1 細(xì)碎偏心圓錐式破碎機(jī)的技術(shù)潛能

　　1 1 結(jié)構(gòu)和操作特性

　　細(xì)碎偏心圓錐式破碎機(jī)在所有破碎單元中是最常用的。它是在二十世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)， 至今沒(méi)有大的改變。同其它碎磨設(shè)備相比， 它的占用空間小、使用簡(jiǎn)便、能耗低和運(yùn)轉(zhuǎn)率高（ 效率可達(dá) 90% ） .因此， 這種破碎機(jī)在工業(yè)上得到廣范應(yīng)用。

　　偏心圓錐式破碎機(jī)主機(jī)架 是一個(gè)圓筒形的鑄件， 它的下法蘭固定在基礎(chǔ)上； 調(diào)整環(huán)4 用彈簧螺栓固定在主機(jī)架上法蘭上。上部的定錐3 的外螺紋與調(diào)整環(huán)的內(nèi)螺紋相旋合， 定錐內(nèi)表面是倒置的圓錐形狀， 它復(fù)蓋有錳鋼內(nèi)襯。有內(nèi)襯的給料漏斗固定在圓罩上面， 偏心套 5 插在主機(jī)架中心套筒 9 中， 偏心套和主機(jī)架之間是外偏心軸襯， 偏心軸襯又作為偏心套的軸承使用。偏心套垂直作用于止推軸承片 8 上。破碎機(jī)的主要工作部件是動(dòng)錐主軸的軸線被描述為繞頂點(diǎn) O 的圓錐表面。

　　動(dòng)錐周期性的接近和離開(kāi)定錐內(nèi)表面， 當(dāng)它接近時(shí)，物料被破碎， 當(dāng)它離開(kāi)時(shí)， 物料被排出， 并進(jìn)入一個(gè)特殊的溜槽， 動(dòng)錐裝有錳鋼襯板。物料通過(guò)溜槽給到破碎機(jī)的分料盤(pán) 1 上， 物料被均勻分布在主軸蓋上， 在破碎腔平行帶每個(gè)礦塊受到二次或三次撞擊。

　　中碎圓錐式破碎機(jī)破碎腔的平行帶長(zhǎng)度是動(dòng)錐直徑的 1/ 10 1/ 12， 細(xì)碎圓錐式破碎機(jī)破碎腔的平行帶長(zhǎng)度是動(dòng)錐直徑的 1/ 6.

　　動(dòng)錐與定錐之間的最短距離決定了破碎機(jī)產(chǎn)品的最小尺寸。定錐安裝時(shí)要注意， 使圓錐最上端位置處動(dòng)錐襯板和定錐襯板間的距離小于最終破碎產(chǎn)品粒度。產(chǎn)品粒度可以借助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整環(huán)中的定錐來(lái)改變。具有彈簧 12 的彈簧螺栓能使定錐在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于正確的位置上， 如果有金屬或不能破碎的其它物料進(jìn)入破碎腔中， 彈簧壓縮， 允許定錐和調(diào)整套增大排料間隙。因此， 金屬塊通過(guò)破碎機(jī)， 而不會(huì)對(duì)破碎機(jī)造成損壞。

　　圓錐式破碎機(jī)的主要技術(shù)條件是嚙角、旋轉(zhuǎn)速度和產(chǎn)量， 嚙角必須小于摩擦角的 1/ 2， 并且多數(shù)破碎開(kāi)路圓錐式破碎機(jī)的破碎比不超過(guò) 4- 6.

　　這種破碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是在處理硬的和磨蝕性強(qiáng)的礦石時(shí)技術(shù)性能變化較小。一臺(tái)俄羅斯 KM D- 2200T 破碎機(jī)可以做為一個(gè)閉路的例子。在哈薩克斯坦的杰茲卡茲干礦床處理硫化銅礦石， 在從開(kāi)路變?yōu)殚]路破碎時(shí) ， 破碎機(jī)產(chǎn)量從 250 t/ h 減小到 160 t/ h， 產(chǎn)品粒度從 35 mm 減小至 16 mm.盡管必須增加工作區(qū)表面積和安裝一些附加設(shè)備， 但這種閉路流程是合理的， 因此， 球磨機(jī)的產(chǎn)量增加了22%.

　　Nordberg 的旋盤(pán)破碎機(jī)、液壓細(xì)碎機(jī)和艾利斯圓錐式破碎機(jī)可用在更細(xì)的破碎場(chǎng)合， 它們安裝在第四段破碎代替棒磨機(jī)， 使產(chǎn)品粒度從 40 mm 降至 6 mm.

