1、前言
    隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)的突飛猛進(jìn)。上個(gè)世紀(jì)末，筆都曾對(duì)破碎機(jī)械的發(fā)展給予簡單的總結(jié)，至今五年過去了，筆都認(rèn)為將這五年來破碎機(jī)械進(jìn)行再次簡單回顧，與廣大同行一同關(guān)注這一問題十分必要。
    我國大型機(jī)制造方面與國外大型顎式破碎機(jī)有明顯不足，主要體現(xiàn)在大型機(jī)型號(hào)少、自動(dòng)控制水平低下、設(shè)計(jì)開發(fā)力量不足。
    我國目前在大型顎式破碎機(jī)方面有以下單位生產(chǎn)：中信重機(jī)公司的PE900 x1200、PJ1200×1500，沈陽重型機(jī)械有限責(zé)任公司的PE900×1200、分段啟動(dòng)的PE1200×1500，鞍山礦山機(jī)械股份有限公司的PE750×1060、上海路橋建設(shè)機(jī)械設(shè)備有限公司的PE900×1200、PE1200×1500等。
2、新型顎式破碎機(jī)的研制
    顎式破碎機(jī)是目前粉碎工程中用的最普遍的破碎機(jī)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、工作可靠，使用方便，維修也方便，因而從美國人E．W．布雷克( Biake)1858年發(fā)明至今146年來在礦山、冶金、建材、筑路、水利、化工、煤炭多種行業(yè)仍在廣泛應(yīng)用。
2.1新型顎式破碎機(jī)的研制
2.1.1外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)
    該機(jī)是北京礦冶研究總院研制。該機(jī)特點(diǎn)是：改變了已沿用多年的傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)以四連桿機(jī)構(gòu)中的連桿作為動(dòng)顎的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。將四連桿機(jī)構(gòu)中的連桿做為破碎機(jī)的邊板，而動(dòng)顎僅是連桿上一點(diǎn)的延伸，通過邊板將動(dòng)力傳遞給外側(cè)的動(dòng)顎。動(dòng)顎與連桿分離，只要改變機(jī)構(gòu)參數(shù)，就可以很靈活地調(diào)整動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡，從而獲得理想的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。使該機(jī)與同等型號(hào)普通破碎機(jī)相比具有處理能力大、外型低20%、喂料高度及整體重心低、襯板壽命相對(duì)延長2-3倍、破碎比大2- 3.5倍等優(yōu)點(diǎn)。目前已研制出低矮型、大破碎比型、破碎篩分型三個(gè)系列十幾種規(guī)格。
2.1.2振動(dòng)顎式破碎機(jī)
    該機(jī)為俄羅斯選礦研究設(shè)計(jì)院研制。利用不平衡振蕩器產(chǎn)生的離心慣性力和高頻振動(dòng)實(shí)現(xiàn)破碎。本機(jī)具有雙動(dòng)顎結(jié)構(gòu)，兩個(gè)振蕩器分別作用在兩個(gè)動(dòng)顎上，轉(zhuǎn)向相反并使兩個(gè)動(dòng)顎繞扭力軸同步振動(dòng)。同時(shí)通過扭力軸可以調(diào)整振幅從而控制產(chǎn)品粒度。據(jù)報(bào)道本機(jī)可用于破碎鐵合金、金屬屑、砂輪和冶金爐渣等難碎物料，可碎抗壓強(qiáng)度達(dá)500 Mpa的硬物料。破碎比可達(dá)4-20。
2.1.3雙腔顎式破碎機(jī)
    本機(jī)是為中南大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造研究所母福生教授等開發(fā)設(shè)計(jì)，本機(jī)特點(diǎn)是兩個(gè)破碎腔是以偏心軸為中心對(duì)稱分布。動(dòng)顎左右兩側(cè)各有一塊活動(dòng)齒板，它們與固定齒板分別組成左右兩個(gè)破碎腔I和Ⅱ。該機(jī)為典型四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄在a角度范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)時(shí)，破碎腔工進(jìn)行破碎，而破碎腔Ⅱ進(jìn)行排料；當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)到360°-a范圍時(shí)，破碎腔Ⅱ進(jìn)行破碎，破碎腔I進(jìn)行排料，如此往復(fù)循環(huán)，生產(chǎn)能力提高一倍。電機(jī)能力充分利用，該機(jī)為小嚙角、深腔結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品粒度小、物料破碎充分。
