國民經(jīng)濟(jì)中諸多領(lǐng)域（如金屬及非金屬礦山、耐火材料、玻璃陶瓷、建材、冶金渣處理、煤炭、化工、采石、醫(yī)藥、城市垃圾處理等）的生產(chǎn)中，都有必不可少的工序——物料粉碎。國內(nèi)外破磨工作者幾十年研究結(jié)果表明，在工程應(yīng)用的破磨工藝中約有15%的電能用于破碎，85%的電能消耗于磨碎；磨機(jī)的效率與破碎機(jī)的效率相比很低，甚至有被破碎機(jī)取代的趨勢。尤其是在礦山行業(yè)的破磨流程中，應(yīng)強(qiáng)化破碎，盡量減少入磨粒度，實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”，提高粉碎效率和降低選礦成本。因此，當(dāng)前破碎工藝的發(fā)展趨勢要求研制出高效節(jié)能的破碎設(shè)備，充分發(fā)揮各破碎段的負(fù)荷能力，尤其是提高粗、中碎破碎比，減輕細(xì)碎破碎機(jī)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”，提高破磨工作效率。
    近年來國外粗碎破碎機(jī)的研制進(jìn)展平緩，主要集中在對原有破碎機(jī)的優(yōu)化改造上，如優(yōu)化匹配參數(shù)、減小偏心距、提高工作頻率等。國內(nèi)對粗碎破碎機(jī)也進(jìn)行了研究，在結(jié)構(gòu)布置、參數(shù)優(yōu)化、腔形優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面取得了一些進(jìn)展。所研制出新設(shè)備在性能上比傳統(tǒng)粗碎設(shè)備有所改善，但由于未能突破原有粗碎設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局限，故在大破碎比和破碎堅(jiān)硬物料等方面未能取得突破性的進(jìn)展，所以，合金材料、碳化硅、冶金渣等物料的破碎還是未能解決的難題。現(xiàn)有的粗碎破碎機(jī)也不能破碎如鋼筋混凝土等特殊的物料，這種現(xiàn)狀阻礙了一些廢物的回收和綜合利用，浪費(fèi)了資源。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)獨(dú)特，能破碎十分堅(jiān)硬的脆性物料，破碎比達(dá)到9以上，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。該設(shè)備能很好實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”，節(jié)能降耗，能破碎合金、碳化硅等堅(jiān)硬物料和處理鋼筋混凝土等特殊結(jié)構(gòu)物料，填補(bǔ)國內(nèi)外破碎領(lǐng)域的空白。該設(shè)備適用于金屬及非金屬礦山、合金材料、冶金爐渣回收利用以及鋼筋混凝土回收利用等領(lǐng)域，在國內(nèi)外推廣應(yīng)用后，能實(shí)現(xiàn)金屬及非金屬礦山的節(jié)能降耗，提升合金材料等行業(yè)的裝備水平，促進(jìn)鋼渣、鋼筋混凝土等廢物的回收和綜合利用。
1、高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)簡介
   高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。
   高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的兩個(gè)動(dòng)顎由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)并分別通過彈性聯(lián)接裝置帶動(dòng)激振器轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生同步相向的激振力，由此引起高頻振動(dòng)，帶動(dòng)顎板對破碎腔內(nèi)的物料施加高頻振動(dòng)力，在顎板對物料的反復(fù)沖擊作用下實(shí)現(xiàn)對堅(jiān)硬物料的破碎。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的機(jī)體是懸掛在由彈簧支承的機(jī)架上，破碎機(jī)機(jī)體內(nèi)部是動(dòng)力學(xué)平衡的，在工作時(shí)振動(dòng)和沖擊載荷在破碎機(jī)構(gòu)內(nèi)部是閉合的，可以極大地降低振動(dòng)向基礎(chǔ)的傳遞，少量振動(dòng)由減振彈簧吸收，因此無需龐大牢固的設(shè)備基礎(chǔ)，從而減少了基建投資。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)破碎力的大小不同于傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)由被破碎物料的硬度和破碎腔物料充填率來決定，而是由不平衡轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的。因此對于所選定的靜力矩和不平衡轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，其破碎力大小已經(jīng)確定，幾乎與物料硬度和破碎腔充填率變化無關(guān)，調(diào)整不平衡轉(zhuǎn)子的靜力矩和轉(zhuǎn)速可以針對任何工作條件產(chǎn)生所需的破碎力。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的振幅不像傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)的振幅受四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的限制，而取決于物料層抗壓與破碎力的平衡條件，物料層的阻力大小與其壓實(shí)度有關(guān)。因此，改變破碎力的大小可以使料層適當(dāng)?shù)膲簩?shí)．使物料顆粒在負(fù)荷作用下主要沿品格間的區(qū)域破壞而不破壞晶體本身，這樣得到的主要是晶體形狀的破碎產(chǎn)品而且物料過粉碎最小。
