惯性圆锥破碎机的结构特点与工作原理

惯性圆锥破碎机以其先进的破碎理论、独持的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当前世界圆锥破碎机的最高水平，能够很好地满足当前粉碎领域所提倡的“多碎少磨”新工艺的要求。

惯性圆锥破碎机结构和工作原理

惯性圆锥破碎机的结构如图1所示。它的机体座落在隔振装置上，工作机构由定谐锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎胺。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，使动锥绕球面支承的球心做旋摆运动，动锥与传动机构之间无刚性联接。当破碎腔内无物料时，动锥将沿定锥内表面滚动。当破碎腔内有物料时，动锥将沿料层滚动，在滚动的同时随物抖层厚度的变比伴随有强烈脉动冲击，从而对物抖进行破碎。

1. 惯性圆锥破碎机的运动分析

惯性圆锥破碎机机体不是直接固定在地基上，而是安装在弹性元件上，因此机体有6个口由度——3个旋转自由度，3个平移自由度。动锥相对于机体有3个旋转自由度，激振器相对丁动锥有1个旋转自由度和1个沿轴向的平移自由度。对于破碎机来说，最重要的是破碎体之间的相互运动，即动锥相对于定锥(固定在机体上)的运动。

动锥与电机之间无刚性联接，绕球面支承的球心O做旋摆运动，动锥相对于机体的运动力刚体绕定点O的转动。以O点为原点，机体中心线为Z轴建立坐标系OXYZ，另取以动锥轴线为Z′轴并与动锥固结的动坐标系OX′Y′Z′，如图2所示。动坐标平面OX′Y′与定坐标平面OXY的交线用ON表示，称为节线，节线垂直于OZ和OZ′，节线与定轴OY间的夹角ψ称为进动角，节线与动锥OY′间的夹角φ称为自转角，动锥OZ′与定轴OZ间的夹角β称为章动角，根据运动学原理，绕O运动的动锥相对于机体的位置用这三个角可以完全确定，因此，动锥相对于机体的运动是由以下三种旋转运动组成。

进动运动——动锥绕机体中心线作旋转运动

自转运动——动推绕自己的轴线作旋转运动

章动运动——动锥绕节线作旋转运动

当破碎腔内没有被粉碎的物料时，澈振器产生的离心力将迫使动银沿定锥的内表面无间隙地滚动。动银在运动过程中不会绕节线旋转，β角的大小保持不变，动锥无章动运动，只有进动运动和自转运动，动推相对于机体只有两个自由度，只要用两参变量ψ、φ就可以决定动锥相对于机体的位置。当破碎腔内有物料时，动维通过物料层滚动。这时，动锥不但作进动运动和自转运动，还作章动运动。动锥相对于机体有三个自由度，要用三个参变量ψ、φ、β才能确定动维相对于机体的位置。

由于物料颗粒大小不一，在破碎腔内分布不均匀，则动锥沿物料层该压时也不稳定，每滚动一局都件随着强烈的振动，动锥即产生章动运动。

动锥是否存在章动运动是惯性圆锥破碎机和偏心圆锥破碎机在运动学上最显著区别。

在惯性圆锥破碎机中，动锭和电机之间无刚性联接，动锥的振幅即动维的章动角β不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力短小，动锥的振幅购较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机。所以，惯性圆锥破碎机可以带负荷启动和停车。

惯性圆锥破碎机动锥的摆动频串远大于偏心圆锥破碎机动银的摆动频率，因此，在破碎过程中，物料在惯性圆锥破碎机破碎腔中被破碎达几十次，远大于物料在偏必圆锥破碎机破碎腔中被破碎的次数。而且，与偏心圆锥破碎机相比，惯性圆锥破碎机的动锥存在有章动运动，动维沿物料层每滚动一周部伴随有100多次的振动，由附加的这种强烈脉冲振动加强了破碎作用。因此，惯性圆锥破碎机的破碎比远大于偏心圆锥破碎机的破碎比，而且可在很大范围内调节。

2. 惯性圆锥破碎机破碎力分析

偏心圆锥破碎帆的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎控内物料的充填率来决定。破碎力的大小取决于物抖的变形程度，物料的变形程度又取决于一个循环中物科的位移：位移虽越大，变形量也越大，反之越小。物树在一个循环中的位移星是不定的，因此物料的变形程度及产生的肢脾力大小也具偶然性。由于破碎力大小是不定的，而且物料主要承受来自工作表面方向的压碎和弯曲作用力，物抖之间的相互作用力很弱，因此这种破碎过程没有选择性，一方面大多数多相物料的相没有解离，而另一方面产生局部过粉碎，导致有用成分的损失。

惯性圆锥破肿机均偏心圆银破碎机在破碎力的产生上有本质的不同。惯性圆锥破碎机工作时，动惟和激振器旋转都产生惯性力，因为机器工作时，章动角β很小，一股不会大于2°，动锥的质心距机体中心线很近，所以动锥产生的惯性力远小于激振器产生的惯性力，惯性圆锥破碎机中破碎力的大小主要是由激振器旋转时产生的惯性力来决定。

由于惯性圆锥破碎机是挤满结料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以便物料层适当地压实，使物料承受全方位的挤压，物料颗粒之间相互作用，从而实现“料层粉碎”。同时在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒之间不断改变方位，由于物料颗粒越小，晶格缺陷越少，强度越大，因此强度大的小颗粒可破碎相邻的强度小的大颗粒；在等强度颗粒中，那些品格缺陷与剪切力方向重合的颗粒被破碎。这押物料主要沿晶格间的区域破碎而不破碎晶体本身，破碎后购物料具有最低过粉碎。从而实现了物料的“选择性破碎”。

3. 惯性圆锥破碎机的优点

由于其独特的工作原理及结构特点，惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，在使用及工艺等方面具有许多优点：

(1)具有良好的“料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触、防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，仅为棒磨机的1／19。单位破碎比功耗仅为普通设备的一半左右。

(2)破碎比大，产品粒度可调。该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关，主要取决于偏心静力矩及转速。调节偏心静力矩、转速和排料口尺寸，可很方便地调节所需的破碎比(4-30)，根据需要可有效地防止过粉碎，提高某粒级段的产军或相反增加细粉的产量。

(3)技术指标稳定，产品粒度几乎与衬板磨损无关。

(4)操作安装方便。由于整机采用二次隔振，基础振动小，工作噪音小，安装时不需庞大基础和地脚螺栓。

(5)良好酌过铁性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动．激振器将绕动镀轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。    。

(6)简化碎磨沉积，减少辅助设备台数。该机充满给料，无需专门的给料机，可满负荷启动和停车，操作、监测和控制十分方便；由于产品粒度细，无需振动筛构成闭路，大大节省设备和基建投资。

(7)应用范围广。调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度下的脆性物料。

 

结语：

惯性圆锥破碎机具有独特的结构特点和上作原理，与传统破碎设备相比，作为物料加工的细碎设备具有破碎比大，产品粒度细而均匀，单位电厌低，能被牌任何硬度的脆性物料的优点，是一种理想的节能超细破碎设备，在金属及非金属矿、冶金、材料、化工、磨料、建材等行业的物料破碎加工领域具有极其广阔的应用前景，推广使用可产生巨大的社会效益和经济效益。