　　圓錐式破碎機(jī)的主要缺點(diǎn)是： 圓錐襯板的橢圓和非同心度； 偏心機(jī)構(gòu)的徑向間隙增大； 對(duì)不均勻破碎物料的敏感性； 限定了動(dòng)錐擺頻； 因?yàn)槭褂闷奶鬃鲵?qū)動(dòng)部件， 所以偏心破碎機(jī)的破碎比小。破碎機(jī)的擺幅取決于偏心套的偏心距， 即使相對(duì)較軟的物料，變形量也不能大于定錐襯板和動(dòng)錐襯板之間的固定位移。所以無(wú)限的減小襯板間的距離是不可能的。

　　因?yàn)閯?dòng)錐襯板和定錐襯板是橢圓和不同心的， 它們不能超過(guò)動(dòng)錐直徑的 0 05% 和 0 1%， 如果公差重合一致， 對(duì) 1 個(gè)直徑 2200 mm 的動(dòng)錐， 總偏差為 6 4 mm.因此， 在空負(fù)荷條件下， 如果要想動(dòng)錐襯板和定錐襯板不發(fā)生碰撞， 排礦口必須不小于 6 4 mm，因?yàn)檫@種巧合是不可能的， 在實(shí)際中， 排礦礦口可以減小到 5 mm.

　　排礦口尺寸在空載時(shí)被測(cè)定和調(diào)整。動(dòng)錐軸由離心力作用偏向定錐襯板， 并且使主軸移到偏心套的薄邊， 在使用時(shí)， 由于物料的阻力， 主軸移到偏心套的厚邊。KMDT- 2200 內(nèi)外偏心襯套總間隙為4 5 mm， 空載時(shí)排礦口間隙為 5 mm， 但是在有載荷時(shí)物料層的厚度為 9 5 mm.隨著動(dòng)錐襯板和定錐襯板的磨損， 這個(gè)料層的厚度增加， 并且不可避免的增加了最終產(chǎn)品的粒度。因此， 在有載荷時(shí)排礦間隙與無(wú)載荷時(shí)間隙的差值大約為 3 8 mm.

　　圓錐式破碎機(jī)對(duì)于給礦量或者給料粒度組成的不均勻性尤為敏感。物料在破碎腔內(nèi)均勻分布， 對(duì)于圓錐式破碎機(jī)是非常必要的。安裝在動(dòng)錐頂部的給料板不能保證給料的均勻性， 因?yàn)楣?yīng)物料與給料板中心線不可能一致。此外， 粘性物料將粘在給料板的表面， 在這種條件下， 破碎機(jī)不可能均勻地工作， 并且局部過(guò)載將會(huì)發(fā)生， 尤其在設(shè)備驅(qū)動(dòng)時(shí)。

　　由于大塊物料落下， 襯板的磨損是不均勻的。在襯板表面產(chǎn)生許多空穴， 為了防止這種情況， 在設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)， 襯板一般翻轉(zhuǎn)一次或二次。這些方法增加了加工的成本， 但是可使球磨機(jī)產(chǎn)量顯著地增加。

　　低破碎比的另一個(gè)重要的原因是動(dòng)錐的低擺頻。通過(guò)增加錐體和破碎物料之間相互作用的頻率， 產(chǎn)品的粒度可以被減小。但是， 動(dòng)錐的離心力與擺頻的平方成正比， 因此， 動(dòng)錐的不平衡量也要增加。偏心套和動(dòng)錐在它們立式止推軸承空載時(shí)工作極其不可靠。沖擊吸收裝置被用于防止破碎機(jī)基座免于破壞， 但是當(dāng)擺頻增加時(shí)， 動(dòng)錐楔死在偏心套中的危險(xiǎn)還存在。現(xiàn)在， 擺頻的范圍為 224 - 242次/ min， 因此， 一塊礦石在完全落入破碎腔中約被壓縮 7 次。但是， 在低產(chǎn)量時(shí)， 礦石極快通過(guò)破碎腔， 并只受到 2- 3 次擠壓。

　　另一個(gè)原因是主軸在偏心套中的振動(dòng)和設(shè)備處于半干摩擦操作時(shí)摩擦表面油層的可能破裂。這種狀態(tài)不但引起破碎比的降低， 而且也縮短了破碎機(jī)的壽命。

　　1 2 改善破碎機(jī)性能的可能性

　　1 2 1 增加動(dòng)錐的擺頻

　　傳動(dòng)軸套偏心距的變化在兩個(gè)方面改變破碎機(jī)技術(shù)性能， 偏心距減小導(dǎo)致產(chǎn)品粒度的減小和產(chǎn)量的降低， 相反地， 偏心距增加引起產(chǎn)量和粒度的增加。在不改變結(jié)構(gòu)和破碎腔形狀下是可以做這些變化的。通過(guò)增加動(dòng)錐的擺頻， 使礦石顆粒受壓的次數(shù)增加， 可同時(shí)改進(jìn)產(chǎn)量和破碎粒度等性能。同時(shí)，在襯板之間的粒子運(yùn)動(dòng)增快了， 而有利于從平行帶中排出礦粒。

