慣性圓錐破碎機(jī)以其先進(jìn)的破碎理論、獨(dú)持的設(shè)計(jì)思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)前世界圓錐破碎機(jī)的最高水平，能夠很好地滿(mǎn)足當(dāng)前粉碎領(lǐng)域所提倡的“多碎少磨”新工藝的要求。

慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它的機(jī)體座落在隔振裝置上，工作機(jī)構(gòu)由定諧錐和動(dòng)錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎胺。動(dòng)錐軸插入軸套中，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生慣性力，使動(dòng)錐繞球面支承的球心做旋擺運(yùn)動(dòng)，動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無(wú)剛性聯(lián)接。當(dāng)破碎腔內(nèi)無(wú)物料時(shí)，動(dòng)錐將沿定錐內(nèi)表面滾動(dòng)。當(dāng)破碎腔內(nèi)有物料時(shí)，動(dòng)錐將沿料層滾動(dòng)，在滾動(dòng)的同時(shí)隨物抖層厚度的變比伴隨有強(qiáng)烈脈動(dòng)沖擊，從而對(duì)物抖進(jìn)行破碎。

1. 慣性圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析

慣性圓錐破碎機(jī)機(jī)體不是直接固定在地基上，而是安裝在彈性元件上，因此機(jī)體有6個(gè)口由度——3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，3個(gè)平移自由度。動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，激振器相對(duì)丁動(dòng)錐有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)沿軸向的平移自由度。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)，即動(dòng)錐相對(duì)于定錐(固定在機(jī)體上)的運(yùn)動(dòng)。

動(dòng)錐與電機(jī)之間無(wú)剛性聯(lián)接，繞球面支承的球心O做旋擺運(yùn)動(dòng)，動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體的運(yùn)動(dòng)力剛體繞定點(diǎn)O的轉(zhuǎn)動(dòng)。以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，機(jī)體中心線(xiàn)為Z軸建立坐標(biāo)系OXYZ，另取以動(dòng)錐軸線(xiàn)為Z′軸并與動(dòng)錐固結(jié)的動(dòng)坐標(biāo)系OX′Y′Z′，如圖2所示。動(dòng)坐標(biāo)平面OX′Y′與定坐標(biāo)平面OXY的交線(xiàn)用ON表示，稱(chēng)為節(jié)線(xiàn)，節(jié)線(xiàn)垂直于OZ和OZ′，節(jié)線(xiàn)與定軸OY間的夾角ψ稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)角，節(jié)線(xiàn)與動(dòng)錐OY′間的夾角φ稱(chēng)為自轉(zhuǎn)角，動(dòng)錐OZ′與定軸OZ間的夾角β稱(chēng)為章動(dòng)角，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，繞O運(yùn)動(dòng)的動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體的位置用這三個(gè)角可以完全確定，因此，動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體的運(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)——動(dòng)錐繞機(jī)體中心線(xiàn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——動(dòng)推繞自己的軸線(xiàn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

章動(dòng)運(yùn)動(dòng)——動(dòng)錐繞節(jié)線(xiàn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

當(dāng)破碎腔內(nèi)沒(méi)有被粉碎的物料時(shí)，澈振器產(chǎn)生的離心力將迫使動(dòng)銀沿定錐的內(nèi)表面無(wú)間隙地滾動(dòng)。動(dòng)銀在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)繞節(jié)線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，β角的大小保持不變，動(dòng)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)，動(dòng)推相對(duì)于機(jī)體只有兩個(gè)自由度，只要用兩參變量ψ、φ就可以決定動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體的位置。當(dāng)破碎腔內(nèi)有物料時(shí)，動(dòng)維通過(guò)物料層滾動(dòng)。這時(shí)，動(dòng)錐不但作進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還作章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)錐相對(duì)于機(jī)體有三個(gè)自由度，要用三個(gè)參變量ψ、φ、β才能確定動(dòng)維相對(duì)于機(jī)體的位置。

由于物料顆粒大小不一，在破碎腔內(nèi)分布不均勻，則動(dòng)錐沿物料層該壓時(shí)也不穩(wěn)定，每滾動(dòng)一局都件隨著強(qiáng)烈的振動(dòng)，動(dòng)錐即產(chǎn)生章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

動(dòng)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)上最顯著區(qū)別。

在慣性圓錐破碎機(jī)中，動(dòng)錠和電機(jī)之間無(wú)剛性聯(lián)接，動(dòng)錐的振幅即動(dòng)維的章動(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)，動(dòng)錐擺動(dòng)頻率小，破碎力短小，動(dòng)錐的振幅購(gòu)較小，因此啟動(dòng)力矩也較小，帶負(fù)荷啟動(dòng)不會(huì)損壞破碎機(jī)。所以，慣性圓錐破碎機(jī)可以帶負(fù)荷啟動(dòng)和停車(chē)。

慣性圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐的擺動(dòng)頻串遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)動(dòng)銀的擺動(dòng)頻率，因此，在破碎過(guò)程中，物料在慣性圓錐破碎機(jī)破碎腔中被破碎達(dá)幾十次，遠(yuǎn)大于物料在偏必圓錐破碎機(jī)破碎腔中被破碎的次數(shù)。而且，與偏心圓錐破碎機(jī)相比，慣性圓錐破碎機(jī)的動(dòng)錐存在有章動(dòng)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)維沿物料層每滾動(dòng)一周部伴隨有100多次的振動(dòng)，由附加的這種強(qiáng)烈脈沖振動(dòng)加強(qiáng)了破碎作用。因此，慣性圓錐破碎機(jī)的破碎比遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)的破碎比，而且可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

