破 碎 机 的 最 新 发 展粉碎（包括破碎和磨碎）是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个 工业环节。在各种金属、非金属、化工矿物原料及建筑材 料的加工过程 中，粉碎作业要消耗巨大的能量，而且又是个低效作业。物料粉碎过程 中，由于作业中产生发声、发热、振动和摩擦等作用，使能源大量消耗。 因而多年来界内人士一直在研究如何达到节能、高效地完成破碎和磨碎 过程。从理论研究到创新设备（包括改造旧有的设备）直至改变生产工艺流 程。目前破碎 理论、工艺和设备的研究主要着重于：（1）研究在破碎 中节能、高效的理论，也力求找出新理论突破人们已熟知的破碎三大理 论；（2）研究新的非机械力的高能或多力场联合作用的破 碎设备，目前还 没见有工业化的设备，只是研究阶段；（3）改进现有设备，这方面经常是 根 据用户自己需要来进行，而不见市场上大规模生产或研制新设备。对于上述诸问题，由于国外矿山自80年代以来发展缓慢使得这 方面进展不大。国外新设备较少，国内由于国营大型矿山投入极少，也 没有什么发展，而中小矿山由于各地原料的需求不等，近几年得到一定的 发展。1破碎理论物料破碎是一个历史悠久的话题。早在20世纪50年代艾利斯一查尔 默斯公司就开始大规模研究破碎工作，60年代得出具有重大意义的结论。 随着研究的深入，人们熟知了高功率的破碎作业，可以用来改善能源 效率和降低生产成本。B. H. Bergstrom在研究单颗粒破碎时发现，在 空气中一次破碎的碎片撞击金属板时明显地产生二次破碎，一次破碎的 碎片具有的动能占全部破碎能量的45%。如能充分利用二次破碎能量， 则可提高破碎效率。也有人指出，较小的持续负荷比短时间的强大冲击更 有希望破碎物料。我国胡景昆和徐小荷研究颗粒的粉碎时得出结论，静 压粉碎效率为100%，单次冲 击效率在35%40%左右。为了节约能量， 提高粉碎效率，应多用静压粉碎，少用冲击粉 碎。Schonert研究表明， 如果使大批脆性物料颗粒受到50MPa以上的压力，就能够由“料层粉 碎”节约出可观的能量。目前“料层粉碎的理论”已为粉碎界的公认， 根据料层粉碎理论研制的新设备有美国诺德伯格公司的旋盘圆锥破碎机、 俄罗斯的惯性圆锥破碎机等。多碎少磨的原则指导研制以料层粉碎原理的新型破碎机是当前主要 方向。1996年第四届全国粉体工程学术会议上邓跃红、张智铁发表了物 料粉碎分形行为的研究一文，作者认为破碎理论的研究应归结为3 个大的方面：强度理论的研究、破碎效果的评价、破碎功耗的研究。长 期以来，粉碎理论的研究主要 停留在经验应用和统计推测上，人们了解 粉碎的规律尚不明确、不系统。人们期待新理论的出现会给破碎领域带 来一次变革。1982年B. Mandelrot提出分形理论应用在岩 石 理论研究方面，而 作者把它应用在破碎理论上。经过研究，作者成功地运用了分形理论推导 了强度与缺陷分布分维数之间关系，建立了粉碎颗粒粒度分布模型，找到 了分维数、分布指数与破碎概率之间的关系，用颗粒表面分维数D将3 一 一- 一s个功耗理论统一起来。为了优化颚式破碎机工作，马少健和陈炳辰利用实验室小型复摆颚 式破碎机，分别进行单颗粒给料、窄粒级给料和混合粒级给料的破碎试验 们，研究结果是：（1）影响颚式破碎机产物粒度特性的因素除物料自身 硬度以外，还与包括给料粒度大小、组成、排矿口尺寸以及破碎腔内物 料的松散状态有关；（2）在颚破机破碎物料时，无论是料层破碎还是单颗 粒破碎，给料粒度增大，产物粒度变小。因此，生产中应根据给料粒度 选择适宜规格的颚式破碎机和调节排料矿口尺寸；（3）料层破碎较单颗粒 破碎更能降低破碎产物粒度。