2、高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)特點(diǎn)
    由于其獨(dú)特的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比，在使用及工藝等方面具有以下優(yōu)點(diǎn)。
    1)高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)是一種依靠工作機(jī)構(gòu)對物料的快速?zèng)_擊振動(dòng)作用來強(qiáng)化物料破碎過程的設(shè)備。由于作用力具有沖擊特性，使作用力對物料產(chǎn)生較大的梯度，作用力非�？焖俣�又具有脈動(dòng)性。沖擊負(fù)荷不是對自由落下的物料進(jìn)行，物料靠在顎板上承受沖擊力，可以看作是一個(gè)錘頭打擊放在鐵砧上的物料，在這種作用下，它沿物料最薄弱表面內(nèi)層進(jìn)行破碎，要求破碎物料的力比普通顎式破碎機(jī)小，可有效破碎堅(jiān)硬的脆性物料，如鐵鈦合金、硬質(zhì)合金、人工晶體、硅鈣合金、硅鐵、鉻鐵、硼鐵、錳鐵、冶煉渣等。
    2)顎板沖擊頻率高，激振器隨轉(zhuǎn)速增高可獲得很大的破碎力，確保了破碎比大。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)產(chǎn)生高頻脈動(dòng)的振動(dòng)力相當(dāng)于一個(gè)固定沖量，如果物料相當(dāng)硬，產(chǎn)生一個(gè)完全彈性碰撞，作用時(shí)間相當(dāng)短，理論上可以達(dá)到非常高的作用力，物料在破碎腔內(nèi)從上到下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物料的角度在不停地變化，從而在不停改變作用力的作用角度，因此物料在破碎腔內(nèi)受到不同方向的高頻脈動(dòng)激振力作用，使物料受到多次的粉碎作用，故有最大可達(dá)30的破碎比。
    3)產(chǎn)品粒度的組成不受耐磨襯板磨損的影響。在一般的破碎機(jī)中，卸載間隙寬度是給定的，隨著磨損的增加，排料產(chǎn)品粒度也隨之增加，此時(shí)應(yīng)有調(diào)整機(jī)構(gòu)來不斷地調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)的粒度要求。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度則取決于料層的厚度，不取決于排料口的大小，排料口的大小可根據(jù)產(chǎn)量及其他要求預(yù)先調(diào)整。
    4)在高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)中，由于電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的是偏心塊，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)只需克服偏心塊的不平衡靜力矩即可完成啟動(dòng)工作，破碎腔內(nèi)有沒有物料對偏心塊的靜力矩絲毫沒有影響，故可帶負(fù)荷啟動(dòng)和停車，也可以在破碎腔完全滿倉甚至于過載的情況下工作，故可方便地用在自動(dòng)化生產(chǎn)線上。
    5)當(dāng)不可破碎的物料通過破碎腔時(shí)，不會(huì)造成傳動(dòng)裝置過載或損壞。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)采用較高沖擊速度的動(dòng)顎，利用慣性實(shí)現(xiàn)柔性傳動(dòng)，兩個(gè)動(dòng)顎的位置不受運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的限制，當(dāng)物料不能被破碎時(shí)，隨著破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)會(huì)自動(dòng)從排料口排出，不需停機(jī)，也不會(huì)損壞設(shè)備機(jī)構(gòu)，只會(huì)影響這一段時(shí)間的排料粒度和產(chǎn)能。同時(shí)還能利用共振來消除破碎腔被其他物料堵塞的情況，此時(shí)不損壞設(shè)備。而傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)是嚴(yán)格按運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡的剛性傳動(dòng)，如果外界的某一物體阻礙其完成運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡，造成完成運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡的機(jī)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)破壞，如顎式破碎機(jī)的肘板、安全銷等。
    6)高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)由于具有較大的破碎比，可以減少破碎段數(shù)，簡化工藝流程，減少輔助設(shè)備數(shù)量。
    7)高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)系統(tǒng)內(nèi)是動(dòng)力學(xué)平衡的并采用柔性隔振，從而可以消除動(dòng)載荷對基礎(chǔ)的傳遞，因此無需構(gòu)筑龐大牢固的設(shè)備基礎(chǔ)，從而減少投資。