　　當(dāng)擺頻在 224 次/ min， KMD- 2200 型破碎機(jī)的處理量為 140 - 150 m3/ h， 當(dāng)擺頻增加到 338次/ min時(shí)， 處理量為 150- 180 m 3/ h.當(dāng)動(dòng)錐擺頻為 224 次/ min（ 排礦口尺寸為 6 1 mm） ， 排料中+ 20 mm 含量占 9 5- 11% .但是當(dāng)擺頻為 338 次/ min（ 排礦口為 6 3mm） ， 排料中+ 20 mm 含量小于 1%.

　　以上數(shù)字證明， 通過(guò)增大擺頻來(lái)增大破碎比是可行的。但是試驗(yàn)也證明， 在產(chǎn)量和破碎比固定情況下。破碎過(guò)程的單位功耗隨著擺頻的增加而增大。此外， 在這種激烈環(huán)境下破碎機(jī)基礎(chǔ)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害， 固定螺栓會(huì)拉斷， 動(dòng)錐在球面軸承（ 套筒襯板） 內(nèi)移動(dòng)， 主軸從偏心套支架上部分滑動(dòng)出， 主軸被支架夾緊。最糟的是， 軸承摩擦裝置局部裂開(kāi)， 尤其發(fā)生在應(yīng)力集中的地方。為了消除這些不利的結(jié)果， 通過(guò)增加給料板的重量， 使動(dòng)錐重心接近于旋轉(zhuǎn)的中心； 它減小了離心力， 且產(chǎn)生了一個(gè)作用動(dòng)錐頂部的反作用力。此外， 主軸底是筒形聯(lián)接（ 8） ， 它能減小偏心套的間隙， 并且可減小產(chǎn)生邊界效應(yīng)的可能性。這樣做可使它能以 242 次/ min 擺頻安全地工作。

　　1 2 2 破碎機(jī)的平衡

歡迎光臨環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)　　破碎機(jī)通過(guò)完全平衡， 可消除破碎機(jī)在高擺頻下對(duì)基礎(chǔ)的破壞。為此， 必須給破碎機(jī)主軸加上一個(gè)平衡負(fù)載。這個(gè)負(fù)載應(yīng)安裝在與動(dòng)錐傾斜相反的方向， 且與偏心套同步旋轉(zhuǎn)。平衡破碎機(jī)的總圖見(jiàn)。與普通偏心圓錐式破碎機(jī)唯一的不同是， 重新裝配了偏心套的軸承支座。

　　偏心套（ 1） 的基礎(chǔ)修改一下， 即添加平衡塊（ 7） ， 而（ 7） 借助球形聯(lián)接（ 8） 安裝在動(dòng)錐（ 3） 的主軸（ 2） 上， 它們之間并且通過(guò)手柄齒輪（ 6） 與偏心套聯(lián)接。平衡塊和偏心套有共同的止推軸承板（ 9） .平衡塊與偏心套同步旋轉(zhuǎn)， 并且產(chǎn)生一個(gè)離心力。離心力均等地作用于偏心套、平衡重（ 5） 和給料板（ 4）上， 但是與動(dòng)錐（ 3） 的離心力相反。

　　平衡塊有以下幾個(gè)功能： （ 1） 平衡破碎機(jī)的基礎(chǔ)； （ 2） 它使動(dòng)錐在空載時(shí)保持球形聯(lián)接； （ 3） 空載時(shí)， 它能決定排礦口的真實(shí)尺寸， 這個(gè)尺寸與實(shí)際工作時(shí)排礦口尺寸相等。同時(shí)， 在偏心套壁上的平衡負(fù)載主要作用于厚料層帶的下部， 它一般具有比上部小的負(fù)載。作用于偏心套不同高度上的均勻負(fù)載能使旋轉(zhuǎn)軸處于一個(gè)更為固定的位置上。

　　如果物料的阻力被忽略， 以恒定速度且在穩(wěn)定的工作狀況下， 作用于偏心套和動(dòng)錐上的所有的慣性力可以被看作是作用在一個(gè)豎直平面上的一對(duì)力和力矩。重力也作用于同一個(gè)平面上。所有力和力矩的值是恒定的。這個(gè)平面圍繞著破碎機(jī)的垂直軸空間上均勻旋轉(zhuǎn)。這種處理方法使破碎機(jī)平衡的問(wèn)題變成了一個(gè)二維空間上的問(wèn)題。所有作用在破碎機(jī)上的力系見(jiàn)。當(dāng)所有力被重新定義到動(dòng)錐旋轉(zhuǎn)的中心， 主力矩和主矢量的水平分力被設(shè)置為 0，等式的值可使傳遞給基礎(chǔ)的不平衡力得以消除。偏心套沿破碎機(jī)的軸線平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)， 因此， 所有的力可產(chǎn)生一個(gè)作用在偏心套的重心上的合力 偏心套旋轉(zhuǎn)的角速度。

