DPC單段錘式破碎機簡介

DPC系列單段破碎機主要應(yīng)用于水泥生產(chǎn)破碎機、大型砂石骨料生產(chǎn)等工程項目。適用于破碎抗壓強度<150MPa的石灰石、泥灰?guī)r、砂巖、頁巖、石膏、煤等各種原料。它可以將采場運來的大塊礦石一次破碎到入磨需要的粒度;亦可以將采場運來的大塊礦石一次破碎成建筑用骨料，從而可以取代傳統(tǒng)的多段破碎，簡化工藝流程、節(jié)約基建投資和生產(chǎn)費用。

DPC系列單段錘式破碎機主要是由轉(zhuǎn)子、軸承部、排料篦子、承擊板、殼體和驅(qū)動部分等部件組成。DPC系列單段破碎機是一種仰擊型錘式破碎機，主要靠破碎機錘頭在上腔中對礦石進行強烈的打擊，礦石對反擊襯板的撞擊和礦石之間的碰撞而使礦石破碎。

(1)DPC系列單段破碎機用三腔曲面形破碎腔，使物料打擊次數(shù)增多，形成空中自身打擊，實現(xiàn)石打石解離破碎。

(2)DPC系列單段破碎機反擊板與錘頭間隙調(diào)節(jié)方便，出料粒度可在3-30mm范圍內(nèi)按需求調(diào)整。

(3)DPC系列單段破碎機卸料篦板設(shè)計可在機外方便地調(diào)節(jié)，總體結(jié)構(gòu)緊湊。

(4)DPC系列單段破碎機比常規(guī)三級破碎節(jié)電40%以上，能耗低，運營費用經(jīng)濟。

(1)DPC系列單段破碎機破碎比大?？蓪㈤L、寬、高塊度達1000mm、1000mm、1100mm的大塊原礦石一次破碎到入磨粒度要求。

(2)DPC系列單段破碎機設(shè)備重量輕，一次性投資省，破碎成本低。與傳統(tǒng)的兩段破碎比，車間設(shè)備重量可減少32.5%，一次性投資可節(jié)省45%,礦石破碎成本降低40%。

(3)易損件壽命長。該機裝有一個有高猛澆注的弧形反擊板，已形成一高級破碎腔，反擊板帶有可調(diào)節(jié)機構(gòu)，用來補償板體端部的磨損。錘頭具有完全對稱的形狀，當其一端磨損后可以調(diào)頭使用，壽命可延長一倍。

(4)工作安全可靠。為使機內(nèi)部件不受誤入的鐵質(zhì)材料破壞，在排料篦子后部的下殼體安裝了保險門，當鐵質(zhì)材料誤入破碎機時，在離心力的作用下能迅速推開保險門排除，隨后保險門自動閉合，不必停機。由于保險門鉸接在下殼體，并裝有平衡塊，因而可防止為破碎的礦石溢出。

(5)不易堵塞、沾附。與同類單轉(zhuǎn)子破碎機相比，該機采用了特殊結(jié)構(gòu)，在破碎水分大、含土較多的礦石時，不易被堵塞沾附。

(6)便于維修。該機殼體有上下兩部分組成，上下殼體鉸接。當更換襯板、錘頭或者其它易損件時，只需拆卸上、下殼體的結(jié)合螺栓、然后將上殼體鉸接軸旋轉(zhuǎn)而開啟。此外，在半圓形側(cè)壁上開有錘軸取孔。下殼體的左右兩端個開個維修門，供維修人員抽取排料篦子及入內(nèi)檢修。

1、用戶應(yīng)培訓機修及操作人員，全面掌握錘式破碎機的工作原理和維護保養(yǎng)知識。建立健全錘式破碎機的安全操作規(guī)程和維護保養(yǎng)制度。