    此外同類型的產(chǎn)品有北京礦冶研究總院開發(fā)的PSS型雙腔雙動(dòng)顎式破碎機(jī)，具有獨(dú)特的單雙耳軸承座鑲嵌式動(dòng)顎結(jié)構(gòu)，一根軸同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)動(dòng)顎工作，充分利用破碎機(jī)行程的蓄能作用，提高了處理能力。該機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是利用高深曲線型破碎腔，破碎比大，產(chǎn)品粒度細(xì)等。
2.1.4雙作用簡擺顎式破碎機(jī)
    該機(jī)是在簡擺式顎式破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，把原來的破碎腔分成兩部分，兩個(gè)活動(dòng)顎板上部分別掛在各自的軸上，下端分別通過各自的連桿與位于中間的偏心軸連接，工作時(shí)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過連桿分別帶動(dòng)各自的活動(dòng)顎作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)工作腔由于動(dòng)顎與定顎連帶關(guān)系則分別處于工作狀態(tài)和排料狀態(tài)。這種破碎機(jī)可提高生產(chǎn)能力，可降低功耗30% - 40%，可減輕設(shè)備重量，可減小機(jī)器振動(dòng)。
    過去報(bào)道過沈陽黃金學(xué)院開發(fā)的SX系列雙動(dòng)顎破碎機(jī)，是以兩個(gè)同步反向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的雙動(dòng)顎取代了復(fù)擺顎式破碎機(jī)單動(dòng)顎，以推力板為負(fù)傾角的主體鉸接四桿機(jī)構(gòu)替代正傾角結(jié)構(gòu)，增加了水平行程，提高破碎力。
    周思浦教授研究開發(fā)的沖擊顎式破碎機(jī)具有破碎力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有柔性傳動(dòng)、高擺頻、適合破碎硬物料等優(yōu)點(diǎn)，但是沒見進(jìn)一步推廣資料。
3、雙腔回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)
    雙腔回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)在國內(nèi)許多人把它劃歸在顎式破碎機(jī)中，實(shí)際上它應(yīng)該是自成體系。自20世紀(jì)60年代最早在德國出現(xiàn)這種機(jī)型后，并沒有引起更多的注意，我國自80年代起首由中南工大張智鐵教授改進(jìn)推出，進(jìn)行初步推廣，20世紀(jì)80年代初由王梓奇、徐正一先生改進(jìn)并由北京京海鷹礦山工程設(shè)備公司生產(chǎn)并向全國推廣。80年代末期，由王梓奇、徐正一、孫成林等人充分利用層壓理論對(duì)整機(jī)進(jìn)行全面改進(jìn)并向市場(chǎng)推廣，這就是90年代的高能旋擺式破碎機(jī)。此后再度改進(jìn)提高變成目前市場(chǎng)上的PC破碎機(jī)與XPC破碎機(jī)。
    該機(jī)經(jīng)過近20年的生產(chǎn)實(shí)踐、市場(chǎng)考驗(yàn)，現(xiàn)在已經(jīng)完全成熟，目前已是中、小型選廠首選的好機(jī)型，主要優(yōu)點(diǎn)是大破碎比、高產(chǎn)量、產(chǎn)品粒度細(xì)、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)。
4、圓錐破碎機(jī)
    圓錐破碎機(jī)盡管是我國大、中型礦山選礦廠必需的破碎機(jī)，但是就目前國內(nèi)礦山生產(chǎn)使用看．從媒體介紹得知大多是引進(jìn)國外設(shè)備，幾乎沒有用國內(nèi)產(chǎn)品，實(shí)例如表1。
