一直以來(lái)人們研究追求碎石設(shè)備的節(jié)能降耗、高效環(huán)保以及生產(chǎn)礦料的高品質(zhì)，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)了一些新型的碎石設(shè)備，這些設(shè)備突破傳統(tǒng)的破碎機(jī)理，對(duì)它們的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用研究對(duì)路用碎石設(shè)備的發(fā)展和公路碎石生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義。
1、層壓破碎理論和層壓破碎機(jī)
1.1層壓破碎理論
在上世紀(jì)80年代，人們?cè)谘芯繂晤w粒破碎時(shí)發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時(shí)明顯地產(chǎn)生二次破碎，一次破碎的碎片具有的動(dòng)能占全部破碎能量的45%。如能充分利用二次破碎能量，則可提高破碎效率。也有人指出，較小的持續(xù)負(fù)荷比短時(shí)間的強(qiáng)大沖擊，更有希望破碎物料。同時(shí)在對(duì)沖擊力與擠壓力對(duì)顆粒層的破碎效果進(jìn)行研究后得出結(jié)論：靜壓粉碎效率為100%．單次沖擊效率在35%～40%。為了節(jié)約能量，提高粉碎效率，應(yīng)多用靜壓粉碎，少用沖擊粉碎。如果使大批脆性物料顆粒受到50MPa以上的壓力，就能夠由“料層粉碎”節(jié)約出可觀的能量。基于這兩個(gè)認(rèn)識(shí)形成了層壓破碎理論，與傳統(tǒng)的擠壓破碎理論不同，傳統(tǒng)的擠壓破碎認(rèn)為石料的破碎是基于單顆粒發(fā)生在顆粒與襯板之間。層壓破碎認(rèn)為石料顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間。同時(shí)也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多個(gè)顆粒層，將充足的破碎功作用于石料顆粒群，在充分發(fā)揮層壓破碎的同時(shí)充分利用了石料破碎過(guò)程中所產(chǎn)生的強(qiáng)大碎片飛動(dòng)能對(duì)相鄰石料進(jìn)行再破碎，獲得極高的破碎率。即便是比較大的排料口間隙，也能大量生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品。料層石料顆粒之間的相互擠壓，實(shí)現(xiàn)了選擇性破碎，使那些強(qiáng)度低的針、片石料在層壓破碎中首先破碎，故能產(chǎn)生優(yōu)粒形含量很高的石料產(chǎn)品（針片狀含量≤15%)。
1.2層壓圓錐破碎機(jī)
一層壓圓錐破碎機(jī)從結(jié)構(gòu)特征來(lái)說(shuō)與傳統(tǒng)的圓錐破碎機(jī)基本相同，由球面軸瓦、動(dòng)錐、主軸、偏心軸套、機(jī)架、調(diào)整環(huán)、傳動(dòng)軸、受料斗、過(guò)鐵或清腔釋放裝置等組成。由定錐和動(dòng)錐組成破碎腔，由傳動(dòng)軸、主軸、偏心軸套傳遞破碎動(dòng)力。但與傳統(tǒng)的圓錐破碎機(jī)所不同的是，無(wú)論是其機(jī)械結(jié)構(gòu)還是工作原理，均在傳統(tǒng)的圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了重大改進(jìn)，通過(guò)對(duì)破碎腔腔型、轉(zhuǎn)速及偏心距等技術(shù)參數(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了層壓破碎。層壓破碎和碎片飛濺動(dòng)能產(chǎn)生的再破碎，大大的提高了設(shè)備的破碎能力。由于石料顆粒與顆粒之間產(chǎn)生擠壓破碎和每個(gè)石料顆粒在破碎腔中的破碎流程中可得到多次破碎，使產(chǎn)品顆粒形更趨于立方體，從而使針片狀含量大大降低。由于有相當(dāng)一部分破碎發(fā)生在石料顆粒與顆粒之間．從而降低了這一部分破碎所對(duì)應(yīng)的破碎部件磨損。以下是兩種同型號(hào)破碎機(jī)的測(cè)定結(jié)果比較表見(jiàn)表1：
