圓錐破碎機(jī)的運(yùn)功學(xué)概念首先在1856年被提出的，第一臺旋回圓錐破碎機(jī)是在1880年艾利斯·查默斯公司制造的，由發(fā)明者蓋茨設(shè)計(jì)，它能以4t/h速度破碎合金礫石，內(nèi)4馬力電機(jī)驅(qū)動c它運(yùn)轉(zhuǎn)的原理保持至今，但結(jié)構(gòu)方式巳被修改，現(xiàn)在對圓錐破碎機(jī)的改進(jìn)幾乎已經(jīng)達(dá)到廠極限。此外，圓鑷破碎機(jī)不適用于貧性物料(鋁礦棚全武巖等)和硬礦(鉻鐵合金和電剛玉等)。

圓錐破碎機(jī)的破碎比已經(jīng)達(dá)到7，用下面三種方式可以提高設(shè)備性能：①機(jī)器的動平衡；③均勻給料；③改變破碎腔的形狀。改變腔型可以較大地提高破碎機(jī)性能，主要通過物料單層破碎，可使破碎比增加到12。在這種情況下，裂紋主要發(fā)生在應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)缺陷處，能耗和破碎體的磨損將大大降低，并且破碎機(jī)的壽命得到延長，但是如果把這些改進(jìn)應(yīng)用到實(shí)踐亡，就必須提出一種物料在破碎膠中的運(yùn)動理論*盡管破蝦作業(yè)在礦山工業(yè)中廣泛存在，但是關(guān)于破碎過程的理論知之甚少，并且破碎設(shè)備的設(shè)計(jì)完全基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。描述過程中所有重要的工藝參數(shù)、從能量輸人到破碎機(jī)輸出，包抵設(shè)備特件還是相當(dāng)復(fù)雜的。相關(guān)的參數(shù)很多，需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn))，以便提供精確單個(gè)參數(shù)影響的信息。此外，還沒有一種可靠的破碎理論來考慮特別高的正負(fù)荷和設(shè)備的持續(xù)振動。烏拉爾機(jī)械研究院和圣被得堡的米哈潛市爾研究院在哈薩克斯權(quán)、烏克蘭和烏拉爾工業(yè)區(qū)進(jìn)行這方面研究，并提出了新型破碎腔設(shè)計(jì)。使用這種細(xì)碎的新腔型，使最終破碎產(chǎn)品處理能力增加5％一10％，襯板費(fèi)用減少20％。

1．圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作特性

細(xì)碎偏心圓錐破碎機(jī)在所有破砷單元中是最常用的。它是在20世紀(jì)初發(fā)展起來，至今沒有大的改變。同其他碎磨設(shè)備相比，它占用空間小、使用簡便、能耗低和運(yùn)轉(zhuǎn)率高(效率高達(dá)90％)。因此，這種破碎機(jī)在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。偏心圓錐破碎機(jī)主機(jī)架是一個(gè)圓筒形的鑄件，它的下法蘭固定在基礎(chǔ)上；調(diào)整環(huán)用彈簧螺栓固定在主機(jī)加架上法蘭上。上部的定錐的外螺紋與調(diào)整環(huán)的內(nèi)螺紋相旋合，定錐內(nèi)表面是倒置的困錐形狀，它覆蓋有錳鋼內(nèi)襯。有內(nèi)襯的給料漏斗固定在圓罩上面，偏心套插在主機(jī)架中心套筒中，偏心套和主機(jī)架之間是外偏心軸襯，偏心軸襯又作為偏心套的軸承使用。偏心套垂立作用于止推軸承片上。破機(jī)的主要工作部件是動錐，動錐固定在主抽上，動綴承載在球形軸瓦上，主鈾插在偏心套內(nèi)，電動機(jī)通過水平抽和小齒輪帶動主軸運(yùn)動。

主軸的軸線被描述為繞頂?shù)膱A錐表面。動錐周期性地接近和離開定錐內(nèi)表面，當(dāng)它接近時(shí)，物料被破碎，當(dāng)它離升時(shí)，物料被排出，并進(jìn)入一個(gè)特殊的溜槽，動錐裝有錳鋼襯板。物料通過溜槽給到破碎機(jī)的分料盤r，物料被均勻分布在土軸蓋上，在破碎腔平行帶每個(gè)礦塊受到兩次或三次撞擊。