2、軸承應(yīng)每班加注通用3號鋰基脂(GB7324-1994)約30克，油位應(yīng)占軸承及壓蓋總空間的1/3，每半年檢查清洗一次。

3、第一套錘頭使用10天后，應(yīng)打開檢修門檢查磨損情況，以便確定檢查周期;一側(cè)磨損至錘頭一半時，應(yīng)調(diào)面使用。

4、錘盤及錘套磨損后應(yīng)堆焊耐磨層，焊條硬度大于HRC55。

5、大修檢查內(nèi)容:耐磨件、主軸直線度、電機絕緣情況、主軸承、篦架、排鐵機構(gòu)、電機軸承、電器及線路等。

6、中修檢查內(nèi)容:主軸承、耐磨件等。

7、小修檢查內(nèi)容:螺栓、緊固件、定位、限位、三角帶、耐磨件

單段錘式破碎機用于破碎一般的脆性礦石，如石灰石、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、石膏和煤等，也適合破碎石灰石和粘土的混合料，具有全回轉(zhuǎn)大質(zhì)量錘頭、可調(diào)整破碎板、順向篦子、安全門等結(jié)構(gòu)特點。適應(yīng)了入料粒度大、破碎比大、一次入磨的工藝要求。

當前，5000t/d甚至l0000t/d水泥熟料生產(chǎn)線逐漸普及，水泥生產(chǎn)設(shè)備大型化需求也隨之增多，其中石灰石破碎能力l 000 t/h以上、適應(yīng)立磨工藝系統(tǒng)要求的單段錘式破碎機具有相當廣闊的市場需求。

單段錘式破碎機主要技術(shù)性能參數(shù)如下。進料口尺寸:1805mm×2560mm;最大給料尺寸:≤l 000mm×l 250mm×1500mm(其中≥1 m3的大塊不得超過l0%);生產(chǎn)能力:l 000t/h;出料粒度:≤100 mm(占95%以上);電動機功率:1000 kW;電動機電壓:10000 V;機器外形尺寸(不包括附屬裝置):4900mm×4100mm×4200mm。

國內(nèi)各大水泥廠所選用的1000t/h級以上破碎機中，大部分是雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機。國產(chǎn)同類型單轉(zhuǎn)子破碎機中，目前只有單段錘式破碎機的單機產(chǎn)量能夠穩(wěn)定達到這一數(shù)量級。

單段錘式破碎機與雙轉(zhuǎn)子破碎機相比，少一臺電機及傳動系統(tǒng)，少一只轉(zhuǎn)子，即主要優(yōu)勢在于破碎機本身的單機成本很低，且廣大用戶對單轉(zhuǎn)子破碎機的使用更為熟悉。

通過緊密跟蹤單段錘式破碎機的使用狀況，并及時修正了各個環(huán)節(jié)的不足，定型后的單段錘式破碎機已成為目前國內(nèi)臺時產(chǎn)量最高的單轉(zhuǎn)子錘式破碎機，具有廣闊的市場前景。

礦石存在不同的內(nèi)在缺陷，如層理，夾雜物、裂縫，特別是礦石在各個方向擴展起來小至極細、大至肉眼可見的裂縫等導致礦石在各個方向上強度不同，利用劇烈的沖擊可以使礦石沿著最薄弱的脆弱點和脆弱面斷裂而破碎。但隨著破碎過程的進行，礦石的粒度尺寸不斷減小，脆弱點和脆弱面也不斷減少，礦石的強度因而相應(yīng)地增加。礦石變得越來越堅固，單位體積需要更高的沖擊能量才能破碎。

錘式破碎機和反擊式破碎機都屬于沖擊式破碎機，利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭或板錘與礦石發(fā)生劇烈的撞擊，使礦石發(fā)生破碎的同時，還獲得一定的運動速度，進而與反擊板或襯板發(fā)生碰撞，或礦石彼此之間發(fā)生碰撞，多次碰撞后得到合格產(chǎn)品排出機外。