層壓圓錐破碎機(jī)主要是用于路用碎石系統(tǒng)的二級(jí)或三級(jí)破碎，可完成碎石和制砂工作。美國(guó)Nordberg公司的G型圓錐破碎機(jī)是最具代表性的產(chǎn)品，它可在同一種機(jī)架結(jié)構(gòu)更換不同形式的襯板獲得不同腔型，以適應(yīng)生產(chǎn)中粒徑石料到人工砂的不同破碎要求。通過(guò)配置Lokoset自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可進(jìn)行恒排料口、恒功率或恒破碎力自動(dòng)控制。以下是部分G型圓錐破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)表見(jiàn)表2：
1.3 層壓高能旋擺式破碎機(jī)
層壓高能旋擺式破碎機(jī)是我國(guó)自主研究開(kāi)發(fā)的高性能破碎機(jī)，該破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是其工作部件是一個(gè)高速回轉(zhuǎn)的破碎輥，該輥與左右對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)曲線(xiàn)形破碎板組成兩層壓破碎腔，破碎輥通過(guò)軸承裝于主軸的偏心位置上，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在主軸偏心的作用下做橫向旋擺運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)大的循環(huán)擠壓力．連續(xù)對(duì)兩個(gè)破碎腔中的石料交替進(jìn)行破碎，破碎后的石料從兩條排料口排出。
該機(jī)最根本的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在運(yùn)用高能破碎理論．解決了產(chǎn)量與產(chǎn)品粒度爭(zhēng)奪排料口尺寸的矛盾。在不降低產(chǎn)量目標(biāo)的前提下，獲得更多的細(xì)料產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)了橫擺式破碎機(jī)的雙向連續(xù)工作，充分發(fā)揮了動(dòng)力能效。優(yōu)化設(shè)計(jì)的層壓破碎腔，使石料能在破碎腔中達(dá)到通暢的供料、排料和獲得優(yōu)粒形石料。層壓高能旋擺式破碎機(jī)是目前效率最高，能耗、材耗最低的全新破碎機(jī)之一。
層壓高能旋擺式破碎機(jī)可作為路用碎石系統(tǒng)的二級(jí)或三級(jí)破碎機(jī)完成硬巖的破碎。以下是兩種型號(hào)的破碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。
2、自沖擊破碎理論和自沖擊破碎機(jī)
自沖擊破碎理論是上世紀(jì)80年代初，新西BARMAC公司的布賴(lài)恩·巴特立和吉姆·麥克唐納提出的。與傳統(tǒng)的沖擊破碎方式不同的是：傳統(tǒng)的沖擊破碎機(jī)是靠旋轉(zhuǎn)的板錘直接沖擊石料，對(duì)石料破碎和給石料破碎所需動(dòng)能，板錘在破碎石料的過(guò)程中自己也在快速消耗。而自沖擊破碎則是石料與石料之間的沖擊破碎。一部分石料通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)裝置獲得動(dòng)能，與另一部分以瀑落而下的石料沖擊破碎，在破碎腔內(nèi)一部分石料形成自襯式工作部件，使機(jī)器本身不受磨損。石料自襯保護(hù)了易損零部件，而本身又是被破碎物料。石料在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了不斷破碎——形成石襯與排料——再破碎的循環(huán)破碎、排料過(guò)程。破碎過(guò)程是一種選擇性破碎，石料產(chǎn)品針片狀含量可≤10%。
