物料的粉碎是許多行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的一種工藝過(guò)程。世界上約12%的電能用于粉碎物料，其中大約15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于破碎機(jī)與磨機(jī)相比金屬消耗量和電耗較小、便宜、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)簡(jiǎn)單，而且磨機(jī)的效率只有1%，破碎機(jī)的效率達(dá)10%。因此，經(jīng)過(guò)50多年的實(shí)踐和總結(jié)，粉碎領(lǐng)域正大力提倡“多碎少磨”的新工藝流程，即降低破碎產(chǎn)品最終粒度，增加細(xì)粒級(jí)在破碎產(chǎn)品中的含量，從而提高磨機(jī)的處理能力，達(dá)到降低電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。
    俄羅斯圣彼得堡米哈諾布爾科技股份有限公司經(jīng)過(guò)40多年努力研究，通過(guò)不斷的改進(jìn)和完善，在大量的理論和試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)上，終于開(kāi)發(fā)研制成功在破碎領(lǐng)域具有很大突破的新型節(jié)能細(xì)碎設(shè)備——慣性圓錐破碎機(jī)。慣性圓錐破碎機(jī)以其先進(jìn)的破碎理論、獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)今世界圓錐破碎機(jī)的最高水平，能夠很好地滿(mǎn)足“多碎少磨”新工藝的要求。
1、設(shè)備簡(jiǎn)介
    (1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
    慣性圓錐破碎機(jī)與傳統(tǒng)的破碎設(shè)備相比，具有較高的功率一容積比，能合理的利用所供給的能量，這也要求該機(jī)的主要零部件具有較高的強(qiáng)度。慣性圓錐破碎機(jī)的外殼承受動(dòng)錐的沖擊和擠壓，并通過(guò)隔振元件來(lái)減振，而不是像偏心圓錐破碎機(jī)那樣通過(guò)地腳螺栓傳給地基。如果外殼很輕，沖擊和擠壓的作用很小，物料的破碎就不可能實(shí)現(xiàn)，因此慣性圓錐破碎機(jī)比同類(lèi)型偏心圓錐破碎機(jī)要重。如一般4600 mm偏心圓錐破碎機(jī)為5t左右，而GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)為9t，幾乎重了1倍，以保證其工作可靠性。
    (2)優(yōu)點(diǎn)。①具有良好盼‘料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿(mǎn)給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強(qiáng)烈的脈動(dòng)沖擊作用，料層內(nèi)顆粒相互作用，造成顆粒間的強(qiáng)制自粉碎。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來(lái)的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，延長(zhǎng)了襯板的使用壽命。單位破碎比功耗僅為普通設(shè)備的一半左右。②破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)。調(diào)節(jié)偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速和排料間隙，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比(4～30)。③操作安裝方便。由于整機(jī)采用二次隔振，基礎(chǔ)振動(dòng)小，工作噪音小，安裝時(shí)不需龐大基礎(chǔ)和地腳螺栓。④良好的過(guò)鐵性能。由于動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無(wú)剛性聯(lián)接，如果物料中混入不可破碎的物體，動(dòng)錐暫時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，激振器將繞動(dòng)錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對(duì)不會(huì)破壞傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)。⑤簡(jiǎn)化碎磨流程，減少輔助設(shè)備臺(tái)數(shù)。該機(jī)充滿(mǎn)給料，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的給料機(jī)，可滿(mǎn)負(fù)荷啟動(dòng)和停車(chē)，操作、監(jiān)測(cè)和控制十分方便；由于產(chǎn)品粒度細(xì)，無(wú)需振動(dòng)篩構(gòu)成閉路，大大節(jié)省設(shè)備和基建投資。⑥應(yīng)用范圍廣。調(diào)節(jié)破碎機(jī)工作參數(shù)，可破碎任何硬度下的脆性物料。
2、慣性圓錐破碎機(jī)破碎力分析
    偏心圓錐破碎機(jī)的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎腔內(nèi)物料的充填率來(lái)決定。偏心圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用范圍局限于抗壓強(qiáng)度為200 MPa以?xún)?nèi)的物料，更堅(jiān)硬的物料則很難破碎，或破碎它們需要很高的能耗，且需要幾段破碎才能實(shí)現(xiàn)。