反擊式破碎機

反擊式破碎機的板錘與轉(zhuǎn)子之間為剛性連接，利用整個轉(zhuǎn)子的動能對礦石進行沖擊，使礦石不僅遭到破碎，而且獲得較大速度和動能，與反擊板或襯板發(fā)生的碰撞也更加劇烈。其轉(zhuǎn)子所具有的動能的大小，必須達到這樣一個值，保證既可將礦石一擊而碎或一擊而撞開，又可確保轉(zhuǎn)子的速度波動在傳動系統(tǒng)允許的補償范圍以內(nèi)，轉(zhuǎn)子損失一部分動能后仍然能夠繼續(xù)正?；剞D(zhuǎn)，即系統(tǒng)的不平衡系數(shù)在傳動系統(tǒng)的許可范圍內(nèi)?？梢赃@樣認為，反擊式破碎機的板錘在單次打擊礦石時具有較高的能量交換效率，其一次交換的能量大小與礦石的質(zhì)量大小近似成正比。正因為反擊式破碎機單次交換的能量較高，并隨沖擊負載的變化而變化，單次交換的能量強度超過礦石的抗壓強度就可形成有效的破碎，因此它的主要優(yōu)勢就是能夠處理抗壓強度較高、結(jié)構(gòu)致密的礦石。但如果瞬態(tài)沖擊負載過大，則容易使板錘至電機的一系列零部件中的薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生損壞，或傳動失效。反擊式破碎機的進料粒度也因此不能過大，這是其相對明顯的弱點。

錘式破碎機

錘式破碎機僅以鉸接在錘軸上的單個或數(shù)個錘頭對礦石進行打擊，進而使礦石破碎。礦石發(fā)生破碎的同時，所獲得的速度和動能較為有限，與反擊板或襯板之間的碰撞的劇烈程度也相對較低。如果礦石的抗壓強度較高而且塊度較大時，錘頭本身的動能不足以將礦石一擊而碎或一擊而撞開，錘頭能夠在鉸接軸上360°反方向回轉(zhuǎn)，并在碰撞結(jié)束后再逐步向工作方向加速至正常速度。這種情況下，礦石則沿著錘盤滑動、滾動，在幾十毫秒的時間間隔內(nèi)遭受下一排錘頭的打擊?？梢姡N式破碎機單次撞擊交換的能量較低，最高不超過同時發(fā)生碰撞的錘頭的動能總和。

又由于錘頭重新恢復至額定速度過程中的時間較長、加速度較小，即轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對錘頭的動能補償是一個漸漸的過程，對整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度沖擊較小。另外，礦石被一擊而碎或一擊而撞開與否，僅和同時發(fā)生撞擊的錘頭動能之和相關(guān)，而與整個轉(zhuǎn)子所具有的動能大小無關(guān)。轉(zhuǎn)子動能的大小僅需保證碰撞后的錘頭能夠及時恢復原有速度，即確保對錘頭動能補償所產(chǎn)生的速度波動在許可范圍內(nèi)。如果礦石的抗壓強度過高、性質(zhì)過于致密堅韌，單次撞擊所交換的能量達不到礦石的破裂強度，則單次破碎效率將明顯下降。若多次打擊后礦石仍未發(fā)生疲勞破壞，則破碎機的整體破碎效率將明顯下降。

可見，錘式破碎機僅適于破碎中等強度的脆性礦石，這是它的局限之處;錘式破碎機對大塊脆性礦石又具有極大的適應(yīng)性，可通過多批次中等強度的打擊使大塊礦石沿薄弱面得以逐漸碎裂，這是其明顯的優(yōu)勢。

由于沖擊式破碎機的高速特性，一般情況下設(shè)計人員無法實際觀測到破碎機內(nèi)的詳細破碎過程。設(shè)計人員更多的是根據(jù)理想模型或已有經(jīng)驗提出若干假設(shè)。并通過觀察監(jiān)測試驗或生產(chǎn)中設(shè)備外部的振動、聲響、溫度，或停機時觀察其內(nèi)部各零部件的磨損、沖擊痕跡、缺失甚至零部件的損壞，進而得以印證，再加以改進。

單段錘式破碎機的最初設(shè)計，是在現(xiàn)有錘擊式破碎機型基礎(chǔ)上進行適當放大設(shè)計，并挖掘破碎機的最大潛力，但在最終成型前走了一些彎路。在有關(guān)領(lǐng)導的大力支持下，我們經(jīng)過細致的觀察、分析、總結(jié)以及深刻的反思，找到了相關(guān)不利影響因素，提出了新的設(shè)計理念，對破碎機進行了改進，并加強了對設(shè)備操作、維護人員的培訓，最終順利通過產(chǎn)品各項設(shè)計參數(shù)的考核驗收，獲得了用戶的認可。以下進行具體分析，并對若干傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計觀點進行再探討和修正，其中不妥之處，懇請專家斧正。

