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    隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，更加提倡“節(jié)約、節(jié)能、高效”的生產(chǎn)方式。國內(nèi)外科技工作者通過幾十年研究表明，在工程應(yīng)用的粉碎工藝中約有15%的電能用于破碎，85%的電能消耗于磨碎；破碎機的效率比磨機的效率高10倍左右。因此通過提高破碎階段的效率，采取“多碎少磨”工藝，可實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
    高效振動顎式破碎機以其設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)獨特，能破碎堅硬難破碎的脆性物料，破碎比高達9以上，能很好地實現(xiàn)“多碎少磨”，節(jié)能降耗，能破碎合金、碳化硅、冶金爐渣等堅硬脆性物料和處理鋼筋混凝土等特殊結(jié)構(gòu)物料，為難破碎物料的處理提供了新的途徑。
1、高效振動顎式破碎機
    振動機械是一種應(yīng)用振動理論進行工作的設(shè)備。目前，多種振動機械廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)中，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，包括機械式振動、電磁式振動以及液壓氣動式振動機械。機械式振動應(yīng)用的更加廣泛，包括慣性振動和偏心連桿振動，本文介紹的高效振動顎式破碎機就是采用慣性自同步振動理論研制的設(shè)備，由偏心塊高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性離心力，施加在被破碎物料上實現(xiàn)物料破碎。
    高效振動顎式破碎機最初是由前蘇聯(lián)學(xué)者研制成功的。振動破碎從理論上來講是一種高效的破碎方式，此種破碎方式能達到“多碎少磨”的目的，可減少能耗。它具有許多優(yōu)點：破碎比提高2～3倍，有自保護功能，可在滿負荷情況下啟動及停車，通過調(diào)節(jié)設(shè)備的工作參數(shù)，可以滿足不同的產(chǎn)品粒度需求，尤其適用于堅硬難破碎脆性物料的破碎，因而是很有發(fā)展前途的新機種。高效振動顎式破碎機采用系統(tǒng)動力自平衡結(jié)構(gòu)，因此對安裝的要求不高，為開創(chuàng)一種移動式、結(jié)構(gòu)輕便、沒有笨重機體的破碎設(shè)備提供了一種可能。
    根據(jù)破碎理論，對于堅硬難破碎物料，利用頻繁撞擊對物料施加巨大的沖擊能量和沖擊力，能達到良好的破碎效果。同時，在振動沖擊工況下，高效振動顎式破碎機部件承受的振動、沖擊劇烈，能量消耗較大。因而，動顎的振動沖擊頻率、振幅、沖擊速度和沖擊能量是高效振動顎式破碎機參數(shù)選取的主要依據(jù)。另外，強烈的振動沖擊過程對彈簧設(shè)計、動顎與激振器的設(shè)計和軸承設(shè)計均提出較高的要求，如何根據(jù)它們各自的受力條件進行合理的設(shè)計，也是高效振動顎式破碎機開發(fā)中應(yīng)當(dāng)解決的重要問題。
    由于振動破碎不采坩強擠壓的方式，減少了細粉料，減少了有價物質(zhì)在細粉中的損失，同時使生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵對環(huán)境的污染大大降低。高效振動顎式破碎機的工作機構(gòu)采用柔性聯(lián)接，不是強行破碎，有一定的退讓性，當(dāng)破碎腔進入不可破碎物體時并不損壞機器。高效振動顎式破碎機能破碎含有鋼筋的大塊混凝土、塊度較大硬度較高的脆性物料等，具有較廣闊的推廣應(yīng)用空間；隨著用戶對破碎方式的不同需求，對高效振動顎式破碎機的研究將越來越有價值，
2、高效振動顎式破碎機結(jié)構(gòu)和工作原理
