1. 慣性圓錐破碎機(jī)的概述

慣性圓錐破碎機(jī)是原蘇聯(lián)列寧格勤選礦設(shè)計(jì)研究院(米哈諾布爾設(shè)計(jì)研究院)從50年代開始，經(jīng)過(guò)了二十多年的不懈努力，研究成功的一種新型的超細(xì)碎設(shè)備。它以其先進(jìn)的破碎原理、獨(dú)立的設(shè)計(jì)思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的性能，達(dá)到了當(dāng)今世界圓鏈破碎機(jī)的一流水平。在前蘇聯(lián)已經(jīng)得到了廣泛地推廣使用。其專利技術(shù)也遠(yuǎn)銷美、日和西歐各國(guó)。

慣性圓錐破碎機(jī)與傳統(tǒng)圓錐破碎機(jī)相比，具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)：

(1)破碎比大，一般可達(dá)4-30；

(2)單位功耗低40％以上；

(3)可以帶負(fù)荷啟動(dòng)和停車；

(4)工作狀態(tài)乎穗可靠，傳給地基的動(dòng)負(fù)荷很小，不需要大旦堅(jiān)固的地基基礎(chǔ)；

(5)無(wú)需過(guò)載保護(hù)裝置。由于傳動(dòng)系統(tǒng)與破碎鋁(動(dòng)維)無(wú)剛性聯(lián)接，即使有不可破碎物體進(jìn)入破碎腔內(nèi)，也不會(huì)造成機(jī)構(gòu)的損壞；

(6)凋節(jié)可變參數(shù)能夠達(dá)到預(yù)期要求的工藝效果(破碎比、粒度組成等），并能夠進(jìn)行選擇性破碎和減少過(guò)楊碎；

(7)簡(jiǎn)化粉碎流程，減少基建設(shè)資，提高經(jīng)濟(jì)效益。

可以說(shuō)，慣性圓錐破碎機(jī)為粉碎工藝的“以碎代磨”或“多碎少磨”的發(fā)展，提供了一種比較滿意的設(shè)備。

2. 慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

破碎機(jī)機(jī)體安裝在隔振裝置上。其工作機(jī)構(gòu)由破碎鏈(內(nèi)錐)9和外錐7組成，兩個(gè)錐體工作面均鐐有保護(hù)襯板，其表面形成—個(gè)逐漸向排礦方向收縮的破碎腔。在破碎鏈抽上通過(guò)軸承裝有不平衡激振器4。電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)和撓性聯(lián)抽節(jié)來(lái)帶動(dòng)激振器旋轉(zhuǎn)。當(dāng)激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，迫使支承在球面文承上的破碎錐繞球心擺動(dòng)。如果破碎腔內(nèi)沒有被破碎的物料，破碎錐沿外錐的內(nèi)表面無(wú)間隙地滾動(dòng)；如果破碎腔內(nèi)有物料，則通過(guò)物料層波動(dòng)，在滾動(dòng)的同時(shí)，隨物科層厚度變化伴隨有沖擊，從而對(duì)物料進(jìn)行破碎。破碎產(chǎn)品從排料口排出，排料口的大小可以通過(guò)調(diào)整環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)。

在工作狀態(tài)下，破碎物料沿破碎腔的阻力是不均勻的，會(huì)引起破碎錐振幅的改變，當(dāng)破碎腔內(nèi)落入不可破碎物體時(shí)，破碎錐會(huì)暫時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，但不平衡體激振器會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不會(huì)發(fā)生傳動(dòng)系統(tǒng)的破壞。

3. 慣性圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

慣性圓錐破碎機(jī)機(jī)體不是直接固定在地基上，而是安裝在彈性支撐上。它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是復(fù)雜的。一般情況下具有十個(gè)自由度。機(jī)體具有六個(gè)自由度一3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，3個(gè)平移自由度。破碎族相對(duì)機(jī)體有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。激振器相對(duì)于破碎橙有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。慣性破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)微分方程系統(tǒng)來(lái)描述，但解這個(gè)方程十分復(fù)雜。對(duì)于破碎機(jī)來(lái)說(shuō)，最重要的是破碎體之間的相互運(yùn)動(dòng)，即破碎錐相對(duì)于外錐的運(yùn)動(dòng)。

破碎錐與電機(jī)之間無(wú)鋼性聯(lián)接，做空間旋擺運(yùn)動(dòng)。它相對(duì)于機(jī)體的位置可用進(jìn)動(dòng)角φ，自轉(zhuǎn)角ψ和竄動(dòng)角β來(lái)確定。

由于破碎錐文承裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及破碎錐與傳動(dòng)件無(wú)剛性聯(lián)接，破碎錠不僅統(tǒng)破碎機(jī)中心線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且還繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，由于物料層在破碎應(yīng)內(nèi)分布不均勻，物料顆檢有大有小，破碎錐沿物料層液壓時(shí)的運(yùn)動(dòng)也不穩(wěn)定，每滾一岡都伴隨有強(qiáng)烈的振動(dòng)。因此，破碎鏈的運(yùn)動(dòng)是由以下三種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組成。