因此生产中应尽量维持破碎机的破碎腔内适 宜的料层，以减小破碎产物粒度。2破碎机械2.1额式破碎机19世纪40年代，北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的促进 作用。19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应 用。上个世纪末，全世界已有70多种不同结构的颚式破碎机取得了专利 权。1858年埃里布雷克（El. Blake）取得专利权，制造双肘板颚式破碎 机（图1），现在 最常用的颚式破碎机是布雷克的颚式破碎机和更近代制 造的单肘板颚式破碎机（图2）。颚式破碎机最大的弱点之一是它们在一 个工作循环内只有一半时间进行工作。图1布雷克颚式破碎机图2单肘颚式破碎机80年代以来，我国颚式破碎机的研制与改进取得了一定成果。如我 国破碎专家王宏勋教授和他的学生丁培洪硕士引用了 “动态啮角”的概 念，开发GXPE系列深腔颚式破碎机，当时在国内引起一定的轰动。该机 与同种规格破碎机相比，在相同工况条件下，处理能力可提高20%25%， 齿板寿命可提高12倍。该机采用负支撑零悬挂，具有双曲面腔型。第二代GXPE250X400负支撑在第一代的基础上进行了全面改进，增 大了破碎比，降低了产品粒度，最大给料粒度为220mm，小时产量为5 16t,排料口调整范围为1040mm,给料抗压强度小于300MPa。PEY4060液压保险颚式破碎机，以液缸为过载保护装置，正支撑、正 悬挂、深破碎腔。该 机最大给料粒度为340mm，排料调整在30100mm 之间，生产能力为1040t / h。北京矿冶研究总院林运亮等人与上海多灵一沃森机械设备有限公司 合作开发了 PED低矮可拆式颚式破碎机。该机是一种适于井下作业特殊 条件下的新型颚式破碎机。机械本身高度低，动颚位置低，固定颚位于 动 颚和偏心轴之间。多灵一沃森机械设备有限公司的戎吉华高级工程师集多年实践经验， 设计了目前国内最大的1200X1500复摆颚式破碎机。表1是上海多灵一 沃森公司的PEX系列颚式破碎机性能表。表1上海多灵一沃森机械设备有限公司PEX系列颚式破碎机性能规 格150X600150X750150X9 00150X1200250X750250X90250X1 000250X1200200X100 0给 粒 口 尺 寸 /mm长度/mm150150150150250250250250200宽度/mm6007509001200750900100012001000排 料 口 /mm720104010401040157 0408015501570155010生 产 能 力 / (t /h)315835124013451305 0901652167220601250kW7.5153030372237223037374522机器质量/ t1.03.05.598.154.56.915.36.78.85.22.2新型颚式破碎机图3为一种新型颚式破碎机结构简图，其工作原理是：物料由进料斗落 入机内，经分离机构将物料分散到四周下料。电动机经三角皮带带动偏心轴, 使动颚上下运动而压碎物料，达到一定粒度后进入回转腔。物料在回转腔内 受到转子及定颚的研磨而破碎，破碎的物料从下料斗排出。该机通过松紧螺 栓和加减垫片可调整进出料粒度。采用圆周给料，给料范围比颚破机大，下 料速度 快而不堵塞。与同等规格的颚破机相比，其生产能力大、产品粒度小、 破碎比大，该机已正式生产5。1.飞轮2.偏心轴3.动颚4.定颚（机体）5.转子6.齿轮箱7.下料斗8.联轴器9.电机10.三角带11.皮带轮12 .