落料點及起始破碎角

礦石落料點所處的轉(zhuǎn)子半徑與錘頭回轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)子水平半徑之間的夾角(α)稱為起始破碎角。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計觀點認為，起始破碎角越大所形成的破碎腔其破碎效率越高。破碎腔的型式，文獻[1]按α角的大小進行了分類:α<90°為承擊式;α=90°為平擊式;α>90°(最大l35°)為仰擊式(見圖l)。

錘式破碎機腔型型式

傳統(tǒng)觀點認為，α值越大，破碎區(qū)間越大，打擊碰撞的機會越多，破碎效率越高。通過實踐，我們認為，α角并非越大越好，過大的α角將帶來諸多不利影響，并導致極低的破碎效率。

在臺泥英德一期工程用破碎機系統(tǒng)設(shè)計中，按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計觀點要求，板喂機頭輪中心與轉(zhuǎn)子中心水平距離較大，并且利用加長板喂機頭部的鏈幕擋住礦石，使落料點偏離轉(zhuǎn)子中心較遠，以獲得較大的α角，如圖2(a)所示。但實際生產(chǎn)效果并沒有達到預期效果。生產(chǎn)過程中，破碎機入料口正下的受料區(qū)域沉悶聲響明顯偏大，正面豎直布置的襯板磨損痕跡明顯，該區(qū)域襯板螺栓剛預緊不久就極易松脫，破碎機返料嚴重，正上方較薄的頭罩頂部受返料打擊變形較大，產(chǎn)生很大的噪聲，電機電流的波動較大。我們分析，α角過大已經(jīng)直接對破碎進程產(chǎn)生了不利影響，具體分析如下。

⑴ α角過大影響了順暢料流的形成。高速回轉(zhuǎn)的錘頭的作用有二個，首先是它的撞擊破碎作用，其次是使礦石獲得一定的運動速度。錘頭充分的撞擊破碎作用是提高破碎效率的最直接因素;撞擊后礦石運動速度的大小、方向則確定了料流的形成。顯然，只有礦石獲得錘頭及時、有效的破碎作用的同時，礦石碎裂后的總體運動又方向正確、大小合適，才能確保破碎強度在各個破碎區(qū)間合理分布，進而獲得順暢的料流及較高的生產(chǎn)效率。

由于α角過大，受到打擊的礦石運動速度在豎直方向的分量較大，在水平方向的分量卻很小，很不利于破碎后的礦石及時向破碎板和排料篦子方向移動，礦石向上運動碰撞到進機料流后又落到原來的落料點附近，再次下落遭受反復多余的打擊。極端地講，如果α等于l80°，則礦石根本不能排出破碎機，生產(chǎn)效率為零;另外那些向上高速運動卻又未與進機料流發(fā)生碰撞的礦石就形成劇烈返料，對破碎機上游設(shè)備及非標產(chǎn)生很大沖擊。礦石在這一區(qū)域的總體運動形態(tài)類似于沸騰的狀態(tài)，結(jié)果產(chǎn)生過破碎，錘頭的磨損也必然嚴重，而產(chǎn)量并沒有大的提高。

⑵ α角過大對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了更大的額外豎直沖擊。根據(jù)理論力學對鉸接支座的反碰撞沖量分析可知，僅當?shù)V石與錘頭的碰撞沖量作用于錘頭對稱平面內(nèi)的撞擊中心，且垂直于鉸接點與質(zhì)心的連線時，在鉸接錘軸處不引起碰撞沖量，從而對轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時沖擊亦為零。

顯然，由于破碎機腔型的結(jié)構(gòu)及尺寸的限制，礦石的自由落體運動對錘頭的碰撞沖量并不能符合上述對轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時沖擊為零的條件，因而將在錘軸處產(chǎn)生豎直向下的碰撞沖量，該沖量直接將作用于轉(zhuǎn)子剛性部分。又根據(jù)動量矩定理:

M=I×L=JΔω，即:Δω=(I×L)/J

式中:M為沖量矩;I為轉(zhuǎn)子在錘軸處所受沖量;L為轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離;J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，△ω為轉(zhuǎn)子角速度變化量。在錘軸處碰撞沖量I的作用下，轉(zhuǎn)子所受沖量矩M的大小，與轉(zhuǎn)子中心和沖量I的水平距離三成正比。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量J為定值，故轉(zhuǎn)子角速度變化量△ω與L成正比。α角越大，轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離L值越大，這樣轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波動較大，電機電流也會有很大波動，破碎機工作狀態(tài)不穩(wěn)定。