進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)——破碎錐繞破碎機(jī)中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——破碎鏈繞自己的抽線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

章動(dòng)運(yùn)動(dòng)——破碎錐繞節(jié)線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)破砰腔內(nèi)沒有被破碎的物料時(shí)，激振器產(chǎn)生的離心力將迫使破碎佬沿外修的內(nèi)表面無(wú)間隙地滾動(dòng)。破碎錐在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)繞節(jié)線旋轉(zhuǎn)，β角的大小保持不變，破碎錐無(wú)章動(dòng)運(yùn)動(dòng)，只有進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它相對(duì)機(jī)體只有兩個(gè)自由度，只要用兩個(gè)參變量久學(xué)就可以決定其相對(duì)機(jī)體的位置。

當(dāng)破碎腔內(nèi)有物料時(shí)，破碎錐通過(guò)物料層波動(dòng)。此時(shí)，它不僅作進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還作章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)機(jī)體有三個(gè)自由度，要用三個(gè)參變量φ、ψ、β才能確定其相對(duì)于機(jī)體的位置。

由于破碎腔內(nèi)物料分布不均勻，顆粒大小也不均勻，則導(dǎo)致破碎鐳沿物科層滾動(dòng)的不穩(wěn)定，每滾動(dòng)一周都伴隨薯強(qiáng)烈的振動(dòng)。此時(shí)β角不斷發(fā)生變化，破碎僚即產(chǎn)生章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

破碎錐是否存在章動(dòng)運(yùn)動(dòng)是慣性圓錐破碎機(jī)和偏心圓錐破碎機(jī)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上敏顯著的區(qū)別。

在慣性圓錐破碎機(jī)中，由于破碎錐和電機(jī)之間元?jiǎng)傂月?lián)接，破碎錐的振幅即破碎錐的章動(dòng)角β不受傳動(dòng)系統(tǒng)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(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，破碎機(jī)擺動(dòng)頻率小，破碎力較小，振幅β角較小，因此啟動(dòng)力短也小，帶負(fù)荷啟動(dòng)不會(huì)損壞機(jī)器。所以，慣性圓錐破碎機(jī)具有可以帶負(fù)荷啟動(dòng)和停車的優(yōu)點(diǎn)。

慣性圓錐破碎機(jī)破碎錐的擺動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)破碎錐的擺動(dòng)頻率，因此，在破碎過(guò)程中，物料在破碎腔中的被破碎次數(shù)達(dá)幾十次，遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)。

慣性圓錐破碎機(jī)存在有章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。破碎鑷沿物料層每滾動(dòng)一周都伴隨有100多次的振動(dòng)。這種附加的強(qiáng)烈脈沖振動(dòng)強(qiáng)化了破碎作用。這種附加的強(qiáng)烈脈沖振動(dòng)強(qiáng)化了破碎作用。這也是它的破碎比遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)破碎比的一個(gè)重要原因。

4．慣性圓錐破碎機(jī)的破碎力

慣性圓錐破碎機(jī)的破碎力的組成與一般的破碎機(jī)相比有本質(zhì)的不同。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的破碎機(jī)中，破碎力與被破碎的物料的硬度及破碎腔內(nèi)物料的充滿程度有關(guān)。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(gè)循環(huán)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(gè)循環(huán)中的位移量是不定的，因此，物料的變形程度及產(chǎn)生的破碎力大小也具有偶然性。由于物料主要承受來(lái)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(guò)程沒有選擇性。一方面大多數(shù)多相物料的相沒有解離，而另一方面又產(chǎn)生了局部過(guò)粉碎。

慣性圓錐破碎機(jī)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(wú)關(guān)，它是由激銀器產(chǎn)生的離心力和破碎錐的離心力組成的。調(diào)整激振器的偏心里塊，可以得到針對(duì)任何工作條件所需的破碎力。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下(有負(fù)荷或無(wú)負(fù)荷)破碎力大小是不變的。

5．慣性圓錐破碎機(jī)的破碎原理

在慣性圓錐破碎機(jī)中，物料塊是在強(qiáng)力慣性振動(dòng)條件下，受到預(yù)先調(diào)定的破碎力作用，可以保證科層應(yīng)有的密實(shí)度，使顆粒全方位承受壓力，實(shí)現(xiàn)層中破碎。

破碎力的大小直接關(guān)系到料塊的破碎效果。破碎力過(guò)小，沒有達(dá)到物料顆粒間聯(lián)系的強(qiáng)度限，物料就不能破碎。如果破碎力值過(guò)大，超過(guò)了額粒間聯(lián)系的強(qiáng)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(fèi)了能量，也會(huì)造成有害的過(guò)粉碎。為此，對(duì)于每種物料都要預(yù)先選定一個(gè)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(dá)到選擇性破碎。

在破碎過(guò)程中，料塊表面粘結(jié)著很多粉末，這些粉末不僅會(huì)削弱料塊間的相互作用，而且粉末本身也會(huì)進(jìn)一步被破碎，造成過(guò)粉碎。然而，在慣性破碎機(jī)中，由于物料層受到強(qiáng)烈的振動(dòng)，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(guò)粉碎。