    8)高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)在振動(dòng)的作用下，能夠處理相當(dāng)長度的產(chǎn)品如鋼筋混凝土預(yù)置板構(gòu)件，并把鋼筋和混凝土分開，可用于鋼筋混凝土建筑廢料的處理回收。
    采用常規(guī)的粉碎方法，粉碎的界面是偶然的，是沒有選擇的，一方面會(huì)產(chǎn)生多數(shù)部位不破碎，另一方面又會(huì)產(chǎn)生局部的過粉碎，導(dǎo)致有用的部分由于過粉碎而無法回收。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)在破碎腔中進(jìn)行超細(xì)碎內(nèi)層破碎，與傳統(tǒng)設(shè)備相比可降低破碎單位能耗50%，而重新形成的表面積增加一倍，這時(shí)加工每噸材料所需電耗量降低50%。
3、高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)推廣及應(yīng)用前景
    根據(jù)料層選擇性破碎這一世界粉碎工程領(lǐng)域中新型實(shí)用的機(jī)械粉碎技術(shù)理論，前蘇聯(lián)在20世紀(jì)80年代研制成功慣性圓錐破碎機(jī)，在粉碎工程應(yīng)用中已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，從此利用振動(dòng)力破碎物料的研制一直在不停地進(jìn)行著。在這段時(shí)間里進(jìn)行了大量的理論研究和試驗(yàn)工作，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究，主要工作部件的可靠性計(jì)算公式，各種工況下的數(shù)學(xué)模型及力學(xué)模型，研制了破碎節(jié)能的粉磨原理和方法，建立了旋轉(zhuǎn)的不平衡振動(dòng)器的自同步理論和選擇性破碎的理論。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)就是在這些工作的基礎(chǔ)上，成為技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用的又一成功典范。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)用于破碎脆性礦石、非礦物材料以及含有難破碎物質(zhì)的材料，也用于其長度和寬度之比很大的部件處理，還用于制取細(xì)粒級含量較低的產(chǎn)物。上述用途決定了高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)是由俄羅斯圣·彼得堡米哈諾布爾技術(shù)股份公司研制成功的，目前已有近30臺(tái)前蘇聯(lián)制造的振動(dòng)顎式破碎機(jī)用于工業(yè)生產(chǎn)中。給料口80 mmx300 mm和120 mmx300 mm用于破碎堅(jiān)硬脆性物料、鐵合金、中間合金、邊角鋼料、韌性不良的金屬大切屑，破碎砂輪用于再生砂輪的研磨材料。給料口100 mmxl 400 mm的規(guī)格用于型砂的再生系統(tǒng)破碎鑄造型砂。給料口200mmxl 400 mm、給料口400 mmxl 400 mm用于破碎鋼筋混凝土構(gòu)件，以獲得碎石、骨料和鋼筋。給料口340 mmxl 200 mm的重型振動(dòng)顎式破碎機(jī)用于破碎含有不可破碎物料的爐渣及大塊鐵合金。更大規(guī)格的振動(dòng)顎式破碎機(jī)還可用于露天礦山、地下礦井、選礦廠的礦石破碎，也可組成移動(dòng)式破碎篩分機(jī)組。
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)對物料進(jìn)行沖擊作用的特點(diǎn)，使得它能有效地破碎強(qiáng)度較高的物料(強(qiáng)度極限≥500 MPa)。所得的破碎產(chǎn)品中細(xì)粒級的物料含量相對較低，因此，高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)用于鐵合金生產(chǎn)就成為了必然（鉻鐵、硅鐵、硼鐵、錳鐵等）。在國外某工廠使用進(jìn)料口80 mmx300 mm的高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)，該設(shè)備在冶金生產(chǎn)中用于鐵鈦合金和硅鈦合金的生產(chǎn)。研發(fā)出來的鐵鈦合金生產(chǎn)工藝，可以保證合金產(chǎn)品粒度在3~14mm，產(chǎn)量大且可靠性高。而在傳統(tǒng)破碎設(shè)備上，鐵合金還是無法處理的難題，目前仍使用人工敲砸方式進(jìn)行粗放型生產(chǎn)。
    目前，在建筑工地和鋼筋混凝土制品工廠中，積累了大量報(bào)廢的和沒有用上的預(yù)制板及各種制件。由于大預(yù)制板的廣泛應(yīng)用，處理和回收鋼筋混凝土廢料和老化件已成為很突出的問題，面對城市的飛速發(fā)展，大量的建筑體的拆除，在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源二次利用的時(shí)代，更迫切需要對廢料進(jìn)行處理。部分鋼筋混凝土構(gòu)件在端部可能有彎曲的鋼筋或者含有金屬填充的部分，傳統(tǒng)粉碎裝置無法完成對上述物體的破碎。高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)以其良好的破碎特性，可以有效提取鋼筋混凝土中的金屬，實(shí)現(xiàn)資源二次利用，減少工業(yè)垃圾排放量，為實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展提供一條新途徑。
4、結(jié)語
    高效振動(dòng)顎式破碎機(jī)的研制成功，為物料處理提供了新思路和新方案，并為實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”、節(jié)能降耗提供了一條行之有效的途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的使用價(jià)值。