慣性圓錐破碎機的機理

1. 慣性圓錐破碎機的概述

慣性圓錐破碎機是原蘇聯列寧格勤選礦設計研究院(米哈諾布爾設計研究院)從50年代開始，經過了二十多年的不懈努力，研究成功的一種新型的超細碎設備。它以其先進的破碎原理、獨立的設計思路、合理的機械結構、優良的性能，達到了當今世界圓鏈破碎機的一流水平。在前蘇聯已經得到了廣泛地推廣使用。其專利技術也遠銷美、日和西歐各國。

慣性圓錐破碎機與傳統圓錐破碎機相比，具有許多顯著的優點：

(1)破碎比大，一般可達4-30；

(2)單位功耗低40％以上；

(3)可以帶負荷啟動和停車；

(4)工作狀態乎穗可靠，傳給地基的動負荷很小，不需要大旦堅固的地基基礎；

(5)無需過載保護裝置。由于傳動系統與破碎鋁(動維)無剛性聯接，即使有不可破碎物體進入破碎腔內，也不會造成機構的損壞；

(6)凋節可變參數能夠達到預期要求的工藝效果(破碎比、粒度組成等），并能夠進行選擇性破碎和減少過楊碎；

(7)簡化粉碎流程，減少基建設資，提高經濟效益。

可以說，慣性圓錐破碎機為粉碎工藝的“以碎代磨”或“多碎少磨”的發展，提供了一種比較滿意的設備。

2. 慣性圓錐破碎機的結構特點

慣性圓錐破碎機的結構如圖1所示。

破碎機機體安裝在隔振裝置上。其工作機構由破碎鏈(內錐)9和外錐7組成，兩個錐體工作面均鐐有保護襯板，其表面形成—個逐漸向排礦方向收縮的破碎腔。在破碎鏈抽上通過軸承裝有不平衡激振器4。電動機通過三角皮帶傳動系統和撓性聯抽節來帶動激振器旋轉。當激振器旋轉時產生離心力，迫使支承在球面文承上的破碎錐繞球心擺動。如果破碎腔內沒有被破碎的物料，破碎錐沿外錐的內表面無間隙地滾動；如果破碎腔內有物料，則通過物料層波動，在滾動的同時，隨物科層厚度變化伴隨有沖擊，從而對物料進行破碎。破碎產品從排料口排出，排料口的大小可以通過調整環來調節。

在工作狀態下，破碎物料沿破碎腔的阻力是不均勻的，會引起破碎錐振幅的改變，當破碎腔內落入不可破碎物體時，破碎錐會暫時停止運動，但不平衡體激振器會繼續轉動，所以不會發生傳動系統的破壞。

3. 慣性圓錐破碎機的運動狀態

慣性圓錐破碎機機體不是直接固定在地基上，而是安裝在彈性支撐上。它的運動狀態是復雜的。一般情況下具有十個自由度。機體具有六個自由度一3個旋轉自由度，3個平移自由度。破碎族相對機體有3個旋轉自由度。激振器相對于破碎橙有1個旋轉自由度。慣性破碎機的運動可以通過微分方程系統來描述，但解這個方程十分復雜。對于破碎機來說，最重要的是破碎體之間的相互運動，即破碎錐相對于外錐的運動。

破碎錐與電機之間無鋼性聯接，做空間旋擺運動。它相對于機體的位置可用進動角φ，自轉角ψ和竄動角β來確定。

由于破碎錐文承裝置的結構特點及破碎錐與傳動件無剛性聯接，破碎錠不僅統破碎機中心線做旋轉運動，而且還繞自己的軸線旋轉。同時，由于物料層在破碎應內分布不均勻，物料顆檢有大有小，破碎錐沿物料層液壓時的運動也不穩定，每滾一岡都伴隨有強烈的振動。因此，破碎鏈的運動是由以下三種旋轉運動組成。

進動運動——破碎錐繞破碎機中心線作旋轉運動；

自轉運動——破碎鏈繞自己的抽線作旋轉運動；

章動運動——破碎錐繞節線作旋轉運動。

當破砰腔內沒有被破碎的物料時，激振器產生的離心力將迫使破碎佬沿外修的內表面無間隙地滾動。破碎錐在運動過程中不會繞節線旋轉，β角的大小保持不變，破碎錐無章動運動，只有進動運動和自轉運動，它相對機體只有兩個自由度，只要用兩個參變量久學就可以決定其相對機體的位置。

