卸荷空轉，下油缸2的無桿腔回油，工作臺下沉，下刃具頂緊石料，此時僅高壓小流量泵5工作，推動上刃具緩慢工進，對石料施壓，將其劈裂；石料劈裂后，上刃觸發下行程開關(也可按快退電鈕)，使電磁閥6右移換向，高壓泵5的壓力迅速降到閥3的調定壓力之下，使其復位；停止卸荷，兩油泵又共同向油缸1的有桿腔供油，使刃具快退，直至觸動上行程開關，使閥6泵5同時斷電，上刃具停在上極限位置，而工作臺又被下油缸2頂起，將被加工好的石料卸下，完成一個工作循環，劈裂機又處于下一工作循環的開始狀態。
　　此液壓系統結構簡單，僅適用于花崗巖劈裂機。對于適用范圍較廣，尤以劈裂易脆性破碎石材http://www.stonebuy.com/的劈裂機，則需據材質調整劈裂力和進刀速度，以避免碰撞損耗。為此，需另外設計液壓伺服系統。該系統不僅應滿足工作需要，還能使耗功最小，其主要參數包括：伺服閥流量、油泵壓力和液壓缸活塞有效面積。首先，按前述方法計算劈裂力，進而確定油泵壓力；然后，按P—Q計算尺原理，用下式計算能使系統功耗最小的流量：
　　式中， QM——為最佳流量，l/s；
　　n——為上油缸兩腔的流量比；
　　a——為上油缸活塞桿的截面積，m2；
　　yM——為活塞空載時的最大速度，m/s。
　　按式(4)算出的QM選取流量伺服閥和液壓缸活塞面積，設計液壓伺服系統，見圖5，其中C為機座自然剛度，場為壓力反饋系數。該系統在刃具快進接近石料時，位移傳感器發出信號，使刃具減速，避免碰撞損耗；在工進時，由裝在機座上的壓力傳感器發出信號，使刃具按一定速度(據被加工石質確定)進給，因而控制了劈裂力的增長速度，減少石材http://www.stonebuy.com/破碎損耗；石料被劈裂后，壓力傳感器及時發出信號，使刃具快退。