基于這些分析，我們將鏈幕的長度由原來超過板喂機頭輪中心線以下0.5~0.8m減短至不超過該頭輪中心線，減少礦石水平方向的阻力，α角稍小，如圖2(b)所示。經(jīng)仔細觀察正面豎直布置的襯板磨損情況，以及辨聽破碎機內(nèi)的聲響大小、發(fā)生區(qū)域，我們認為使用效果有了明顯的改善。

另外，我們在陜西堯柏石灰石破碎系統(tǒng)上的一些使用經(jīng)驗也可以進一步佐證α角過大的危害。在該系統(tǒng)中，板喂機頭輪與破碎機中心的水平距離較小，將形成較小的α角。為了使礦石的落料點遠離破碎機中心、滿足傳統(tǒng)思路較大α角的要求，板喂機上方的鏈幕采用了單位質(zhì)量遠遠大于普通鏈條的輪船錨鏈，借此壓迫礦石。由于錨鏈對礦石的阻力很大，下落時基本上是沿著豎直滑落。此時的α角應(yīng)該是最大的了。但實際使用出現(xiàn)了以下不利影響:

①破碎機受料區(qū)域的破碎聲響極大;

②正面豎直布置的襯板沖刷磨損異常，30mm厚的襯板在一個月內(nèi)僅余不足10 mm，幾乎磨穿:

③錘頭磨損嚴重，且工作面與非工作面磨損程度相差無幾，而一般情況下錘頭非工作面幾乎不磨損;

④出料粒度過細。

經(jīng)過重新調(diào)整鏈幕的規(guī)格和位置后，α角得以降低，問題均順利得以解決，破碎機圓滿通過考核。生產(chǎn)運行中，由于進機礦石的粒徑組成從幾毫米到1.5m都有，小顆粒的下落過程基本為自由落體形態(tài)，而大塊礦石則受設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的影響，因此實際α角并沒有一個精準的數(shù)值，而是在一定區(qū)間內(nèi)變化，只能從統(tǒng)計角度確定理論落料點。

根據(jù)我們總結(jié)的經(jīng)驗，宜使α角在100°~ll5°范圍。如此，礦石既能在足夠長的破碎區(qū)間受到打擊，撞擊后礦石的運動速度在水平方向上的分量又有利于礦石及時向破碎板和排料篦子方向移動。當然，在生產(chǎn)中仍然有必要根據(jù)實際效果對鏈幕的位置稍加調(diào)整。

礦石探入錘頭打擊區(qū)深度控制及錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計

在轉(zhuǎn)子圓周方向上有數(shù)排錘頭，每個錘頭還有一定的寬度。相鄰兩排錘頭之間，以及錘頭頂端至錘盤外緣之間所形成的區(qū)域為錘頭打擊區(qū)，礦石只有進入該區(qū)域才能被錘頭有效撞擊破碎。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計觀點認為，應(yīng)盡可能使礦石探入錘頭打擊區(qū)，并將錘盤設(shè)計成帶豁口狀。通過分析，我們認為，礦石探入錘頭打擊區(qū)的深度要適當，過深將錯誤地導致錘盤參與破碎，錘盤的豁口設(shè)計是完全沒有必要的。

傳統(tǒng)思路認為應(yīng)使礦石沿半徑方向盡可能探入打擊區(qū)，在錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計上還要盡可能擴大打擊區(qū)的深度。根據(jù)這一思路，甚至將整圓錘盤的外圓沿特定角度切除一部分，形成每個錘頭的前方均有一個很深的豁口，以容納探入的礦石，其外形如圖3所示。這樣設(shè)計的預期是，錘頭擊打大塊礦石的部位便可更接近礦石中心，一擊而未能碎裂的大塊礦石可以被托在豁口部位繼續(xù)接受錘頭有效打擊。