中碎圓錐破碎機(jī)破碎膠的平行帶長度是動錐直徑的1/12-1/10，細(xì)碎圓錐破碎機(jī)破碎腔的平行帶長度是動錐直徑的1／6。

動錐與定錐之間的最短距離決定了破種機(jī)產(chǎn)uuu的最小尺寸。定錐安裝時(shí)要注意，使圓錐最上端位置處功銀襯板和定錐襯板問的服離小十最終破嬸產(chǎn)品種度。產(chǎn)品粒度可以借助旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動調(diào)整環(huán)中的定錐來改變。具合彈簧的彈簧螺性能使定維么機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于正確的位置人如果有金屆或個(gè)能破碎的其他物料進(jìn)人破砷腔中．彈簧壓縮，允許定錐和調(diào)整套增大排料間隙。因此，金屬塊通過破碎機(jī)，而石會村破碎機(jī)造成損壞。圓錐破碎機(jī)的主要技術(shù)條件是嚙角、旋轉(zhuǎn)速度和產(chǎn)量。嚙角必須小于摩擦角的1/2，并且多數(shù)破碎機(jī)為18°。旋轉(zhuǎn)速度n(r/min)由下式?jīng)Q定。

式中，g為重力加速度；r為動錐襯板與基礎(chǔ)夾角；f為滑動摩擦系數(shù)；D為動錐直徑(m)。

破碎機(jī)的產(chǎn)量Q(t／h)由下式?jīng)Q定。

式中，s為平行帶寬度(m)；l為平行帶長度(m)；k為物料可碎性系數(shù)；&為物料密度。

開路圓錐破碎機(jī)圖4-21(b)的破碎比不超過4-6。這種破碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是在處理硬的和磨蝕性強(qiáng)的物料時(shí)技術(shù)性能變化較小，在哈薩克斯坦的杰茲L茲干礦床處埋硫化銅礦石，在從開路變?yōu)殚]路破碎時(shí)，破腫機(jī)產(chǎn)量從250t/h減小到16t/h，產(chǎn)品粒度從35mm減小至16mm。盡管必須增加工作區(qū)表向積和安裝一些附加設(shè)備，促這種閉路流程是合理的，因此，球磨機(jī)的產(chǎn)量增加了22％。

圓錐破碎機(jī)的主要缺點(diǎn)是；圓錐襯板的橢圓和非同心度；偏心機(jī)構(gòu)的徑向間隙增大；對不均勻破碎物料的敏感性，限定了動錐擺頻；因?yàn)槭褂闷�心宴作�?qū)動部件，所以偏心破碎機(jī)的破碎比小。破碎機(jī)的按幅取決于偏心套的偏心距，即使相對較軟的物料，變形量也不能大于定銀襯板和動錐襯飯之間的固定位移。所以無限減小襯板間的距離是不qj能的。因?yàn)閯渝F襯板和定錐襯板是橢圓和不同心的，它們不能超過動錐直徑的0.05%-0.1%，如果公差事合一致，對1個(gè)直徑徑2200mm的動錐，總偏差為64mm。因此，在空負(fù)荷條件下，如果要想動錐襯板和定錐襯板不發(fā)生碰撞，排礦口必須不小于64mm，因?yàn)檫@種巧合是不可能的，實(shí)際中排礦礦口可以減小到5mm。

排礦口尺寸在空載時(shí)被測定和調(diào)整。動錐軸出離心力作用偏向定錐襯板，并且使主軸移<到偏心愛的薄邊，在使用時(shí)，由于物料的阻力．主鈾移到偏心套的厚邊。

圓錐破碎機(jī)對于給料量或者給料粒度組成的不均勻性尤為敏感。物料在破碎腔內(nèi)均勻分布，對于圓錐破碎機(jī)是非常必要的。安裝在動錐頂部的紡料板不能保證結(jié)料的均勻性，因?yàn)楣��?yīng)物料與給料扳中心線不可能一‘致。此外，鉆性物料將熟在結(jié)料板的表面，在這種條件下，破好機(jī)不可能均勻地工作，并且局部過載將會發(fā)生，尤其在設(shè)備驅(qū)動時(shí)。由于大塊物料落下，襯板的磨損是不均勻的。在襯板表面產(chǎn)生許多空八，為f防止這種情況，在設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)，襯板一般翻轉(zhuǎn)1次或2次。這些方法增加了加工的成本，0!是可使球磨機(jī)產(chǎn)量顯著地增加。

低破碎比的另一個(gè)重要的原因是動錐的低擺頻。通過增加錐體和破碎物料之間相互作用的頻率，產(chǎn)品的粒度可以被減小。但是，動錐的離心力與擺頻的平方成正比，因此，功錐的不平衡量也要增加。偏心套和動銀在它們立式止推軸承空載時(shí)工作極其不可靠。沖擊吸收裝置被用于防止破碎機(jī)基座免于破壞，但是當(dāng)擺頻增加時(shí)，動錐楔死在俐心套中的危險(xiǎn)還存在�，F(xiàn)在擺頻的范圍為224-242次／min，因此，一塊物料在完全落人破砷腔中約被壓縮7次。但是在低產(chǎn)量時(shí)，物料極快通過破碎胺，并只受到2—3次擠壓。另一個(gè)原因是主鈾在偏心套中的振動和設(shè)備處于半于摩擦操作時(shí)摩擦表面油層的可能破裂。這種狀態(tài)不但引起破碎比的降低，而且也縮短了被種機(jī)的壽命。

