1、引 言
在冶金、化工、建材等工業(yè)生產(chǎn)中，有許多場合都需對物料進行碎、磨作業(yè)，使物料由大變小、由粗變細，以滿足生產(chǎn)要求。碎、磨作業(yè)耗能高、耗材高、效率低，長期以來一直是破碎領域的一大難題。據(jù)統(tǒng)計，在水泥生產(chǎn)企業(yè)，每生產(chǎn)1t水泥所需的電量約35 kWh，其中用于原料破碎與球磨的電耗分別占15%和85%左右。目前應用的
球磨機，其效率只有1%-3%．而一般情況下
破碎機的效率可達10%以上，與磨機相比，破碎機不但能耗低，而且金屬消耗量小，運轉維護簡單，因此用破碎機部分取代磨機的作業(yè)內(nèi)容，即多碎少磨”已成為粉磨領域所公認的節(jié)能降耗途徑。
要達到多碎少磨的目的，需要在破碎階段利用細碎機盡可能降低物料的粒度，使其達到細碎狀態(tài)。細碎機在水泥生產(chǎn)、選礦、化工等領域早有應用，但目前此類設備在使用性能、維護、能耗等方面仍有若干不盡人意之處，故有很多廠家和科研院所對此極為關注，特別是目前環(huán)保、節(jié)能、降耗等方面的要求越來越高，因而細碎設備的研究開發(fā)日益受到重視。
本文就破碎機的生產(chǎn)、研發(fā)及應用現(xiàn)狀等進行了系統(tǒng)總結，為今后本領域的研究提供借鑒。
2、破碎機類型
現(xiàn)國內(nèi)外生產(chǎn)使用的破碎機有多種，從其結構特征及破碎機理來看主要有以下幾大類：
(1)顎式破碎機
顎式破碎機由動靜兩顎板形成破碎腔，工作時物料在動顎板的擠壓、剪切作用下破碎。優(yōu)點是結構簡單、管理維修方便、工作安全可靠。缺點是出料粒度大且不均，難以完成細碎功能，雖在破碎領域有廣泛應用，但基本是應用于物料的初級破碎。有人在原始顎式破碎機的基礎上進行技術改造，形成細顎破，但由于不可改變的結構原因，其性能無根本改變。
(2)錘式破碎機
錘式破碎機是破碎領域應用較廣泛的一類機型，尤其是水泥廠等建材廠家，多用此類設備作為最后的破碎手段。其布置形勢有立式、臥式，都是利用高速旋轉運動的錘頭等擊打物料，使物料在沖擊力的作用下破碎，出料粒度通過篦篩控制。這類設備結構簡單、適應性好、破碎比大、投資費用小。但鋼耗嚴重，粉塵大，噪音高。尤其是國產(chǎn)錘頭和襯板等易耗材料耐磨性極差，維護費用和故障率較高，并由此導致整條線生產(chǎn)能力下降。
(3)反擊式破碎機
這是在破碎領域出現(xiàn)較晚，但發(fā)展較快，應用較廣泛的一類機型。其結構特征是機內(nèi)布置有反擊板，物料在板錘等作用下高速打到反擊板上并彈回，與空中物料碰撞形成二次破碎。該類設備破碎比大、效率高、能耗低、產(chǎn)品粒度均勻，目前己在建材、煤炭、化工及工程等工業(yè)部門廣泛用于各種物料的中、細碎作業(yè)。但使用中需要嚴格控制最大進料塊度。另外，反擊板的調(diào)節(jié)要求高，板錘、反擊板等部件磨損較為嚴重，噪音高，揚塵大。
(4)輥式破碎機
輥式破碎機的基本結構為平行布置兩轉速相同、轉向相反的擠壓輥，物料通過兩滾間隙時被擠壓粉碎。由于擠壓力很大，因此成品的平均粒徑比其它破碎機均小。優(yōu)點是結構簡單、機體矮、便于安裝、調(diào)整破碎比方便。缺點是入磨粒度要求高，要達到細碎目的，需布置多對輥進行多級破碎，且能耗高。使用過程中，輥子磨損不均勻，故出料粒度不均勻，故障多，維護不便。目前在選礦、水泥、建材、化工等領域有應用。
(5)普通圓錐破碎機
這是一種主要應用于細碎作業(yè)的設備，在選礦、化工等領域應用較廣。圓錐破碎機由定錐和偏心動錐構成，內(nèi)附耐磨襯板。動錐采用不同結構使運動過程中產(chǎn)生不平衡擺動，對兩錐間的物料進行擠壓、研磨等作用，達到細碎目的。圓錐破碎機可使物料達到很高的細碎程度，但生產(chǎn)率較低，技術要求高，維護費用高。
(6)慣性圓錐破碎機
這也是一類主要應用于細碎作業(yè)的設備，在結構上與偏心圓錐破碎機相似，但工作原理有很大區(qū)別。慣性圓錐破碎機也由定錐和動錐組成，動錐由激振器帶動旋轉，激振器旋轉時產(chǎn)生慣性力，使動錐繞球面支承的球心做旋擺運動，動錐與傳動機構之間無剛性聯(lián)接。當破碎腔內(nèi)無物料時，動錐將沿定錐內(nèi)表面滾動。當破碎腔內(nèi)有物料時，動錐將沿物料層滾動，在滾動的同時隨物料層厚度的變化伴隨有強烈脈動沖擊，從而對物料進行破碎。該類備具有良好的料層選擇性破碎作用，且破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)，技術指標穩(wěn)定。但該類設備與其它類型破碎機比較，生產(chǎn)率仍然偏低，且給料粒度要求高。
(7)石打石破碎機