　　與偏心套不同， 動(dòng)錐的旋轉(zhuǎn)可理解為一個(gè)對(duì)稱體的規(guī)則運(yùn)動(dòng)。因此， 所有影響動(dòng)錐的力可以被產(chǎn)生為一個(gè)作用在擺動(dòng)中心的力 F 和力矩 L動(dòng)錐慣性力的等值力矩； 動(dòng)錐的章動(dòng)角，由力 F 和力矩 L 組成的力的系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)合力。這個(gè)合力等于且平行于 F， 它作用在距擺動(dòng)中心距離為 l = L/ F 的點(diǎn)上。在運(yùn)轉(zhuǎn)中變量值可決定合力的位置。

　　1 2 3 破碎機(jī)的均勻給料

　　目前， 破碎機(jī)使用帶有側(cè)面排料的旋轉(zhuǎn)給料漏斗已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化， 這個(gè)漏斗安裝在動(dòng)錐之上。礦石從側(cè)排料溜槽被均勻地分布在破碎腔中， 它可以防止礦石在破碎腔中的聚集。杰茲卡茲干選廠的分析表明， 使用這樣的給料分配器能使襯板均勻地磨損， 并且產(chǎn)品粒度降低 12%.

　　最均勻的襯板磨損一般是在這樣的選廠中所獲得， 在這些廠中都安裝了可靠的金屬除去器和借助可靠的調(diào)整環(huán)。另一種方法是， 在不能被破碎的物料通過(guò)后， 調(diào)整環(huán)在徑向沿著螺紋移動(dòng) 3- 4 mm.

　　由于襯板磨損， 這種非同心度可以在一天之內(nèi)得到自我調(diào)整， 但是同時(shí)產(chǎn)品的粒度增大了。安裝有給料分配器的破碎機(jī)的排料口尺寸在排料器 4 個(gè)點(diǎn)處的尺寸偏差不超過(guò) 2 mm， 但是未安裝給料分配器的破碎機(jī)的排礦口尺寸偏差高 2- 5 倍。

　　這種給料方法增加了破碎機(jī)的產(chǎn)量 25- 30% ，減小以重量計(jì)的物料粒度 15- 20%， 并且產(chǎn)品的粒度從 35 mm 減至 25 mm， 可使磨礦能力增加 11% .

　　使用均勻的圓錐給料， 尤其是用自動(dòng)給礦質(zhì)量監(jiān)視，可在不改變?cè)O(shè)計(jì)的前提下使破碎指標(biāo)大大的提高。

　　1 3 具有新的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性的偏心圓錐式破碎機(jī)

　　1 3 1 雙曲線運(yùn)動(dòng)

　　為了克服一些先前提到的復(fù)雜圓錐運(yùn)動(dòng)的缺點(diǎn)， 可以通過(guò)給主軸特殊驅(qū)動(dòng)獲得雙曲線運(yùn)動(dòng)來(lái)解決。現(xiàn)已用直徑 100 mm 的動(dòng)錐的偏心破碎機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)， 動(dòng)錐上每一個(gè)點(diǎn)可當(dāng)作位于在豎直平面的橢圓上。橢園的形狀、軸的方向和尺寸可以事先定義好， 所選擇的參數(shù)和母線為主軸軸線的雙曲線的面積決定它們橢園參數(shù)。這種運(yùn)動(dòng)能使礦石壓出破碎腔， 并且同時(shí)產(chǎn)生切向破碎分力。

　　為了獲得對(duì)比結(jié)果， 將這些不同方式的驅(qū)動(dòng)軸安裝在破碎機(jī)中， 在擺頻為 700 次/ min 它能提供普通圓錐運(yùn)動(dòng)和雙曲線運(yùn)動(dòng)。這兩種軸的章動(dòng)角度和動(dòng)錐底部旋轉(zhuǎn)也相同。在所有試驗(yàn)中使用平均粒度12 mm 的原礦。在每種情況中排礦口尺寸固定以獲得最終粒度為 3mm 的產(chǎn)品。表1 為 80 個(gè)試驗(yàn)的平均結(jié)果。

