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)。上個世紀(jì)末，筆都曾對破碎機(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)型號少、自動控制水平低下、設(shè)計開發(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)中的連桿作為動顎的傳統(tǒng)設(shè)計。將四連桿機(jī)構(gòu)中的連桿做為破碎機(jī)的邊板，而動顎僅是連桿上一點的延伸，通過邊板將動力傳遞給外側(cè)的動顎。動顎與連桿分離，只要改變機(jī)構(gòu)參數(shù)，就可以很靈活地調(diào)整動顎運動軌跡，從而獲得理想的動顎運動特性。使該機(jī)與同等型號普通破碎機(jī)相比具有處理能力大、外型低20%、喂料高度及整體重心低、襯板壽命相對延長2-3倍、破碎比大2- 3.5倍等優(yōu)點。目前已研制出低矮型、大破碎比型、破碎篩分型三個系列十幾種規(guī)格。
2.1.2振動顎式破碎機(jī)
該機(jī)為俄羅斯選礦研究設(shè)計院研制。利用不平衡振蕩器產(chǎn)生的離心慣性力和高頻振動實現(xiàn)破碎。本機(jī)具有雙動顎結(jié)構(gòu)，兩個振蕩器分別作用在兩個動顎上，轉(zhuǎn)向相反并使兩個動顎繞扭力軸同步振動。同時通過扭力軸可以調(diào)整振幅從而控制產(chǎn)品粒度。據(jù)報道本機(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)計及制造研究所母福生教授等開發(fā)設(shè)計，本機(jī)特點是兩個破碎腔是以偏心軸為中心對稱分布。動顎左右兩側(cè)各有一塊活動齒板，它們與固定齒板分別組成左右兩個破碎腔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，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，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型雙腔雙動顎式破碎機(jī)，具有獨特的單雙耳軸承座鑲嵌式動顎結(jié)構(gòu)，一根軸同時帶動兩個動顎工作，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，兩個活動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，工作時電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，再通過連桿分別帶動各自的活動顎作往復(fù)運動，兩個工作腔由于動顎與定顎連帶關(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。
過去報道過沈陽黃金學(xué)院開發(fā)的SX系列雙動顎破碎機(jī)，是以兩個同步反向相對運動的雙動顎取代了復(fù)擺顎式破碎機(jī)單動顎，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，具有柔性傳動、高擺頻、適合破碎硬物料等優(yōu)點，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整機(jī)進(jìn)行全面改進(jìn)并向市場推廣，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)實踐、市場考驗，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。
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，實例如表1。
在破碎中破碎產(chǎn)品細(xì)粒級含量多少與破碎機(jī)輸入功率成正比，當(dāng)物料性質(zhì)與給料粒度一定時，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投放的慣性圓錐破碎機(jī)之外，沒有大的進(jìn)展，對慣性圓錐破碎機(jī)在國內(nèi)各種媒體報道很多，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)計院吸收了丹麥Smimth公司機(jī)型特點開發(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，使物料獲得的動能得以充分利用，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。
攀廣軍對環(huán)錘式破碎機(jī)的動力學(xué)進(jìn)行了實驗研究。
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、造價低、運轉(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)造大的動能或沖擊力。生產(chǎn)實踐使用效果良好。
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)對新的破碎方法就見有報道，但是這些介紹就我國前破碎技術(shù)現(xiàn)狀看，距生產(chǎn)實踐還有一定距離，未見生產(chǎn)使用報道。
8.1等離子粉碎
本方法是因為礦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。此時在外加強(qiáng)電場（電脈沖）作用下，礦物邊界處會出現(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)會出現(xiàn)振蕩，由于振蕩會出現(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。對此方法，國內(nèi)外學(xué)者都作過好多試驗，但是所有作者都沒有能源利用的情況報告。筆者認(rèn)為本方法對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礦物進(jìn)行脈動沖擊粉碎。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，據(jù)報道這種方法國內(nèi)也有專家試驗，并應(yīng)用于實際當(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，是因為研究粉碎過程的三大功耗學(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、工作原理、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)對破碎效果的影響；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。
粉碎動力學(xué)則是研究被破碎物料粒度減小與時間的關(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)時代，對產(chǎn)品設(shè)計的觀念和方法都有巨大的變化，設(shè)計理念的轉(zhuǎn)變設(shè)計手段的革新，會給設(shè)計的新產(chǎn)品帶來巨大的變化。
設(shè)計理念的現(xiàn)代化：在市場經(jīng)濟(jì)的前提下，把握設(shè)備的設(shè)計理念的前瞻性十分重要，市場是企業(yè)的生命．市場是衡量企業(yè)生存的根本尺度，市場給我們效益。20世紀(jì)90年代美國提出“為競爭的優(yōu)勢而設(shè)計”的理念，現(xiàn)代的設(shè)計應(yīng)該是以人為本，面對服務(wù)對象，面向市場、面對循環(huán)經(jīng)濟(jì)、面對礦產(chǎn)資源利用的大趨勢、面對環(huán)保，搞全性能、全生命的設(shè)計。要認(rèn)識到通過全面創(chuàng)新設(shè)計、節(jié)能、高效，實現(xiàn)高科技優(yōu)勢，達(dá)到產(chǎn)品優(yōu)勢占領(lǐng)市場。
利用信息技術(shù)的二個基本條件：(1)計算機(jī)技術(shù)；(2)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。前者能使設(shè)計者能更快、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)備的供熱量相對較少，燃料消耗也少；相應(yīng)的干燥機(jī)的規(guī)格型號小，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)