但根據(jù)現(xiàn)場使用情況來看，這樣的設(shè)計并未達到所設(shè)想的效果，反而產(chǎn)生一系列副作用。

⑴錘盤承受了過大的沖擊作用，豁口的迎料面發(fā)生嚴重的磨損，其磨損程度遠遠超過其他部位，且有明顯的塑性變形或蹦口。在錘盤有豁口的情況下，當錘頭不足以一擊而碎大塊礦石而反轉(zhuǎn)縮入錘盤，或者錘頭未能及時展開成輻射狀時，迎擊面還將立刻撞向大塊礦石，充當了類似反擊破碎機板錘的作用，與礦石之間發(fā)生了剛性撞擊，這就無意中引入了反擊式破碎機的破碎原理。如前所述，這種剛性撞擊交換的能量巨大，對礦石的破碎有較高效率，但剛性打擊件所承受的沖擊同樣巨大。錘式破碎機的結(jié)構(gòu)適宜于多批次中等強度撞擊。錘盤豁口的迎料面不足以承受這樣大的撞擊，迎料面的金屬組織發(fā)生塑性變形，進而硬化剝落而很快磨損。

⑵多個錘盤沿錘盤與橫撐之間的焊接界面開裂。與反擊式破碎機整體大剛性轉(zhuǎn)子不同的是，錘式破碎機的錘盤是分片型式的，并以橫撐結(jié)構(gòu)來加強錘盤軸向剛度，但由于結(jié)構(gòu)空間的限制，橫撐與錘盤的聯(lián)接孔消弱了錘盤的局部強度。錘盤豁口的迎料面承受多次大沖擊時，錘盤與橫撐的焊接接口部位形成大的應(yīng)力集中，逐漸出現(xiàn)裂紋并擴展，最后導致錘盤沿此處嚴重開裂。

⑶個別錘軸發(fā)生斷裂。如前所述，當?shù)V石與錘頭的碰撞滿足一定理想條件時，錘頭和錘軸之間的碰撞沖量為零，錘軸、錘盤、主軸、軸承等的使用壽命受碰撞的影響最小，這是錘式破碎機的一大優(yōu)點。也就是說，應(yīng)當盡可能使破碎作用所需的碰撞發(fā)生在錘頭撞擊中心附近的區(qū)域。根據(jù)計算，錘頭的理論撞擊中心比較偏靠于錘頭外端部。如果碰撞都發(fā)生在該處，礦石伸入太少，每次打擊的破碎效率可能較低，達不到產(chǎn)量要求。因此，礦石還是需要探入打擊區(qū)適宜深度，碰撞將偏離撞擊中心。此時錘軸的強度需要滿足長期承受一定大小的碰撞沖量的要求。但如果礦石過于探入打擊區(qū)乃至伸入錘盤外圓以內(nèi)，大量的撞擊將遠遠偏離撞擊中心。甚至撞擊到與錘軸鉸接的錘頭部位。撞擊點越偏離撞擊中心，在鉸接點引起的碰撞沖量越大，錘軸越容易斷裂。同時，由于豁口迎料面的存在，錘盤在巨大的沖擊作用下，也可能在圓周方向發(fā)生一定變形，進而導致個別錘軸受力不均而斷裂。

基于以上分析，我們在以下兩個方面進行了改進，盡可能避免錘盤直接參與破碎作用。

⑴提高錘頭回轉(zhuǎn)速度。通過合理提高錘頭的回轉(zhuǎn)速度，使圓周方向上兩排錘頭之間打擊礦石的時間間隔減少到合適值，以保證礦石探入打擊區(qū)的合適深度。根據(jù)動量定理，可以認為，礦石經(jīng)受第一次錘頭打擊后，探入打擊區(qū)的部分被錘頭鑿削而與主體部分分開，并以較大的水平速度向前做拋物線運動，剩余主體部分由于質(zhì)量較大將以較小的水平速度在該排錘頭轉(zhuǎn)過而下一排錘頭未趕到之前的時間內(nèi)進行自由落體運動，合適的時間間隔將使得礦 石下落到足夠深的區(qū)域而又尚未接觸錘盤外緣時，便遭到后續(xù)錘頭的有效撞擊。