　　可以得出結(jié)論： 1） 主軸雙曲線運(yùn)動(dòng)的破碎機(jī)產(chǎn)量是標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的破碎機(jī)的兩倍， 并且單位能耗低。2） 破碎機(jī)可以處理水分超過(guò) 4% 的礦石。將礦石壓出破碎腔的作用為顯著提高旋盤(pán)破碎機(jī)的性能提供了機(jī)會(huì)， 而旋盤(pán)破碎機(jī)對(duì)于給料的均勻性和給料的水分尤為敏感。

　　1 3 2 慣性圓錐式破碎機(jī)

　　應(yīng)用偏心破碎機(jī)的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方法設(shè)計(jì)的慣性偏心圓錐式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)在空載時(shí)可以在排礦口為 0 情況下工作， 而對(duì)于其它偏心圓錐式破碎機(jī)是不可能的。

　　破碎機(jī)架 3 與基礎(chǔ)軸承法蘭和安裝在驅(qū)動(dòng)裝置 6 的底 1 是分離的， 這兩個(gè)分離系統(tǒng)是通過(guò)彈簧元件 2 來(lái)聯(lián)接的。偏心套 5 帶動(dòng)動(dòng)錐 4 回轉(zhuǎn)象普通破碎機(jī)一樣。在工作時(shí)， 錐的襯板始終與礦層接觸，因此動(dòng)錐轉(zhuǎn)動(dòng)傳給定錐， 但僅在空載和停車時(shí)， 排礦口等于或接近于 0.旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)， 調(diào)整小于 0 的間隙是可能的。為此， 需要借助于千斤頂將驅(qū)動(dòng)裝置箱向動(dòng)錐傾斜方向相反的方向移動(dòng)， 然后千斤頂卸載， 這樣在兩個(gè)錐之間產(chǎn)生作用力。可通過(guò)改變兩個(gè)襯板間隙或它們接觸時(shí)的應(yīng)力來(lái)調(diào)整破碎力、破碎比和產(chǎn)量。選擇最佳作用錐體的慣性質(zhì)量和慣性矩以及聯(lián)接彈簧元件的剛度， 可以進(jìn)一步改善破碎機(jī)的性能。

　　1 3 偏心圓錐式破碎機(jī)應(yīng)用的限制

　　偏心圓錐式破碎機(jī)技術(shù)分析表明， 它可生產(chǎn)100%- 25 mm 的產(chǎn)品。若均勻自動(dòng)給料， 它可在開(kāi)路中破碎硬礦石， 其破碎比大約為 6.若破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)平衡， 且均勻地自動(dòng)給料和最佳的破碎腔型， 那么增加動(dòng)錐的擺頻（ 300- 350 次/ min） 能獲得 100%的- 18 mm 粒度產(chǎn)品。此時(shí)， 破碎比可達(dá)到 7.

　　由于它們的運(yùn)動(dòng)匹配的剛性， 對(duì)現(xiàn)有的圓錐式破碎機(jī)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)際上是不可能。因此， 在不增加新的破碎段（ 如使用旋盤(pán)破碎機(jī)） 和閉路操作情況下用這些破碎機(jī)代替磨機(jī)是不可能的。此外，因?yàn)樗鼈兊闹圃臁⒉僮骱途S修費(fèi)用高， 在礦山中采用慣性圓錐式破碎機(jī)是有限的。盡管圓錐式破碎機(jī)被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)上， 仍還有限制它們應(yīng)用的缺點(diǎn)， 主要缺點(diǎn)如下：

　　破碎只有在物料經(jīng)過(guò)特定的變形才會(huì)實(shí)現(xiàn)， 而物料的形變不能夠合理地由它的強(qiáng)度特性所決定。

　　動(dòng)錐的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)不能在破碎腔中產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，并且擺頻不能超過(guò)300 次/ min.通過(guò)粒間磨蝕作用的粒間破碎的機(jī)理是不能實(shí)現(xiàn)的， 因?yàn)槠扑榍皇前凑瘴锪蠈?duì)襯板破碎的原理而設(shè)計(jì)的。因?yàn)橐r板不可避免地存在橢園度和非同心度的問(wèn)題， 所以不允許將襯板之間排礦口設(shè)置得很小， 是因?yàn)樵诳辙D(zhuǎn)時(shí)錐體之間會(huì)發(fā)生碰撞； 這主要由于剛性的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)破壞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在主軸和驅(qū)動(dòng)偏心軸襯之間間隙的太大不能保證排礦口真正的大小。在空載時(shí)動(dòng)錐的擺頻受到固定球面軸承不穩(wěn)定性的限制。此外，這些破碎機(jī)對(duì)給料的不均勻性或給料顆粒組成尤為敏感， 因此向破碎腔周圍均勻給料是非常必要的。

　　最近， 對(duì)偏心圓錐式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改， 但是只對(duì)上述破碎機(jī)優(yōu)化的原理起較大的作用。