這類破碎機出現(xiàn)較晚，但發(fā)展較快，適用于選礦、建材、化工等生產(chǎn)領域。物料在破碎機的頂部被分為兩部分：一部分供給轉子，由轉子提供高速運動的能量：另一部分排放至破碎腔，在轉子周圍形成瀑落，在此兩部分物料重新交匯，通過物料間的相互撞擊、摩擦、研磨作用而破碎。該類破碎機由瀑落的物料作為自襯層，保護了易損零部件，且檢修方便、維護費用低，但一次性投資大。
上述各類破碎機應用于細碎的以錘破、反擊破、圓錐破、石打石破碎為主，其中以圓錐破為主要的細碎設備。
3、國內(nèi)外高效破碎機的生產(chǎn)及技術狀態(tài)
國外工業(yè)起步早，技術較先進。早在20世紀60年代，國外建材行業(yè)入磨物料平均粒徑從25-30 mm減小到3-5 mm.在礦山由20-25 mm減小到8-10 mm．它是在一破二破基礎上，再增加一級細破實現(xiàn)這一轉變的。20世紀80年伐，入磨粒度進一步降到2-3 mm．而這一轉變主要是通過細碎機性能的提高實現(xiàn)的。
為了推行“多碎少磨”這一行之有效的先進工藝，國外各種細碎機相繼問世。在圓錐破碎機的生產(chǎn)領域，美國諾德伯格(Nordberg)公司的產(chǎn)品性能己得到破碎領域的認可。在反擊式破碎機的生產(chǎn)領域，瑞典斯維達拉( Svedala)公司生產(chǎn)的臥軸和立軸反擊式破碎機享有盛譽。而德國洪堡(KHD)公司生產(chǎn)的高壓輥磨機在世界上處于領先地位，它采用高壓粒子間粉碎技術，在材料層上加至少50 MPa的壓力達到減小物料粒度的目的。大多數(shù)設備用于水泥原材料的細碎，一般情況下，粒度<5 mm的占總量的50%以上，為下道工序球磨節(jié)能降耗、提高球磨機的臺時處理能力等創(chuàng)造了條件。
20世紀80年代以后，國內(nèi)細破有了一定發(fā)展，但大都以20世紀60-70年代國外產(chǎn)品為藍本加以改進而成，1990年代后有許多廠家引進和利用國外技術使該類設備又有不少改進和創(chuàng)新，但產(chǎn)品種類、生產(chǎn)能力、性能等都與國外有一定差距。如北京凱特公司，利用美國西蒙斯(SYMONS)技術研究生產(chǎn)的慣性圓錐破碎機，技術比較先進，但國內(nèi)使用的最大為75 t/h.，洛陽大華礦山機械廠生產(chǎn)的破碎設備主要用于中小企業(yè)，現(xiàn)生產(chǎn)的PFL系列立式復合破碎機，產(chǎn)量最大的FTL-1500H型，生產(chǎn)能力90-100 t/h(粒度<3mm的占90%)，而產(chǎn)品粒度最大的PL-1200H型生產(chǎn)能力達145-250 t/h．(粒度<10 mm占60%-90%)．其工作原理為反擊破碎，但由于其拋料頭合金材料不過關，影響了產(chǎn)品的使用。進口的拋料頭合金材料使用130h以上，國內(nèi)的拋料頭合金材料使用幾個小時，最多使用十幾個小時，雖價格低，但維護工作量大，并影響整個生產(chǎn)線的能力。
4、高效破碎機研究發(fā)展趨勢
(1)自動化
自動化的設計使破碎機通過微機處理聯(lián)成一體，以實現(xiàn)破碎、控制、顯示系統(tǒng)的最優(yōu)運作。通過自動控制，操作者可以方便地調(diào)節(jié)排料口的大小、發(fā)現(xiàn)機器故障等，從而保證破碎機優(yōu)良的工作性能，降低操作及維護費用。如美國的諾德伯格(Nordberg)公司在HP系列圓錐破碎機上已有很好的探索。
(2)大型化
設備的大型化也是減少基建投資及運行費用的有效途徑，其大型化發(fā)展決定了破碎設備的大型化發(fā)展方向。如德國洪堡(KHD)公司的高壓輥磨機，處理能力超過1000 t/h．排料粒度<5mm的占50%以上。如此大型化高效的設備為下道球磨工序的節(jié)能、降耗、提高球磨機的臺時處理能力等創(chuàng)造了條件，為企業(yè)增加了效益。
(3)理論研究逐步深入
最近幾年，隨著計算機等技術的發(fā)展，破碎機在設計方法、結構、破碎理論等方面已有很大發(fā)展。目前已有許多研究單位采用CAD/CAE技術在破碎設備設計過程中對其進行運動分析、動力分析，從而對設備的結構和性能進行優(yōu)化。而在破碎理論方面，除了繼承傳統(tǒng)的面積假說、體積假說和裂縫假說之外，更多的是對破碎能耗。71、破碎機理（如層壓破碎機理、撞擊和辟裂破碎機理）等進行了較深入的研究。
5、結 語
隨著理論研究的深入，設計、制造技術的發(fā)展，破碎機從結構形式上有了較大發(fā)展，在性能上有了很大提高。鑒于目前“多碎少磨”已成為破碎、粉磨領域的指導原則，發(fā)展自動化程度高、效率高、破碎比大、環(huán)保節(jié)能型細碎機已是必然趨勢，且已是相關科研院所的開發(fā)研究重點，也必將成為相關廠礦企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)、選購設備的指導原則之一。
相關礦山機械設備：
1、
圓錐破碎機
2、
雷蒙磨粉機
3、
顎式破碎機