    慣性圓錐破碎機(jī)與偏心圓錐破碎機(jī)在破碎力的產(chǎn)生上有本質(zhì)的不同。慣性圓錐破碎機(jī)工作時(shí)，動(dòng)錐和激振器旋轉(zhuǎn)都產(chǎn)生慣性力。因?yàn)闄C(jī)器工作時(shí)，章動(dòng)角8很小，一般不會(huì)大于2。，動(dòng)錐的質(zhì)心距機(jī)體中心線很近。所以動(dòng)錐產(chǎn)生的慣性力遠(yuǎn)小于激振器產(chǎn)生的慣性力，慣性圓錐破碎機(jī)破碎力的大小主要是由激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力來(lái)決定。現(xiàn)在忽略動(dòng)錐所產(chǎn)生的慣性力，來(lái)分析慣性圓錐破碎機(jī)破碎力的大小。在忽略摩擦力和重力等一些次要力的情況下，動(dòng)錐的受力情況如圖2所示。
    激振器由數(shù)塊扇形重塊組成，重塊之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)以改變質(zhì)心C的位置，從而改變艿、L的大��；也可拿掉幾塊扇形重塊以改變質(zhì)量m；調(diào)鏊排料間隙可以改變8的大��；叫也可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；調(diào)整Ⅲ、L、(o.p、艿可以針對(duì)任何工作條件產(chǎn)生所需的破碎力。由于慣性圓錐破碎機(jī)是擠滿(mǎn)給料，通過(guò)向物料層施加嚴(yán)格定量的由慣性力造成的壓力，可以使物料層適當(dāng)?shù)貕簩?shí)，使物料承受全方位的擠壓，物料顆粒之間相互作用，從而實(shí)現(xiàn)“料層粉碎”。同時(shí)在由慣性力引起的強(qiáng)烈脈動(dòng)沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強(qiáng)度越大，因此強(qiáng)度大的小顆�？善扑橄噜彽膹�(qiáng)度小的大顆粒；在等強(qiáng)度顆粒中，那些晶格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最低過(guò)粉碎，從而實(shí)現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”，可輕松破碎抗壓強(qiáng)度高達(dá)360 MPa的物料。
3、慣性圓錐破碎機(jī)工作參數(shù)對(duì)性能指標(biāo)的影響
    慣性圓錐破碎機(jī)工作參數(shù)包括偏心靜力矩Sd，排料間隙2A(動(dòng)錐和定錐底部徑向間隙之和)，激振器轉(zhuǎn)速姐以及破碎腔的形狀等。通過(guò)試驗(yàn)來(lái)調(diào)節(jié)破碎機(jī)的工作參數(shù)，也可改變破碎機(jī)的性能指標(biāo)，如產(chǎn)量、功耗和產(chǎn)品粒度組成等，以滿(mǎn)足不同性質(zhì)物料的不同要求。
3.1  偏心靜力矩和排料間隙對(duì)仕能指標(biāo)的影響
GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)破碎柿竹園有色金屬礦鎢鉬礦石，在普氏硬度，- 11～13、給料粒度為0～25 mm時(shí)，不同偏心靜力矩和排料間隙時(shí)破碎機(jī)性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
    從表1可知：
    (1)隨著偏心靜力矩的增大，產(chǎn)量提高，單位功耗下降，產(chǎn)品粒度減小。
    (2)隨著排料間隙的增大，產(chǎn)量提高，單位功耗下降，產(chǎn)品粒度增大。
    (3)第10組試驗(yàn)的排料間隙為9 mm，功耗為2.28×5.09 - 11.6 kW，超過(guò)了GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)的裝機(jī)功率11 kW，這在實(shí)際工作中是不允許的。
3.2激振器轉(zhuǎn)速和腔內(nèi)壓力對(duì)性能指標(biāo)的影響
    GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)破碎鎂砂時(shí)激振器轉(zhuǎn)速和破碎腔內(nèi)壓力與性能指標(biāo)的關(guān)系見(jiàn)圖3。
    由圖3可見(jiàn)：
    (1)增大激振器轉(zhuǎn)速，產(chǎn)量降低，產(chǎn)品加權(quán)平均粒度減小。
    (2)增加破碎腔內(nèi)壓力，提高了物料層的密實(shí)度，增大了物料顆粒被破碎的可能性。因此產(chǎn)量提高，產(chǎn)品加權(quán)平均粒度減小。
4、慣性圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用情況
    慣性圓錐破碎機(jī)目前己形成動(dòng)錐底部直徑從60 mm到2 200 mml0種規(guī)格的產(chǎn)品，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2，其破碎產(chǎn)品粒度分布見(jiàn)圖4。
    俄羅斯開(kāi)發(fā)研制成功慣性圓錐破碎機(jī)以來(lái)，其專(zhuān)利已賣(mài)給德國(guó)、日本、法國(guó)、意大利等國(guó)公司，已經(jīng)
有數(shù)百臺(tái)慣性圓錐破碎機(jī)在世界各地的生產(chǎn)中應(yīng)用。北京礦冶研究總院和俄羅斯圣彼得堡米哈諾布爾科技股份有限公司合資成立的北京凱特破碎機(jī)有限公司是俄羅斯在中國(guó)唯一授權(quán)生產(chǎn)慣性圓錐破碎機(jī)的企業(yè)。作為“八五”、“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，慣性圓錐破碎機(jī)的研制、應(yīng)用榮獲1996年部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