　　破碎設(shè)備制造商諾德博格（ Nordberg） 已經(jīng)得出結(jié)論， 在厚料層中使物料自碎是所尋求的最有希望的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程在旋盤(pán)破碎機(jī)中很容易實(shí)現(xiàn)。與常規(guī)圓錐式破碎機(jī)不同， 在這些破碎機(jī)中物料的破碎發(fā)生在擠壓層中。但是， 在這些機(jī)理中， 在最接近襯板處的料層厚度大于最終產(chǎn)品粒度， 顆粒在料層受擠壓時(shí)互相移動(dòng)， 這種運(yùn)動(dòng)迅速地使顆粒的邊角破碎， 并且最終使晶體碎裂。破碎應(yīng)變是難以確定的，并且它與被破碎的物料強(qiáng)度、破碎腔的填充程度（ 隨著腔型的周長(zhǎng)和高度而不同） 和一些其它的綜合因素有關(guān)。因此， 沿礦物晶體裂縫處破碎物料或選擇性破碎物料是不可能的。與圓錐式破碎機(jī)比較， 旋盤(pán)破碎機(jī)的破碎比可減小一半， 但是旋盤(pán)破碎機(jī)只可安裝在生產(chǎn)細(xì)粒級(jí)的閉路中。

　　2 破碎腔型分析

　　2 1 已有的細(xì)碎和超細(xì)碎腔型

　　現(xiàn)在， 短頭圓錐式破碎機(jī)用于細(xì)碎， 旋盤(pán)破碎機(jī)用于超細(xì)碎。這些破碎機(jī)生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品或沙子， 有時(shí)可代替磨機(jī)。短頭圓錐式破碎機(jī)和旋盤(pán)破碎機(jī)的區(qū)別在于破碎腔的設(shè)計(jì)。破碎腔的性能由下列因素決定： 破碎腔表面的形狀、頂角、偏心擺幅、支點(diǎn)的位置和轉(zhuǎn)速。

　　短頭圓錐式破碎機(jī)的破碎過(guò)程。假定物料在位置（ 1） 被夾住， 但未被破碎， 隨著表面旋轉(zhuǎn)， 破碎表面間隙增大， 物料自由向下落到下一沖擊點(diǎn)， 在通過(guò)破碎腔前， 又到達(dá)下一夾住位置（ 2） 并被破碎。物料主要受到二個(gè)主要的力- 重力和摩擦力作用， 摩擦力是正交于動(dòng)錐襯板的作用力。摩擦力減緩物料向下運(yùn)動(dòng)， 其大小取決于襯板的斜度和摩擦系數(shù)， 而摩擦系數(shù)由物料和物料含水量所決定。因?yàn)槲锪显谶\(yùn)動(dòng)時(shí)自由落下， 其狀況是復(fù)雜的， 并且不易被數(shù)學(xué)模型描述。

　　旋盤(pán)破碎機(jī)的破碎原理與其它圓錐式破碎機(jī)不同。旋盤(pán)破碎機(jī)通過(guò)沖擊和研磨產(chǎn)生細(xì)顆粒。它的襯板比傳統(tǒng)圓錐式破碎機(jī)襯板短且傾角小。當(dāng)頂角小于物料安息角時(shí)， 在重力作用下物料流動(dòng)受阻， 依靠動(dòng)錐運(yùn)動(dòng)將物料推出。產(chǎn)生高百分比細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品歸因于旋擺次數(shù)和腔型設(shè)計(jì)。腔型設(shè)計(jì)采用料層粉碎機(jī)理， 且保證高效的破碎過(guò)程， 在破碎過(guò)程中， 大的表面摩擦使物料產(chǎn)生大的研磨力。破碎機(jī)的排礦口不是唯一的控制產(chǎn)品粒度的方式， 在厚物料層中也發(fā)生破碎。這個(gè)過(guò)程克服了常規(guī)破碎機(jī)的缺陷，常規(guī)破碎機(jī)為了獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品不得不將破碎產(chǎn)品重新返回給破碎機(jī)。

　　2 2 圓錐式破碎機(jī)的襯板磨損

　　圓錐式破碎機(jī)的主要磨損過(guò)程是磨蝕性磨損， 它是工業(yè)上造成材料損失最主要原因之一。當(dāng)兩個(gè)表面直接接觸， 而且一個(gè)表面比另一個(gè)表面更硬的時(shí)候， 發(fā)生了磨蝕。硬的表面壓入軟的表面， 在壓入嚴(yán)重的周圍發(fā)生塑性變形。當(dāng)有切向運(yùn)動(dòng)時(shí)， 硬表面刨軟表面， 將軟碎屑刮出。圓錐式破碎機(jī)的磨損可以通過(guò)開(kāi)式三體磨蝕來(lái)表示。在這個(gè)磨損狀態(tài)下， 微粒可以相互移動(dòng)并且沿著研磨表面旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)的磨損微粒引起一個(gè)或二個(gè)中等間隙表面磨蝕， 閉式三體磨蝕是可以通過(guò)預(yù)防手段消除， 開(kāi)式三體磨蝕是破碎過(guò)程固有的特征， 它是不能完全避免的。開(kāi)式三體磨蝕可以有三種類型： 刨削、高壓應(yīng)力和低壓應(yīng)力。

