破碎领域新的革命——惯性圆锥破碎机

　　 破碎是粉体加工过程中不可缺少的工序，经过五十多年的实践和总结，粉碎领域正大力提倡“多碎少磨”的新工艺流程， 即降低破碎产品最终粒度，增加细粒级在破碎产品中的含量，从而提高磨机的处理能力，达到降低电耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的。具有大破碎比而又节能的破碎设备一直是破碎领域追求的目标之一。
　　俄罗斯圣·彼得堡“米哈诺布尔”科技股份公司经过四十多年努力研究，通过不断的改进和完善，在大量的理论和试验工作的基础上，终于开发研制成功在破碎领域具有革命性突破的新型节能超细碎设备——惯性圆锥破碎机，以其先进的破碎理论、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当前世界圆锥破碎机的最高水平，具有破碎比大、节能、技术指标稳定、操作安装方便等优点，能够很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。

1. 惯性圆锥破碎机的结构特点和工作原理
1.1 惯性圆锥破碎机的结构特点
　　惯性圆锥破碎机机体通过隔振元件座落在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面支承的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。
1.2 惯性圆锥破碎机运动分析
　　在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间不是刚性联接，动锥的振幅不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机，所以，惯性圆锥破碎机可以带负荷启动和停车。同样道理，在惯性圆锥破碎机中，挤满给料只是增大了物料层的抗压阻力，动锥的振幅减小，不会造成破碎机“闷车”，不需安装给料机。在惯性力的作用下，动锥将尽可能靠近定锥，从而将物料破碎得更细，其产品最大粒度只有排料间隙的1/3～1/4左右。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。
　　因为惯性圆锥破碎机是带负荷启动，相对于偏心圆锥破碎机的空载启动，惯性圆锥破碎机的启动力矩较大，所以启动时瞬间电流较大。为了保证破碎机安全平稳的启动，选用了较大功率的电机，实际上，破碎机正常工作时所耗功率只有电机额定功率的60%左右。
　　惯性圆锥破碎机动锥的旋摆频率根据不同机型从750～2200转/分钟，远大于偏心圆锥破碎机动锥的摆动频率，因此，在破碎过程中，物料在惯性圆锥破碎机破碎腔中被破碎达几十次，远大于物料在偏心圆锥破碎机破碎腔中被破碎的次数。而且，与偏心圆锥破碎机相比，惯性圆锥破碎机的动锥振幅可变，动锥沿物料层每滚动一周都伴随有100多次的振动，由附加的这种强烈脉冲振动加强了破碎作用。因此，惯性圆锥破碎机的破碎比远大于偏心圆锥破碎机的破碎比，而且可在很大范围内调节。
1.3 惯性圆锥破碎机破碎力分析
　　偏心圆锥破碎机的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎腔内物料的充填率来决定，破碎力大小是不定的，而且物料主要承受来自工作表面方向的压碎和弯曲作用力，物料之间的相互作用力很弱，因此破碎过程没有选择性，一方面大多数多相物料的相没有解离，而另一方面产生局部过粉碎，导致有用成分的损失。此外，偏心圆锥破碎机的应用范围局限于抗压强度为200Mpa以内的物料，更坚硬的物料则很难破碎，或破碎它们需要很高的能耗且需要几段破碎才能实现。
　　惯性圆锥破碎机与偏心圆锥破碎机在破碎力的产生上有本质的不同，惯性圆锥破碎机中破碎力的大小主要是由激振器旋转时产生的惯性力来决定。
　　由于惯性圆锥破碎机是挤满给料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以使物料层适当地压实，使物料承受全方位的挤压，物料颗粒之间相互作用，从而实现“料层粉碎”。同时在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒之间不断改变方位，由于物料颗粒越小，晶格缺陷越少，强度越大，因此强度大的小颗粒可破碎相邻的强度小的大颗粒；在等强度颗粒中，那些晶格缺陷与剪切力方向重合的颗粒被破碎。这样物料主要沿晶格间的区域破碎而不破碎晶体本身，破碎后的物料具有最低过粉碎，从而实现了物料的“选择性破碎”，可轻松破碎抗压强度高达360Mpa的物料。
　　惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，具有较高的功率——容积比，能合理的利用所供给的能量，这也要求该机的主要零部件具有较高的强度。惯性圆锥破碎机的外壳承受动锥的冲击和挤压，并通过隔振元件来减振，而不是像偏心圆锥破碎机那样通过地脚螺栓传给地基，如果外壳很轻，冲击和挤压的作用很小，物料的破碎就不可能实现，因此惯性圆锥破碎机比同类型偏心圆锥破碎机要重，如一般φ600偏心圆锥破碎机为5t左右，而GYP-600惯性圆锥破碎机为9 t，几乎重了一倍，以保证其工作可靠性。
1.4 惯性圆锥破碎机的优点
　　由于其独特的工作原理及结构特点，惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，在使用及工艺等方面具有许多优点:
①具有良好的“料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎 腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触，防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，延长了衬板的使用寿命。单位破碎比功耗仅为普通设备的一半左右。
②破碎比大，产品粒度可调。该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关，主要取决于偏心静力矩及转速。调节偏心静力矩、激振器转速和排料间隙，可很方便地调节所需的破碎比(4～30)，根据需要可有效地防止过粉碎，提高某粒级段的产率或相反增加细粉的产量。
③技术指标稳定，产品粒度几乎与衬板磨损无关。
④操作安装方便。由于整机采用二次隔振，基础振动小，工作噪音小，安装时不需庞大基础和地脚螺栓。
⑤良好的过铁性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器将绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。
⑥简化碎磨流程，减少辅助设备台数。该机充满给料，无需专门的给料机，可满负荷启动和停车，操作、监测和控制十分方便；由于产品粒度细，无需振动筛构成闭路，大大节省设备和基建投资。
⑦应用范围广。调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度下的脆性物料。