破碎机械通常可以分为6类,除了其中的锤式破碎机和辊式破碎机2类外,砂石场常见的破碎机械还有颚式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机和立轴冲击式破碎机(VSI)等4类。

一、颚式破碎机

颚式破碎机是砂石场的初级破碎设备。以下主要从3个方面来分析国内外产品差异。

(一)产品的品种规格

颚式破碎机以进料口的长度和宽度来标定机器的规格,国内制造商基本上按行业标准制造约8种规格粗碎系列产品。国际上主要制造商的产品有更多的规格。例如:美卓集团的诺德伯格公司,有C、VB和重型3个系列合计22种规格;特雷克斯集团的锡达公司有28种规格;爱斯太克集团的很好公司有15种规格。

(二)产品的性能

颚式破碎机的主要技术参数是处理能力和更大允许进料尺寸。同一规格的复摆颚式破碎机由于设计不同,其更大允许进料尺寸也不相同,我国参照采用原苏联标准,进料口宽度以固定齿板齿尖(齿底)与活动齿板齿底(齿尖)距离为计算标准,而国际上不少企业以固定齿板和活动齿板之间距离计算,由此,标明相同规格的产品,国内产品与国外企业的产品相比实际上往往小一个齿深的距离,大规格的破碎机齿深为60-100mm,因而国内产品的允许进料尺寸往往偏小50-80mm。

(三)产品的设计与制造工艺

近20年来,针对颚式破碎机运动方法的四连杆机械设计理论有很大进展。例如:破碎腔的双向啮角,短肘板大摆角,减少传动角与偏心距等,国外公司所提供的产品往往已采用这些经过验证的很好设计理论来提高产品性能和使用可靠性。我国国内制造商由于种种原因采用很好设计理论甚少,其主流产品几乎都是20世纪70年代之前定型的产品,采用耐磨材料,(如高锰钢)和重要配套件(如调心滚子轴承)等国产基础件,使用寿命低于国际很好水平的同类产品。此外,主机厂的加工和装配工艺上多年来也较少有改变,例如轴承孔、轴承座的加工的装配工艺及机架的加工与装配等等。

二、圆锥式破碎机

圆锥式破碎机往往作为砂石场的二级和三级破碎设备。圆锥式破碎机以圆锥底圆直径尺寸作为规格的划分标准。常见为底部单缸和(外部)多缸2种型式。国内目前主流产品为弹簧圆锥破碎机(即用弹簧来代替外部油缸),归属于多缸式。

(一)使用性能

圆锥式破碎机的性能主要体现在允许进料粒度、处理能力和排料粒度等3个方面。

目前,国内市场上的弹簧圆锥式破碎机产品与国际上很好水平相比,性能上的差异主要有进料孝排料大、处理能力低和机器重等几个方面,这主要是设计理念落后造成的。

20世纪50年代,原苏联的弹簧圆锥式破碎机技术进入我国,80年代我国又直接引进国钱60年代技术水平的弹簧圆锥机,至今虽经过不少改进,但主体结构基本上没有大的变化。因此,在腔形设计、动力学与运动学的设计等方面,运落后于国际很好水平。

(二)技术差距

设计上的落后主要表现在机构实现层压破碎原理(或称料层破碎)的程度上。20世纪50年代实验室试验证明,物料的单颗粒粉碎与多颗粒(形成料层)粉碎。其功耗和粉碎后的机械理尽可能实现层压破碎,因而可以摆脱完全依靠排矿口来控制出料粒级的情况,从而实现较大的进料粒度、较小的排料粒度和较大的处理能力。因此,设计的很好性在于尽可能为层压破碎创造条件,采用腔形设计和加大破碎力就是有效的措施。以主轴摆动速度和偏心距为例,不同发展阶段的3种圆锥式破碎机性能也不同。

目前,国内弹簧圆锥式破碎机均采用滑动轴承,而国际上至少已有4家主要的破碎机制造商(美国的JCI、锡达、Telsncith和英国的Pegson公司等)早在很多年之前就采用滚动轴承取代滑动轴承。滚动轴承允许比滑动轴承更高的运动速度,在同一工况条件下其处理能力超过国产设备30%以上。

(一)产品设计

同一规格的反击式破碎机国内外产品的主机质量相似,然而,国产产品机壳质量小,转子的反击架质量大,而国内产品机壳和转子质量大,反击架质量较校

由于转子的质量小,转动惯量小,拖动的电机功率也小,特别在破碎硬岩用希望获得小颗粒时的处理能力低。

此外,在反击腔形设计,不同粒度需求时的反击板调整以及板锤的更换等方面,国内外产品在设计上的差别也十分明显。这些方面的不良设计,不仅影响产品品质,而且给使用、维修也带来诸多不便。

(二)耐磨材料

作为二级或三级破碎的反击式破碎机,在破碎硬物料时基主要抗磨零件板锤采用高铬铸铁制造,我国的高铬铸铁标准(抗磨白口铸铁标准)适用于小型零件。对大型零件(如几百千克的板锤)的质量控制标准不齐全,主机制造商并不制造耐磨材料,因此板锤等耐磨零件质量易失控。更何况不少铸件生产企业缺乏必要的质量控制条件,因此,同一工况条件下,国内外的易损件使用寿命往往相差1倍。

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