　　在高壓力開(kāi)式三體磨蝕中， 合力是相當(dāng)大的， 足以破碎磨蝕粒子， 并且可能包括一些沖擊成份。但是在低應(yīng)力開(kāi)式三體磨蝕中， 合力是很小的， 不能引起大的粉碎作用。在圓錐式破碎機(jī)中， 磨蝕狀況為沿著頂角從低壓力磨蝕過(guò)渡到高應(yīng)力磨蝕， 包括沖擊力分力的破碎力增大， 破碎機(jī)襯板距離的減小。磨蝕區(qū)域加劇了， 最大的磨損與主破碎帶發(fā)生損壞是一致的。

　　磨蝕磨損是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程， 并且磨損率隨很多操作變量和環(huán)境的變量而改變。在一個(gè)圓錐式破碎機(jī)的實(shí)例中， 已經(jīng)確認(rèn)了一些有效的變量： 襯板的耐磨特性； 巖石類型和性質(zhì)； 給料尺寸和形狀； 操作參數(shù)（ 如排料間隙、速度、負(fù)荷和功率） ； 摩擦引起的溫度； 物料濕度和粘度； 外來(lái)金屬塊的混入。在批量生產(chǎn)中， 其中一些參數(shù)有穩(wěn)定性和合理性， 比如上面引出的前三個(gè)參數(shù)； 相反， 包括濕度和溫度的環(huán)境參數(shù)是不可控制的。

　　破碎部件襯上非常硬的錳鋼， 它有很高的磨損強(qiáng)度。一臺(tái) KM D- 2200T 圓錐式破碎機(jī)， 在開(kāi)始工作時(shí)錳鋼襯板的厚度是 100 mm（ 俄羅斯錳鋼 110 為G13L） ， 它以磨損平均速度 0 2 0 4 mm/ h 減小為10 20 mm.如果破碎機(jī)破碎非常硬的物料， 磨損速度還會(huì)加快。更換襯板不僅耗費(fèi)時(shí)間和費(fèi)用， 而且持續(xù)的磨損改變了破碎腔的外形， 在兩個(gè)破碎元件之間的頂角和間隙惡化了， 導(dǎo)致排礦口增大， 產(chǎn)品粒度變粗， 粒級(jí)分布發(fā)生偏移。因此， 最大給料粒度和處理量均要減小了。

　　下面所報(bào)道的新襯板研制工作的目的是， 增加襯板的壽命和防止由于磨損而引起的破碎機(jī)性能惡化， 普通的方法是不可行的和效率低的。考慮到冶金行業(yè)（ 鑄造） 的因素和破碎機(jī)的規(guī)格， 襯板厚度超過(guò) 100 mm 是不可取的， 厚襯板減小持久性， 平行帶的長(zhǎng)度影響破碎機(jī)能力。

　　3 新破碎腔型

　　3 1 前期研究

　　在前蘇聯(lián)已經(jīng)進(jìn)行了很多研究， 得出以下結(jié)論。

　　1） 擺頻的提高會(huì)增加能耗， 降低運(yùn)動(dòng)部件壽命。

　　1- 224 次/m in； 2- 270 次/ min； 3- 338 次/ min 2） 使用給料分配器可以取得良好效果 .

　　3） 因?yàn)閳A錐式破碎機(jī)的破碎空間礦粒充填不均勻， 能量分配有周期特征。頻率與破碎機(jī)的偏心套旋轉(zhuǎn)速度一致。因此， 細(xì)碎機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷可以由周期的最大轉(zhuǎn)矩、周期等效轉(zhuǎn)矩和計(jì)算扭矩的頻率而計(jì)算出。轉(zhuǎn)矩由下面公式得到次達(dá)到的最大周期轉(zhuǎn)矩； N 加載周期數(shù)； m%（ = m/ ） 是一個(gè)減小系數(shù)，m 物料 S/ n 疲勞曲線梯度在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)所定義的系數(shù)， 與壓力相關(guān)的系數(shù)。等效疲勞值或平均值由圓錐式破碎機(jī)的產(chǎn)量決定。