自沖擊破碎機(jī)由渦動(dòng)破碎腔、進(jìn)料分料裝置、轉(zhuǎn)子旋沖器、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、機(jī)架等組成。石料通過(guò)給料裝置進(jìn)入轉(zhuǎn)子中心，轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn)，中心石料受離心力作用而飛濺，像子彈一樣，與另一部分以傘狀瀑落方式分流而下，在和轉(zhuǎn)子周?chē)h(huán)形石料相碰擊而產(chǎn)生第一次“石打石”自破碎，并共同飛濺到反擊石襯環(huán)上而產(chǎn)生第二次”石打石”自破碎。設(shè)備內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子出流噴射口側(cè)壁在運(yùn)轉(zhuǎn)中自形成拋物緊貼自襯層，使設(shè)備部件無(wú)磨損。石料在相互打擊后，又會(huì)在轉(zhuǎn)子與殼體之間破碎腔內(nèi)再次作回轉(zhuǎn)弧的回流運(yùn)動(dòng)，而形成多次“石打石”自破碎。破碎過(guò)程中，在物料顆粒之間傳遞能量，可使激烈的沖擊摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闇睾偷难心ァｎw粒受到阻力，在消耗能量的同時(shí)被擊碎，直到能量全部消耗掉為止，最后脫離破碎腔，經(jīng)排料口排出。物料的破碎過(guò)程，是物料顆粒之間的能量交換，從而提高了能量的利用率。
自沖擊破碎機(jī)最顯著的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在破碎發(fā)出在石料與石料之間，使設(shè)備的磨損損耗大大降低，減少了維修，延長(zhǎng)了設(shè)備。同時(shí)產(chǎn)品粒度等級(jí)不因機(jī)件的磨損而改變，破碎效率也保持恒定。破碎機(jī)的內(nèi)部本身形成空氣流通系統(tǒng)如圖1．因此它對(duì)周?chē)沫h(huán)境污染很小。由于細(xì)小的物料顆粒所具有的動(dòng)能小，破碎的可能性也很小，從而可以避免過(guò)粉磨現(xiàn)象的產(chǎn)生。自沖擊破碎機(jī)選擇性破碎，可生產(chǎn)優(yōu)形粒料，是一種高能量利用率設(shè)備。
自沖擊破碎機(jī)主要是用于路用碎石系統(tǒng)的三級(jí)或四級(jí)破碎，生產(chǎn)中、細(xì)碎石和砂，也可降低轉(zhuǎn)子的速度而用于粗細(xì)石料的整形，以提高產(chǎn)品立方體顆粒含量。新西蘭BARMAC公司B系列立式?jīng)_擊破碎機(jī)是自沖擊破碎機(jī)最具代表性的產(chǎn)品，其配有可調(diào)分料器，可控制和調(diào)整溢料與轉(zhuǎn)子進(jìn)料的比值，改變產(chǎn)品的粒度組成。精心優(yōu)化設(shè)計(jì)的直線(xiàn)與曲線(xiàn)相結(jié)合的破碎腔，內(nèi)設(shè)有凸耳裝置，使得滯留物料有一安息角。其轉(zhuǎn)子中被加速的碎石在離心力作用下沿徑向運(yùn)動(dòng)，在破碎腔內(nèi)壁上可形成一層由碎石組成的石襯，減少石料對(duì)轉(zhuǎn)子的磨損。
產(chǎn)品粒徑分布見(jiàn)表4。
表5是其設(shè)備主要性能參數(shù)表：
粒徑分布與巖石種類(lèi)、含水量、線(xiàn)速度和入料粒徑有關(guān)。
綜上所述，路用碎石設(shè)備的新發(fā)展基于破碎理論的發(fā)展與突破。新型路用碎石設(shè)備降低了功耗材耗，增大了處理能力。同時(shí)注重采用多種破碎機(jī)理，提高單機(jī)處理能力，獲得良好的產(chǎn)品粒形；注重提高設(shè)備的環(huán)保性能。
對(duì)路用碎石設(shè)備加強(qiáng)技術(shù)研究，加強(qiáng)信息交流，對(duì)路用碎石設(shè)備的發(fā)展和公路碎石生產(chǎn)意義非常。作為用戶(hù)真正要買(mǎi)好的破碎機(jī)，建一條好的生產(chǎn)線(xiàn)，首先要對(duì)各種破碎機(jī)有全面的了解，不要單聽(tīng)設(shè)備廠(chǎng)家的宣傳也要聽(tīng)專(zhuān)家及設(shè)計(jì)單位的意見(jiàn)，以達(dá)到防止和減少不必要的能源、生產(chǎn)成本浪費(fèi)，盡可能做到以少的投入獲得大的收益。對(duì)于設(shè)備制造商，重視破碎理論的研究應(yīng)用，提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)檔次是積極參與競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)發(fā)中國(guó)破碎機(jī)市場(chǎng)的關(guān)鍵。
相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品：
1、顎式破碎機(jī)
2、圓錐破碎機(jī)