    在破碎中破碎產(chǎn)品細(xì)粒級(jí)含量多少與破碎機(jī)輸入功率成正比，當(dāng)物料性質(zhì)與給料粒度一定時(shí)，輸入功率增加，破碎能力加大，隨之處理能力也增大，產(chǎn)品粒度變小。因此，輸入破碎機(jī)的能量愈大，破碎效率愈高。國外圓錐破碎機(jī)都是在這一基本原則上進(jìn)行改進(jìn)而提高處理能力的。
    國內(nèi)細(xì)碎圓錐破碎機(jī)除北京礦冶研究總院近年與俄羅斯圣彼得堡合作在中國市場(chǎng)投放的慣性圓錐破碎機(jī)之外，沒有大的進(jìn)展，對(duì)慣性圓錐破碎機(jī)在國內(nèi)各種媒體報(bào)道很多，在此不再介紹。
5、錘式破碎機(jī)
    錘式破碎機(jī)顧名思義是利用機(jī)內(nèi)的錘頭打擊物料使其破碎，國內(nèi)大型的錘式破碎機(jī)生產(chǎn)單位有：天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院吸收了丹麥Smimth公司機(jī)型特點(diǎn)開發(fā)的TLPC和TPC系列大型錘式破碎機(jī)并已在全國許多水泥廠應(yīng)用。首鋼通用機(jī)械廠引進(jìn)德國O&K公司錘式破碎機(jī)技術(shù)制造錘式破碎機(jī)并用于生產(chǎn)。
    上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司、多靈沃森機(jī)械設(shè)備有限公司等多家企業(yè)開發(fā)制造了反擊錘式破碎機(jī)。綜合了反擊與錘式兩種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，使物料獲得的動(dòng)能得以充分利用，能量利用率高，破碎效果好。
    除此之外，上海建設(shè)路橋公司的硬巖反擊式破碎機(jī)、洛陽大華機(jī)器廠的PFQ渦旋強(qiáng)力反擊式破碎機(jī)等都是國內(nèi)新機(jī)種，也代表了目前反擊式破碎機(jī)的水平。
    攀廣軍對(duì)環(huán)錘式破碎機(jī)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
6、立軸式?jīng)_擊粉碎機(jī)
    立軸式?jīng)_擊粉碎機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是：破碎效率高、破碎比大、產(chǎn)品粒度細(xì)、過粉碎現(xiàn)象少、節(jié)省能耗、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、維護(hù)方便。
    瑞典Svedala公司的BARMAC立軸式?jīng)_擊粉碎機(jī)利用石料間相互沖擊破碎，并利用石料形成自襯式工作部件。轉(zhuǎn)輥邊緣速度達(dá)到75 - 100 m/s的速度，以創(chuàng)造大的動(dòng)能或沖擊力。生產(chǎn)實(shí)踐使用效果良好。
    我國洛陽大華礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的沖擊式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)原理與Svedala公司的BARMAC型沖擊式破碎機(jī)相同。其PrL -100n型處理能力達(dá)90 -100 t/h，排料粒度-3mm占90%，PL - 1200ri型處理能力為145 - 250 t/h，排料粒度- 10 mm占60% - 90%。上海多靈沃森也有PLC型沖擊式破碎機(jī)生產(chǎn)。
    對(duì)反擊式破碎機(jī)的工作分析后，徐州萬和機(jī)械制造有限公司楊連國等人建立了空中打擊破碎理論，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了空中打擊細(xì)碎機(jī)并在生產(chǎn)實(shí)踐中開始應(yīng)用。
7、其他新機(jī)種
    除上述主要破碎機(jī)外，市場(chǎng)還見到有許多新品種。如：PCZ重錘式破碎機(jī)。PCC;R系列，PCC烘干錘式破碎機(jī)、細(xì)碎防堵錘式破碎機(jī)；垃圾破袋分揀破碎機(jī)；剪切式破碎機(jī)；制砂專用破碎機(jī)高效復(fù)合細(xì)碎機(jī)、PCX系列高效細(xì)碎機(jī)等等。
8、其他新的破碎方法
    自19試機(jī)對(duì)新的破碎方法就見有報(bào)道，但是這些介紹就我國前破碎技術(shù)現(xiàn)狀看，距生產(chǎn)實(shí)踐還有一定距離，未見生產(chǎn)使用報(bào)道。
8.1等離子粉碎