　　4） 細(xì)碎圓錐式破碎機(jī)效率由如下參數(shù)決定： 破碎機(jī)產(chǎn)量、排礦口尺寸、破碎產(chǎn)品的粒度和調(diào)整環(huán)的彈簧壓力。破碎機(jī)產(chǎn)量與每噸破碎產(chǎn)品的能耗、平均破碎能量及破碎過(guò)程動(dòng)力學(xué)有關(guān)。

　　破碎過(guò)程的平均單位能耗與破碎機(jī)產(chǎn)量成正比， 破碎過(guò)程的單位能耗由驅(qū)動(dòng)能耗、破碎產(chǎn)量和破碎比決定式中： Na某種狀態(tài)下所需平均能量； Q 圓錐式破碎機(jī)的產(chǎn)量； S 破碎比。選擇某一破碎比 S， 關(guān)系式由試驗(yàn)確定， 代入式（ 12） .函數(shù)曲線見(jiàn)。

　　曲線表明： 產(chǎn)量為 200 260 t/ h 單位能耗最小。

　　這種情況是 KM D- 2200 破碎機(jī)的最佳產(chǎn)量。

　　生產(chǎn)應(yīng)用的 KMD- 2200 細(xì)碎圓錐式破碎機(jī)的功率參數(shù)3 2 新設(shè)計(jì)

　　新的破碎腔包括兩種破碎模式： 單顆粒粉碎和料層粉碎。如上文所述， 這些模式各有其優(yōu)點(diǎn)， 將其結(jié)合在一個(gè)破碎腔中可獲得更好的性能。改進(jìn)的設(shè)計(jì)（ 0） 的主要目的是生產(chǎn)更細(xì)的物料及減少襯板重量， 新腔型可替代細(xì)碎圓錐式破碎機(jī)的普通襯板。

　　與普通圓錐式破碎機(jī)一樣， 它的破碎腔也由動(dòng)錐襯板 1 和定錐襯板 2 構(gòu)成， 破碎腔包括均勻給料的預(yù)備區(qū) A 和破碎平行區(qū) B.

　　平行區(qū)表面上的小破碎區(qū) 3 形成空腔， 這些空腔沿錐面呈多環(huán)狀分布， 形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這些空腔有截棱錐， 但也可以制成截圓錐， 或截六角形。用大量的經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)方法對(duì)蜂窩狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)。

　　空腔的總面積應(yīng)為平行帶面積的 25- 40%， 若面積小于 25% ， 則空腔不起作用， 若超過(guò) 40% ， 則襯板壽命會(huì)縮短（ 空腔之間的襯板破裂） .空腔的深度（ h）為平行帶襯板厚度（ a） 的 50- 70% .就襯板磨損而言， 若空腔深度小于 50% 空腔不起作用（ 除襯板使用初期） ， 若空腔深度超過(guò)截面厚度 70%， 襯板強(qiáng)度減弱， 壽命縮短。

　　當(dāng)圓錐式破碎機(jī)工作時(shí)， 有襯動(dòng)錐在有襯定錐內(nèi)回轉(zhuǎn)。物料的破碎是靠動(dòng)錐將它壓向定錐完成的。

　　被破碎的物料在上面物料壓力和重力的作用下排出。

　　破碎過(guò)程分為兩個(gè)階段： 第一階段物料進(jìn)入預(yù)備區(qū)， 礦石在上部礦石壓力和重力作用下均勻地移動(dòng)到下一階段； 第二階段在平行帶中完成， 此處物料破碎是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。發(fā)生在空腔內(nèi)的破碎是由空腔內(nèi)部的壓力產(chǎn)生的壓縮過(guò)程引起的， 緩慢壓縮過(guò)程比沖擊或其它單塊破碎方法效率高（ 單位能耗獲得更大的破碎比） .由于能量緩慢施加， 作者認(rèn)為，在物料破裂之前， 極限應(yīng)變能量不可能超過(guò)沖擊破碎所需能量。也可在研磨和剪切的作用下， 物料在空腔和襯板上表面之間地帶破碎。

　　在這種腔型設(shè)計(jì)中， 能量利用更充分， 細(xì)粒產(chǎn)品產(chǎn)量提高 5 10%.此外， 空腔中被破碎的物料相當(dāng)于一個(gè)保護(hù)層， 可減少襯板費(fèi)用 20% .

　　4 結(jié)論

　　新設(shè)計(jì)腔型的應(yīng)用可帶來(lái)可觀的效益。明顯的改善有： 細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品含量增加了 10% 以上； 通過(guò)被破碎的物料充填到破碎腔中可減少襯板的磨損； 襯板鑄造原材料減少了 20% .上述發(fā)明應(yīng)用在礦山和建筑工業(yè)中將會(huì)全面改善圓錐式破碎機(jī)的性能， 并且降低生產(chǎn)成本。