2．圓錐破碎機(jī)的性能改善

(1)增加動錐的擺頻

傳動軸套偏心距的變化在兩個(gè)方面改變破碎機(jī)技術(shù)性能，偏心距減小導(dǎo)致產(chǎn)品粒廢酌減小和產(chǎn)量的降低。相反地，偏心距增加引起產(chǎn)量和粒度的增加。在不改變結(jié)構(gòu)和破碎腔形狀下是可以做這些變化的。通過增加功錐的擺頻，使物料顆粒受壓的次數(shù)增加，可同時(shí)改進(jìn)產(chǎn)量和破碎粒度等性能。同時(shí)．在襯板之間的粒子運(yùn)動增快了，有利于從平行帶中排出物料。雖然通過增大擺頻來增大破碎比是可行的。但是試驗(yàn)也證明，在產(chǎn)量和破碎比固定情況下。破碎過程的單位功耗隨著擺頻的增加而增大。此外，在這種激烈環(huán)境下破碎機(jī)基礎(chǔ)會嚴(yán)重?fù)p害，固定螺栓會拉斷，動錐在球面軸承(套簡襯板)內(nèi)移動，主鉑從偏心套支架上部分滑動小，主軸被支架夾緊。最糟的是，軸承摩擦裝置局部裂開，尤其發(fā)生在應(yīng)力集中的地方。為了消除這些不利結(jié)果，通過增加給料板的重量，使動錐重心接近于旋轉(zhuǎn)的中心；它減小了離心力，且產(chǎn)生了一個(gè)作用功錐頂部的反作用力。此外，主鈾底是筒形聯(lián)接，它能減小偏心套的間隙、并月可減小產(chǎn)生邊界效應(yīng)的可能性。這樣做可使它能以242次／mm擺頻安全地工作。

(2)破碎機(jī)的平衡

破碎機(jī)通過完全平衡，可消除破碎機(jī)莊高擺頻下對基礎(chǔ)的破壞。為此，必須給破碎機(jī)主軸加上一個(gè)平衡負(fù)載。這個(gè)負(fù)載應(yīng)安裝在電動錐傾斜相反的方向，又與偏心套同步旋轉(zhuǎn)。與普通偏心圓錐破碎機(jī)惟一的不同是，重新裝配了偏心套的軸承支座。

偏心套的基礎(chǔ)修改一下，即添加平衡塊，而借助球形聯(lián)接安裝在動錐的主軸上，它們之間并民通過手柄齒輪與偏心套聯(lián)接。平衡塊和偏心套有共同的止報(bào)軸承板。平衡塊與偏心套同步旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生一個(gè)離心力。離心力均等地作用于偏心套、平衡重和給料板上，但是句動銀的離心力相反。

平衡塊有以下幾個(gè)功能：①平衡破碎機(jī)的基礎(chǔ)；⑦使動錐在空載時(shí)保持球形聯(lián)接；空載時(shí)能決定排礦口的真實(shí)尺寸，這個(gè)尺寸與實(shí)際工作時(shí)排料口尺寸相等。同時(shí)，在偏心套壁上的平衡負(fù)載主要作用于厚料層帶的下部，它一船具有比上部小的負(fù)載。作用于偏心會不同高度上的均勻負(fù)載能使旋轉(zhuǎn)軸處于一個(gè)更為穩(wěn)定的位置上。

(3)破碎機(jī)的均勻給料

目前，破碎機(jī)使用帶有側(cè)面排料的旋轉(zhuǎn)給料漏斗已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，這個(gè)漏斗安裝在動錐之上，物料從側(cè)排料溜槽被均勻地分布在破碎腔中，且可以防止礦石在破碎腔中的聚集。杰茲卡茲干選廠的分析表明，使用這樣的給料分配器能使襯板均勻地磨損，并使產(chǎn)品粒度降低12％。最均勻的襯板磨損是在這樣的選廠中所獲得，在這些廠中部安裝了可靠的金屬除去器和借助可靠的調(diào)整環(huán)。另一種方法是，在不能被破碎的物料通過后，調(diào)整環(huán)在徑向沿著螺紋移動3-4mm。出于襯板磨損，這種非同心度可以在一天之內(nèi)得到自我調(diào)整，但是同時(shí)產(chǎn)品的粒度增大了。安裝有給料分配器的破碎機(jī)的排料n尺寸在排料器4個(gè)點(diǎn)處的尺寸偏差不超過2mm，但是未安裝給料分配器的破碎機(jī)的排料門尺寸偏差高2-5倍。這種給料方法增加了破碎機(jī)的產(chǎn)量25％-30％，減小以質(zhì)量計(jì)的物料粒度15％-20％，并且產(chǎn)品的粒度從35mm減至25mm，可使磨礦能力增加11％。使用均勻的圓錐給料，尤其是用自動給料質(zhì)量監(jiān)視，可在不改變設(shè)計(jì)的前提下使破碎指標(biāo)大大提高。