进料斗图3新型颚式破碎机表2颚辊式破碎机技术特性项目PEG150X250XM00（移动式）颚辊破碎机PEG250X400X 口 600（移动式）颚辊破碎 机附注进料尺寸/ mm125210排料尺寸/ mm2829生产能力/ （t/h）26419质量/ kg不包括拖车 组24005100包括拖车组28706300参考值外形尺 寸/ mm不包括拖车 组1360X 1120X 16501785X2369X2670参考值包括拖车组3150X 1650X20004750X2845X2900参考值电机型号Y160L-6Y250M-8功率/kW1530柴（汽）油机功率/kW1530转速/(r / min)150022002.3颚辊破碎机将高效节能的颚式破碎机和对辗破碎机有机的结合在一起，研制出了颚 辗破碎机用，如图4所示。该设备采用单电机或柴（汽）油机驱动。当整机 放在拖车上被牵引拖动时，便成为移动式颚辗破碎机（图5）。颚辗破碎机的 工作原理是：电机或柴（汽）油机驱动下部对辗破碎机主动辗部，主动辗部经 过桥式齿轮带动被动辗部反向运转。同时，主动辗部另一端经胶带传动带动 上部颚式破碎机工作。通 过调整对辗破碎机的安全调整装置，调整两辗间的 间隙，可得到最终要求的粒度PEG1 50X250X 400及PEG250X400X 600 颚辗破碎机的规格及技术性能如表1所示。颚辗破碎机具有破碎比大（i = 1516）、高效节能、体积小、重量轻、驱动方式多样和移动灵活、可整机 也可分开单独使用等特点。特别适于深山区中小型矿山和建筑工地材料 的破 碎，也可作为“移动式选厂”的配套破碎系统。1.颚式破碎机2.破碎物料3.对辗破碎机4.减振弹簧图4颚辗破碎机破碎原理图1.深腔曲线型颚式破碎机2.对辗破碎机3.驱动装置4.拖车 5.传动装置图5 （移动式）颚辗破碎机结构图2.4大传动角颚辊破碎机一种大传动角颚辗破碎机克服了复摆颚辗破碎机的抬矿、机体高、主轴 承受力大等缺点，它具有如下优点:用较小的偏心距能得到较大的水平行程， 因而可降低能耗，动颚与给料口方向一致（图6），从而排出复摆颚辗破碎机 的抬矿作用。肘板置于动颚给料口后部，使机器高度降低，适于井下移动式 破碎机上E。图6大传动角新型颚式破碎机机构简图原上海建材工业学院利用“固定容积”原理，推导出有独特见解的修正 高斯曲线方 程，利用该方程设计出新一代的PEX-150X750-A型细碎颚式 破碎机，该设备的破碎腔 为“直线-外旋轮线-修正高斯曲线”型高深式破碎 腔，如图7所示。该机与国内同类产品相比，具有运转平稳、破碎比大、产 量高（提高20%左右）、噪音小、运行费用低等特点。该产品已获得的国家专 利，主要用于水泥、选矿、冶金、陶瓷、化工等行业各种磨机的预粉碎（细 碎）。图72.5双动额式破碎机沈阳黄金学院与 辽宁红透山机械厂联合研制的SEP-25型双动颚式破 碎机，其破碎比可达12,与同规格旧型颚式破碎机对比，生产能力提高60% 100%，电耗降低30%50%。北京矿冶研究总 院也生产双动颚式破碎机。2.6双腔额式破碎机另一种双腔颚式破碎机具有两个破碎腔，可在双工作行程状态下运行， 不存在空行程的能量消耗，因而大大提高了处理矿量，单位功率大幅度降低， 金属消耗也明显下降1。1-固定颚板a； 2-活动颚板a； 3-动颚；4-偏心轴；5-摇杆；6-活动颚板b；7-固定颚板b；I -破碎腔a；II-破碎腔b图8双腔颚式破碎机结构示意2.7振动额式破碎机振动颚式破碎机是俄罗斯MexaHoSp研制的。该机利用不平衡振动器 产生的离心惯性力和高频振动实现破碎。具有双动颚结构，两个振动器分别 作用在两动颚上，转向相反并可实现