⑵改為圓錘盤。當然以上所有對礦石的下落點及下落過程的分析都是基于一種理想模型，實際上不可能每次實際碰撞都符合理想條件，破碎過程中的礦石之間還彼此干涉。經(jīng)過多次碰撞所形成的料流總體運動方向是沿著錘頭的回轉(zhuǎn)方向，但是礦石在運動的過程總有一些落到錘頭打擊區(qū)內(nèi)較深的區(qū)域，即使轉(zhuǎn)子速度已有所提高也是如此。因此，我們將錘盤直接改為整圓結(jié)構(gòu)。取消了帶有迎料面的豁口結(jié)構(gòu)。這樣礦石與錘盤發(fā)生正面碰撞的概率大大降低，碰撞的強度將大為降低，錘盤的塑性變形及應(yīng)力集中必將大為減少。礦石在錘盤上滾動或滑動產(chǎn)生的磨損可由錘盤外圓的耐磨堆焊層承受。另外圓錘盤又提高了材料的利用率。因為，在利用零部件回轉(zhuǎn)運動的動能進行工作的設(shè)備中，金屬材料盡可能分布在遠離回轉(zhuǎn)中心的區(qū)域時，材料的利用率才最高。原有的錘盤豁口結(jié)構(gòu)在這一點上存在明顯不足?？梢?，圓錘盤既消除了豁口結(jié)構(gòu)，又簡化了加工工藝，更增加了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，提高了轉(zhuǎn)子動能富裕量，進而降低系統(tǒng)速度波動。

正如前文所述，我們難以對沖擊破碎的具體進程進行實時、近距離的觀察，也就難以對某一具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行準確評價。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和運用，我們將有可能對這一破碎過程進行一定程度的模擬，進而優(yōu)化設(shè)計。

由于巖石破碎實際上是一個非常復雜的過程，相關(guān)的力學理論還不成熟，因此對于邊界條件的選取具有很大的難度。我們僅利用相關(guān)軟件定性地分析了零部件的受力狀態(tài)，以便在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中能夠準確地關(guān)注到應(yīng)力集中發(fā)生的部位，并逐步嘗試相關(guān)定量分析。我們的模擬結(jié)果顯示圓錘盤比帶豁口錘盤顯然更有效地避免了應(yīng)力集中，與橫撐相聯(lián)接處的最大應(yīng)力僅為后者的30%左右。

破碎機的使用和維護

事實上，正確使用和維護對于破碎系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)是非常重要的。鑒于篇幅所限，以下僅對進料粒度和破碎機間隙調(diào)整提出一些建議，供使用參考。

要嚴格控制進料粒度，并防止異物進機。破碎機的基本運轉(zhuǎn)條件極為惡劣，但符合設(shè)計要求的大塊礦石在破碎機內(nèi)一般經(jīng)過極短時間便可被破碎為較小塊，沖擊強度中等而短暫。對相關(guān)件所產(chǎn)生的不良影響較小，亦在設(shè)計考慮之內(nèi)。在正常破碎的情況下，破碎機內(nèi)料流順暢，適量大塊進入也能在很短時間內(nèi)破碎，破碎聲響大而不沉悶，且轉(zhuǎn)瞬即逝，相應(yīng)瞬時電流可能很大，但亦可在極短時間內(nèi)迅速回落。而一旦入料粒度過大、大塊過多時，破碎機錘頭、錘軸、錘盤將可能遭受持續(xù)、頻繁的過大沖擊，極易導致微細裂紋。雖然未必在當時就產(chǎn)生宏觀上可見到的破壞，但裂紋在以后的生產(chǎn)中很容易延續(xù)擴展，最后發(fā)生損壞。為保障設(shè)備壽命與穩(wěn)定運行及產(chǎn)能要求，應(yīng)按使用說明書要求嚴格控制過大尺寸物料及其數(shù)量，并防止異物進入設(shè)備。

單段錘式破碎機在生產(chǎn)初期，進料粒度控制不夠嚴格，板喂機甚至曾因物料過大而卡料跳停。其中一次，喂入大量過大礦石，破碎機內(nèi)發(fā)出巨大的聲響并伴隨劇烈的振動，甚至在停止喂料后，異常振動及沉悶聲響仍持續(xù)約6 min。事后檢查，從料坑內(nèi)清理出超標大塊礦石一大礦車，最大的直徑達2.75 m。這種情況下，必定對破碎機零部件造成重大傷害。