    高效振動顎式破碎機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖l所示。
    這種高效振動顎式破碎機由雙動顎組成，動顎用軸懸掛在軸承上，顎板在軸上擺動÷破碎顎板卜鑲有襯板，其表面為波浪形，安裝時保證齒峰與齒谷相對，這種表面有助于物料得到有效的破碎并得到高破碎比。軸穿過破碎顎板的中間，軸兩端裝有軸承座。在顎板卜安裝激振器，激振器通過電機的彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，彈性聯(lián)接可以降低傳到傳動裝置及其軸承卜的沖擊負荷。通過設(shè)計實現(xiàn)兩個激振器相向旋轉(zhuǎn)并實現(xiàn)自同步，使振動與沖擊載荷在破碎機內(nèi)部閉合，減少振動向基礎(chǔ)的傳遞。破碎機安裝在彈性減振器上，通過減振器固定在機架上。兩個動顎分別安裝一組蓄能彈簧，蓄能彈簧可以存儲動顎擺動過程中兩動顎相向離開時的非破碎能，積聚的彈性勢能可以在隨后的破碎過程中加速兩動顎靠近，轉(zhuǎn)化為破碎能，有助于顎板以更高的速度沖擊物料從而提高破碎效果，充分利用了激振器產(chǎn)生的能量，這也是高效振動顎式破碎機的設(shè)計特色之一。
    實際生產(chǎn)中，高效振動顎式破碎機可以調(diào)整到各種工作頻率狀態(tài)，以消除共振的干擾。它可以改變不平衡錘的靜力矩，顎板的振動頻率以及排料口尺寸等，從而滿足用戶對于不同物料的破碎需求，有助于該設(shè)備在各個行業(yè)中的應(yīng)用和推廣。
    在一般的脆硬物料里，都含有一定數(shù)量的品格缺陷，振動破碎是通過施加一定的力對物料進行多次打擊，使物料沿晶格缺陷處逐漸裂開并被破碎，這樣既降低了能量的消耗。又可減少過粉碎，還可降低機體的受力，延長機器壽命。
    高效振動顎式破碎機的兩個動顎由兩個電機驅(qū)動，兩個電機反向旋轉(zhuǎn)并分別通過彈性聯(lián)接裝置帶動激振器轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生同步相向的激振力，由此引起高頻振動，帶動顎板對破碎腔內(nèi)的物料施加高頻脈動振動力，在顎板對物料的反復(fù)沖擊作用下實現(xiàn)對堅硬物料的破碎。
    高效振動顎式破碎機的機體是懸掛在由彈簧支承的機架卜，破碎機機體內(nèi)部是動力學(xué)平衡的，在工作時振動和沖擊載荷在破碎機構(gòu)內(nèi)部是閉合的，可以極大地降低振動向基礎(chǔ)的傳遞，少量振動由減振彈簧吸收，因此無需龐大牢固的設(shè)備摹礎(chǔ)，從而減少了基建投資。
3、高效振動顎式破碎機在特殊物料處理中的應(yīng)用
  高效振動顎式破碎機設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)獨特，破碎比高達9以上，能很好地實現(xiàn)“多碎少磨”，節(jié)能降耗，能破碎強度較高的物料(強度極限≥500MPa)，比如合金、碳化硅、冶金爐渣等堅硬脆性物料和處理鋼筋混凝土等特殊結(jié)構(gòu)物料，可以得到高質(zhì)量的金屬材料和物料產(chǎn)品。該設(shè)備用于破碎金屬合金材料、含有不可破碎物體的有色和黑色金屬爐渣、鐵合金爐渣、鋼筋混凝土及其它建筑廢料、用過的冶金爐的耐火材料爐襯、各種礦石和非金屬材料等。在國內(nèi)外推廣應(yīng)用該產(chǎn)品，能大幅提升破碎領(lǐng)域的裝備水平，促進冶金爐渣、鋼筋混凝土等物料的回收和資源綜合利用。
    高效振動顎式破碎機經(jīng)過試驗現(xiàn)場選定、試驗線安裝布置，于2010年11月進行了工業(yè)試驗，試驗現(xiàn)場如圖2所示。