    本方法是因?yàn)榈V石中不同礦物的介電常數(shù)和電導(dǎo)率不同，在電解質(zhì)氛圍的電場(chǎng)中，具有高介電常數(shù)和導(dǎo)電率的礦物與具有低介電常數(shù)和電導(dǎo)率的礦物邊界處易于積聚電荷。此時(shí)在外加強(qiáng)電場(chǎng)（電脈沖）作用下，礦物邊界處會(huì)出現(xiàn)積化現(xiàn)象一產(chǎn)生等離子體。而在等離子體中由于離子群間電性的相互作用，在離子存在區(qū)會(huì)出現(xiàn)振蕩，由于振蕩會(huì)出現(xiàn)橫波和縱波，波的傳播和振蕩不同，并傳到礦物顆粒中去，在礦物成分不同處達(dá)到積聚和膨脹，從而達(dá)到使礦物破碎的目的。
8.2升溫粉碎
    所謂升溫粉碎是把礦物加熱到一定溫度，然后迅速冷卻到常溫進(jìn)行粉碎。由于急熱和急冷，使礦物產(chǎn)生體積應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋，礦石易于粉碎。對(duì)此方法，國內(nèi)外學(xué)者都作過好多試驗(yàn)，但是所有作者都沒有能源利用的情況報(bào)告。筆者認(rèn)為本方法對(duì)于大型礦山的采選聯(lián)合企業(yè)，從處理量出發(fā)，從設(shè)備選擇考慮，目前還不適合。
8.3柔性粉碎
    所謂柔性粉碎是利用小能量高頻率對(duì)礦物進(jìn)行脈動(dòng)沖擊粉碎。這種粉碎方式不易使礦物產(chǎn)生過粉碎，能量在礦物自然裂隙處積累，對(duì)礦物分離有良好的解離作用，具有粉碎效率高、單位鋼耗低，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，據(jù)報(bào)道這種方法國內(nèi)也有專家試驗(yàn)，并應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。
9、破碎機(jī)研究的展望
    破碎機(jī)研究是老課題，也有新觀念。
    老課題，是因?yàn)檠芯糠鬯檫^程的三大功耗學(xué)說一直是影響我國粉碎界的主要理論，至今沒有更新的理論來代替。
    至于新觀念的提出，可歸結(jié)為以下幾方面：如中南大學(xué)母福生教授等在功耗說的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了破碎過程的能量消耗，分析了物料破碎的突變行為，定性地闡述了物料破碎過程的能耗問題，并定量給出了破碎過程中功耗狀態(tài)方程式。
    研究粉碎機(jī)械學(xué)，這是從研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)破碎效果的影響；破碎物理學(xué)，是研究被破碎物料在外力作用下的破碎規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究單顆粒破碎、料層粉碎、選擇性破碎、破碎極限等情況。
    粉碎動(dòng)力學(xué)則是研究被破碎物料粒度減小與時(shí)間的關(guān)系，闡明粉碎過程輸入與輸出功的力學(xué)關(guān)系。此外分形技術(shù)應(yīng)用破碎理論的研究、突變理論的應(yīng)用，都是破碎機(jī)研究工作中新觀念的進(jìn)入、新理論建立的開始。
    面對(duì)上述情況，在進(jìn)入以信息技術(shù)為基礎(chǔ)特征的今天，以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為代表的信息技術(shù)時(shí)代，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的觀念和方法都有巨大的變化，設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)手段的革新，會(huì)給設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品帶來巨大的變化。
    設(shè)計(jì)理念的現(xiàn)代化：在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，把握設(shè)備的設(shè)計(jì)理念的前瞻性十分重要，市場(chǎng)是企業(yè)的生命．市場(chǎng)是衡量企業(yè)生存的根本尺度，市場(chǎng)給我們效益。20世紀(jì)90年代美國提出“為競爭的優(yōu)勢(shì)而設(shè)計(jì)”的理念，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)應(yīng)該是以人為本，面對(duì)服務(wù)對(duì)象，面向市場(chǎng)、面對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、面對(duì)礦產(chǎn)資源利用的大趨勢(shì)、面對(duì)環(huán)保，搞全性能、全生命的設(shè)計(jì)。要認(rèn)識(shí)到通過全面創(chuàng)新設(shè)計(jì)、節(jié)能、高效，實(shí)現(xiàn)高科技優(yōu)勢(shì)，達(dá)到產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)。