在生產(chǎn)中，還應(yīng)當避免各種異物進入破碎機內(nèi)。雖然單段錘式破碎機的安全門在大部分情況下可以排出進機異物，但仍然不能完全避免各種意外發(fā)生。如果鏟牙、鋼軌等較大尺寸異物混入，在這些異物被打斷或排出機外之前，破碎腔內(nèi)相對薄弱的零部件極有可能發(fā)生損壞。如果大樹根之類韌性很強并帶有纖維的異物夾雜在礦石中，這些異物并不能被破碎機及時破碎，但很容易纏繞或夾在破碎腔各零部件上，造成排料不暢，甚至卡堵、損毀傳動帶等故障。

轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板間距的調(diào)節(jié)

很多人對破碎機內(nèi)幾個重要的間隙值的認識存在誤區(qū)。如:認為破碎機轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距，應(yīng)當?shù)扔诔隽狭６鹊拇笮?認為該間隙值越大，越不會產(chǎn)生過粉碎，同時破碎機的通過量也越大，等等。錘式破碎機的破碎主要發(fā)生在轉(zhuǎn)子上方的上破碎腔，礦石經(jīng)受錘頭強烈打擊、破碎板反擊作用使得絕大部分的礦石得以破碎，上破碎腔起到粗碎、中碎的作用;轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的下破碎腔，僅能將小塊礦石擠碎以及對礦石進行顆粒均化，同時將合格礦石強制排出，下破碎腔僅起到細碎的作用。

有關(guān)文獻對具體的排料過程進行了細致的論述和分類:當排料篦子具有足夠的通過面積，同時進入排料區(qū)的礦石中不合格粗粒少時，礦粒主要是沿錘頭打擊力作用方向直接從篦縫空間中射出，或者射到篦條上再折射出篦縫，稱為暢通型排料;當排料面積不足，進入排料區(qū)礦石中不合格粗粒多，篦子區(qū)域內(nèi)有大量的積料，這時礦粒主要依靠推擠和重力作用從篦縫中排出，稱為擠滿型排料。

我們認為，破碎機轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距應(yīng)當確保絕大部分的破碎過程在破碎上腔完成，使單段錘式破碎機處于暢通型排料，才能達到高破碎比、高產(chǎn)量的要求。

轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板之間的間隙(圖2中的a值)決定了上下破碎腔的破碎強度的分布。若該值過大，將有過多礦石進入下破碎腔，超過了下破碎腔的破碎能力，礦石對錘頭的運轉(zhuǎn)將產(chǎn)生阻滯作用，致使錘頭不能在下一擊打周期內(nèi)恢復原狀，會進一步降低破碎效率，破碎機產(chǎn)能自然下降。

轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的間隙(圖2中的b值)決定了破碎機排料效率，它的大小僅與篦子板的出料機制相關(guān)，而與出料粒度的要求無關(guān)。若該值過大，錘頭掃不到的礦石顆粒必定相對較多、較大，礦石夾在篦子板的排料縫隙中而不能及時排出的幾率大大增加，排料過程變?yōu)閿D滿型排料，進而在這一區(qū)間內(nèi)逐步形成料墊層，極大削弱了錘頭強制排料的功能。由此惡性循環(huán)而使得破碎效率更進一步下降，最終造成破碎機產(chǎn)能下降、電機電流持續(xù)居高不下。合適的間隙值可以形成暢通型排料。將粒度合格的物料及時、順暢排出機外。

使用證明:改進型單段錘式破碎機具有優(yōu)異的性能，得到了用戶的認可，應(yīng)進一步推廣使用，有廣闊的市場前景。它的成功應(yīng)用，使廣大用戶在在單轉(zhuǎn)子錘式破碎機向雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機過渡的這一區(qū)間內(nèi)，又增加了一個可靠選項，也使我院的裝備水平得到進一步提高，必將有利于我院整體競爭能力的提升。通過對單段錘式破碎機的設(shè)計、使用、改進的實踐，我們加深了對破碎這一復雜進程的認識，設(shè)計理念得到了一次提升，這將有利于我們將來的裝備開發(fā)和技術(shù)進步。