  此次工業(yè)試驗中，試驗的原料為錳鐵合金。錳鐵是以錳礦石為原料，在高爐或電爐中熔煉而成的。錳鐵也是鋼中常用的脫氧劑，有脫氧、脫硫和減少硫的有害影響的作用，還能增加鋼材的強度、韌性、可淬性。因而在一般的鋼和鑄鐵中，普遍都含有一定數(shù)量的錳。錳鐵還作為重要的合金劑，廣泛地用于結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹耐熱鋼、耐磨鋼等合金鋼中。該合金富含多種金屬物質(zhì)，合金斷面呈現(xiàn)金屬光澤，如圖3所示。原料中給料粒度最大為350 mm，平均粒度在200 mm左右。該錳鐵合金質(zhì)地十分堅硬，莫氏硬度達到8級，以脆性為主同時具有一定的韌性，使用其他破碎設(shè)備很難完成它的破碎。
   高效振動顎式破碎機的破碎腔采取擠滿給料方式，從而實現(xiàn)料層粉碎，工作參數(shù)選取如下：激振器偏心塊轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至1100r/min，激振器的固定偏心塊與可調(diào)偏心塊調(diào)整至最大重合度，即獲得最大破碎力。開機后，設(shè)備工作平穩(wěn)，水平方向只有輕微振動，工作部分相對底架和工作平臺保持著穩(wěn)定的豎直振動。現(xiàn)場工作電壓385 V，電機總工作電流為60～70 A，測得豎直方向振動振幅為10—15mm，設(shè)備的處理能力約為35t/h。
   抽樣選取高效振動顎式破碎機加工后的錳鐵合金產(chǎn)品，進行篩分和粒度分析，產(chǎn)品粒度分布情況如表1所示。
   此次工業(yè)試驗使用錳鐵合金作為破碎原料，由產(chǎn)品粒度分布可以看出，-350 mm的原料經(jīng)過高效振動顎式破碎機處理后，產(chǎn)品粒度普遍分布在20—30 mm這一區(qū)間，破碎比接近10，破碎效果很好。在一些其他的鐵合金中，如鉻鐵、硅鐵、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵等，隨著合金中含碳量的增高硬度隨之增大，采用傳統(tǒng)破碎設(shè)備很難完成破碎任務(wù)，甚至造成設(shè)備損壞。目前在大多數(shù)礦山中，一般是雇傭大量的勞動力，人工使用大錘將合金砸碎，人工成本高，甚至招不到工人，生產(chǎn)效率低下，得到的產(chǎn)品粒度不均，過粉碎現(xiàn)象嚴重，給企業(yè)后續(xù)加工帶來很大困難，成為困擾企業(yè)發(fā)展的難題。高效振動顎式破碎機的出現(xiàn)為上述物料的處理提供了一條新途徑，它在礦山的成功應(yīng)用可以說是革命性的，因而一出現(xiàn)便吸引了眾多廠商的興趣，紛紛進行參觀試驗。
    高效振動顎式破碎機適用于破碎具有高硬度的脆性物料及含有難破碎物質(zhì)的物料，也用于其長度與寬度之比較大的部件的處理，還用于制取細粒級含量較低的產(chǎn)品。
    目前，在建筑工地和鋼筋混凝土制品工廠中，積累了大量報廢的和沒有用上的預(yù)制板和各種制件。由于大預(yù)制板的廣泛應(yīng)用，處理和回收鋼筋混凝土廢料和老化件，已成為很突出的問題。面對城市的飛速發(fā)展，大量舊建筑體的拆除，在當(dāng)今強調(diào)循環(huán)經(jīng)濟、資源二次利用的時代，更迫切需要對廢料進行處理（破碎及金屬和混凝土的分離），包括破碎大尺寸的構(gòu)件，如3 mx6m尺寸的樓板、縱向長10 m的主柱和其他報廢的構(gòu)件，部分鋼筋混凝土構(gòu)件在端部可能有彎曲的鋼筋或者含有金屬填充的部分。而標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)生產(chǎn)中使用的破碎粉碎裝置無法完成對上述物體的破碎。高效振動顎式破碎機以其良好的破碎特性，能夠很好地解決目前工業(yè)中的破碎難題，提高原材料利用效率，減少工業(yè)垃圾的排放量。
4、結(jié)語
    振動粉碎技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益，但利用振動粉碎技術(shù)的發(fā)展還遠未停止，隨著它在工業(yè)中的推廣應(yīng)用，將不斷改進和完善，高效振動顎式破碎機的研究在后人堅持不懈地努力下，其發(fā)展步伐將更快。