當破碎腔內有物料時，破碎錐通過物料層波動。此時，它不僅作進動運動和自轉運動，還作章動運動。相對機體有三個自由度，要用三個參變量φ、ψ、β才能確定其相對于機體的位置。

由于破碎腔內物料分布不均勻，顆粒大小也不均勻，則導致破碎鐳沿物科層滾動的不穩定，每滾動一周都伴隨薯強烈的振動。此時β角不斷發生變化，破碎僚即產生章動運動。

破碎錐是否存在章動運動是慣性圓錐破碎機和偏心圓錐破碎機在運動學上敏顯著的區別。

在慣性圓錐破碎機中，由于破碎錐和電機之間元剛性聯接，破碎錐的振幅即破碎錐的章動角β不受傳動系統的限制，是可以變化的，它的大小取決于物料層抗壓阻力與破碎力的平衡。破碎機剛啟動時，破碎機擺動頻率小，破碎力較小，振幅β角較小，因此啟動力短也小，帶負荷啟動不會損壞機器。所以，慣性圓錐破碎機具有可以帶負荷啟動和停車的優點。

慣性圓錐破碎機破碎錐的擺動頻率遠大于偏心圓錐破碎機破碎錐的擺動頻率，因此，在破碎過程中，物料在破碎腔中的被破碎次數達幾十次，遠大于偏心圓錐破碎機。

慣性圓錐破碎機存在有章動運動。破碎鑷沿物料層每滾動一周都伴隨有100多次的振動。這種附加的強烈脈沖振動強化了破碎作用。這種附加的強烈脈沖振動強化了破碎作用。這也是它的破碎比遠大于偏心圓錐破碎機破碎比的一個重要原因。

4．慣性圓錐破碎機的破碎力

慣性圓錐破碎機的破碎力的組成與一般的破碎機相比有本質的不同。在傳統結構的破碎機中，破碎力與被破碎的物料的硬度及破碎腔內物料的充滿程度有關。破碎力的大小取決于物料的變形程度，而物鈞的變形程度又取決于一個循環中物料的位移。位移量越大，變形置也就越大，破碎力就越大．反之就越小。物料在一個循環中的位移量是不定的，因此，物料的變形程度及產生的破碎力大小也具有偶然性。由于物料主要承受來自工作表面方向的壓力和彎曲作用力，物料之間的相互作用力很弱，破碎力大小又是不定的，所以這種破碎過程沒有選擇性。一方面大多數多相物料的相沒有解離，而另一方面又產生了局部過粉碎。

慣性圓錐破碎機的破碎力與被破碎物料的硬度及破碎腔中物料充填程度無關，它是由激銀器產生的離心力和破碎錐的離心力組成的。調整激振器的偏心里塊，可以得到針對任何工作條件所需的破碎力。在正常運轉情況下(有負荷或無負荷)破碎力大小是不變的。

5．慣性圓錐破碎機的破碎原理

在慣性圓錐破碎機中，物料塊是在強力慣性振動條件下，受到預先調定的破碎力作用，可以保證科層應有的密實度，使顆粒全方位承受壓力，實現層中破碎。

破碎力的大小直接關系到料塊的破碎效果。破碎力過小，沒有達到物料顆粒間聯系的強度限，物料就不能破碎。如果破碎力值過大，超過了額粒間聯系的強度限，不僅使料塊沿晶界破裂，而且還合使晶體本身遭到破壞，這樣不僅浪費了能量，也會造成有害的過粉碎。為此，對于每種物料都要預先選定一個合適的破碎力值，使料塊只能隕界破裂，而不至于便品體本身破壞，達到選擇性破碎。

在破碎過程中，料塊表面粘結著很多粉末，這些粉末不僅會削弱料塊間的相互作用，而且粉末本身也會進一步被破碎，造成過粉碎。然而，在慣性破碎機中，由于物料層受到強烈的振動，就可以清楚掉這些粉末，從而既提高了料塊間的破碎作用，又避免了這些粉末的過粉碎。