    短短幾年，北京凱特破碎機(jī)有限公司已生產(chǎn)出數(shù)十臺(tái)不同規(guī)格的慣性圓錐破碎機(jī)并已廣泛用于金屬及非金屬礦、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業(yè)的物料破碎領(lǐng)域，均取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。表3列舉了部分應(yīng)用實(shí)例。某廠用GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)加工鎂砂，開(kāi)路產(chǎn)品全部為-3 mm，襯板耐磨度為輥式破碎機(jī)的9～14倍，而單位功耗卻下降了30%。
    某電化集團(tuán)公司生產(chǎn)電解二氧化錳，要求- 40目～+100目的窄粒級(jí)產(chǎn)品盡可能多，- 200目為過(guò)粉碎，用GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)加工的產(chǎn)品- 40目～+100目占50.8%，過(guò)粉碎率為6.5%。
    用GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)加工一級(jí)棕剛玉，通過(guò)調(diào)整破碎力大小和破碎腔形狀，在給料粒度- 25 mm時(shí)，產(chǎn)品中-1.4 mm～+140目的粒級(jí)占60%，過(guò)粉碎率（-140目的產(chǎn)率）有效地控制在9%以下，且產(chǎn)品中等積狀顆粒占76.5%，從而使成品率大大增加，顯著地降低了生產(chǎn)成本。
    用GYP - 300型慣性圓錐破碎機(jī)代替雷蒙磨和塔式磨機(jī)加工碳化硅，全部產(chǎn)品為-1.5 mm，- 60目占50.5%，而且產(chǎn)品大多呈立方體狀。
    GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)加工剛玉，當(dāng)給料粒度為- 60 mm時(shí)，破碎產(chǎn)品的加權(quán)平均粒度只有2.8 mm，破碎比達(dá)10以上。
    某礦產(chǎn)品加工廠用GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)加工高鋁釩土燒結(jié)礦時(shí)，成品率（產(chǎn)品中-5 mm的顆粒）占80%，-8 mm顆粒則達(dá)到100%；原來(lái)用6臺(tái)對(duì)輥破碎機(jī)構(gòu)成的閉路作業(yè)破碎篩分系統(tǒng)，產(chǎn)量每小時(shí)不足6t，而1臺(tái)GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)產(chǎn)量可達(dá)14 t左右，單位功耗只有原來(lái)的40%，節(jié)能效果十分明顯。
    某鋼鐵公司采用GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)破碎鋼渣，鋼渣中的小鋼塊被軋扁從破碎腔排出，即使物料中混入了前面磁選工序沒(méi)有選出的大鋼塊或其它不可破碎的物體，由于動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無(wú)剛性聯(lián)接，動(dòng)錐被卡住不動(dòng)，激振器將繞動(dòng)錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對(duì)不會(huì)破壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主機(jī)，有效地解決了鋼渣破碎過(guò)程中的“卡鋼”問(wèn)題；由于鋼渣中“鋼”和“渣”的顆粒強(qiáng)度不同，在選擇性破碎時(shí)鋼渣中的“渣”被破碎，而“鋼”由于具有壓延性，在破碎力的作用下被軋扁，隨同破碎的“渣”一同排出，徹底的解離了鋼渣中的“鋼”和“渣”；通過(guò)磁選回收鋼粒，-8mm的廢渣重新回高爐做溶劑，使鋼渣變廢為寶。
    某有色金屬礦應(yīng)用GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度-5 mm占95%，整個(gè)破磨系統(tǒng)比原系統(tǒng)能耗下降20%，產(chǎn)量提高28%。
某公司采用GYP - 600型慣性圓錐破碎機(jī)和棒磨機(jī)配套，濕法破碎石英巖，作為冶煉銅的熔劑，0.1～1.0 mm的成品砂產(chǎn)量為15 t/h，過(guò)粉碎率低于15%。
    某公司生產(chǎn)高純石英粉，要求純度達(dá)到99.99%，采用GYP - 100型慣性圓錐破碎機(jī)破碎后，產(chǎn)品中鐵含量只有60×10-6。
    俄羅斯用慣性圓錐破碎機(jī)和棒磨機(jī)做粉碎剛玉的對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表4。
    從表4可知，用慣性圓錐破碎機(jī)粉碎剛玉的單位功耗不到棒磨機(jī)的一半，而研磨體的耗量只有棒磨機(jī)的1/19。
    哈薩克斯坦某銅礦采用俄羅斯生產(chǎn)的+2200mm慣性圓錐破碎機(jī)代替普通∮2200 mm短頭偏心圓錐破碎機(jī)破碎硫化銅礦石，在給料粒度為- 120mm時(shí)，產(chǎn)品粒度-14 mm占95%，其中-6 mm占60%，產(chǎn)量為240～280 t/h。極大地降低了入磨粒度，磨機(jī)產(chǎn)量提高50%左右。
5、結(jié)  論
    綜上所述，與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比，慣性圓錐破碎機(jī)作為物料加工的細(xì)碎設(shè)備具有破碎比大，產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻，單位電耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的節(jié)能超細(xì)破碎設(shè)備。在金屬及非金屬礦、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業(yè)的物料破碎加工領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用前景，推廣使用可產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。