    利用信息技術(shù)的二個(gè)基本條件：(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)；(2)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。前者能使設(shè)計(jì)者能更快、更廣泛和更深入、更復(fù)雜地分析信息處理問題；后者是使設(shè)計(jì)者更迅速完成信息交匯和集中，可與關(guān)注你的同行和其他人資源共享，共同創(chuàng)造。次性投資和占地面積可能稍大，但長期使用的經(jīng)濟(jì)性好，可降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。超細(xì)重鈣漿料采用機(jī)械方法脫水，由于其粒徑小比表面積大，一般的壓濾機(jī)和離心機(jī)都無法勝任，而采用特殊過濾流道濾板高進(jìn)料壓力的箱式壓濾機(jī)對(duì)超細(xì)重鈣進(jìn)行脫水后，其餅料的固含量可達(dá)85%以上。再用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)干燥成粉，可降低最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。
2、經(jīng)濟(jì)性分析
    盡管超細(xì)重鈣漿料的固含量較高，可采用熱能方法將漿料直接進(jìn)行烘干的生產(chǎn)工藝，而且避免了投資板框壓濾機(jī)，從
    而減少設(shè)備占地面積，但從長期使用的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的生產(chǎn)成本方面考慮，應(yīng)優(yōu)先考慮機(jī)械方法脫水后再烘干的生產(chǎn)工藝。
    用處理漿料量2 200 kg/h，固含量為70%的超細(xì)重鈣干品制備工藝為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，表1列出了干燥系統(tǒng)的主要參數(shù)，不同生產(chǎn)工藝干燥系統(tǒng)的相同參數(shù)或差異不大的參數(shù)未列入表中，表1中的總耗電量只是所列參數(shù)之和。
    相同漿料處理量的不同工藝方法，盡管不同的干燥系統(tǒng)配置不盡相同，但能耗差異較大。多功能型干燥系統(tǒng)采用一級(jí)袋濾器回收產(chǎn)品，設(shè)備配置簡單，布局緊湊，占地面積小，但能耗過大；旋轉(zhuǎn)閃蒸改造型干燥系統(tǒng)采用兩級(jí)氣固分離設(shè)備回收產(chǎn)品，設(shè)備占地面積稍大，與前者相比能耗可降一半；而采用板框壓濾脫水后再用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥，并采用兩級(jí)氣固分離設(shè)備回收產(chǎn)品的工藝，設(shè)備較多，占地面積最大，但能耗可降2/3左右。由于干燥去水量較少，所需換熱設(shè)備的供熱量相對(duì)較少，燃料消耗也少；相應(yīng)的干燥機(jī)的規(guī)格型號(hào)小，因此干燥系統(tǒng)中其它設(shè)備配置的規(guī)格也小。采用此種生產(chǎn)工藝的設(shè)備總投資應(yīng)比采用漿料直接干燥工藝的設(shè)備總投資少。雖然占地面積大，但長期使用經(jīng)濟(jì)性好。
3、結(jié)論
    超細(xì)重鈣干粉制備采用何種生產(chǎn)工藝，應(yīng)綜合考慮：占地面積，廠房及設(shè)備的一次性投資，能耗，生產(chǎn)成本和長期使用經(jīng)濟(jì)性。通過上述分析，從降低最終產(chǎn)品生產(chǎn)成本出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇機(jī)械脫水后再烘干的生產(chǎn)工藝。


相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品：
1、顎式破碎機(jī)
2、圓錐破碎機(jī)
3、雷蒙磨粉機(jī)