2. 慣性圓錐破碎機(jī)破碎力分析

偏心圓錐破碎帆的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎控內(nèi)物料的充填率來(lái)決定。破碎力的大小取決于物抖的變形程度，物料的變形程度又取決于一個(gè)循環(huán)中物科的位移：位移雖越大，變形量也越大，反之越小。物樹(shù)在一個(gè)循環(huán)中的位移星是不定的，因此物料的變形程度及產(chǎn)生的肢脾力大小也具偶然性。由于破碎力大小是不定的，而且物料主要承受來(lái)自工作表面方向的壓碎和彎曲作用力，物抖之間的相互作用力很弱，因此這種破碎過(guò)程沒(méi)有選擇性，一方面大多數(shù)多相物料的相沒(méi)有解離，而另一方面產(chǎn)生局部過(guò)粉碎，導(dǎo)致有用成分的損失。

慣性圓錐破腫機(jī)均偏心圓銀破碎機(jī)在破碎力的產(chǎn)生上有本質(zhì)的不同。慣性圓錐破碎機(jī)工作時(shí)，動(dòng)惟和激振器旋轉(zhuǎn)都產(chǎn)生慣性力，因?yàn)闄C(jī)器工作時(shí)，章動(dòng)角β很小，一股不會(huì)大于2°，動(dòng)錐的質(zhì)心距機(jī)體中心線(xiàn)很近，所以動(dòng)錐產(chǎn)生的慣性力遠(yuǎn)小于激振器產(chǎn)生的慣性力，慣性圓錐破碎機(jī)中破碎力的大小主要是由激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力來(lái)決定。

由于慣性圓錐破碎機(jī)是擠滿(mǎn)結(jié)料，通過(guò)向物料層施加嚴(yán)格定量的由慣性力造成的壓力，可以便物料層適當(dāng)?shù)貕簩?shí)，使物料承受全方位的擠壓，物料顆粒之間相互作用，從而實(shí)現(xiàn)“料層粉碎”。同時(shí)在由慣性力引起的強(qiáng)烈脈動(dòng)沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強(qiáng)度越大，因此強(qiáng)度大的小顆粒可破碎相鄰的強(qiáng)度小的大顆粒；在等強(qiáng)度顆粒中，那些品格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這押物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后購(gòu)物料具有最低過(guò)粉碎。從而實(shí)現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”。

3. 慣性圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

由于其獨(dú)特的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，慣性圓錐破碎機(jī)與傳統(tǒng)的破碎設(shè)備相比，在使用及工藝等方面具有許多優(yōu)點(diǎn)：

(1)具有良好的“料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿(mǎn)給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強(qiáng)烈的脈動(dòng)沖擊作用，料層內(nèi)顆粒相互作用，造成顆粒間的強(qiáng)制自粉碎。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸、防止襯板互相研磨，避免研磨下來(lái)的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，僅為棒磨機(jī)的1／19。單位破碎比功耗僅為普通設(shè)備的一半左右。

(2)破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)。該機(jī)的破碎力與被破碎物料硬度及充填率無(wú)關(guān)，主要取決于偏心靜力矩及轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)偏心靜力矩、轉(zhuǎn)速和排料口尺寸，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比(4-30)，根據(jù)需要可有效地防止過(guò)粉碎，提高某粒級(jí)段的產(chǎn)軍或相反增加細(xì)粉的產(chǎn)量。

(3)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定，產(chǎn)品粒度幾乎與襯板磨損無(wú)關(guān)。

(4)操作安裝方便。由于整機(jī)采用二次隔振，基礎(chǔ)振動(dòng)小，工作噪音小，安裝時(shí)不需龐大基礎(chǔ)和地腳螺栓。

(5)良好酌過(guò)鐵性能。由于動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無(wú)剛性聯(lián)接，如果物料中混入不可破碎的物體，動(dòng)錐暫時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．激振器將繞動(dòng)鍍軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對(duì)不會(huì)破壞傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)。    。

(6)簡(jiǎn)化碎磨沉積，減少輔助設(shè)備臺(tái)數(shù)。該機(jī)充滿(mǎn)給料，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的給料機(jī)，可滿(mǎn)負(fù)荷啟動(dòng)和停車(chē)，操作、監(jiān)測(cè)和控制十分方便；由于產(chǎn)品粒度細(xì)，無(wú)需振動(dòng)篩構(gòu)成閉路，大大節(jié)省設(shè)備和基建投資。

(7)應(yīng)用范圍廣。調(diào)節(jié)破碎機(jī)工作參數(shù)，可破碎任何硬度下的脆性物料。

結(jié)語(yǔ)：

慣性圓錐破碎機(jī)具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和上作原理，與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比，作為物料加工的細(xì)碎設(shè)備具有破碎比大，產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻，單位電厭低，能被牌任何硬度的脆性物料的優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的節(jié)能超細(xì)破碎設(shè)備，在金屬及非金屬礦、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業(yè)的物料破碎加工領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用前景，推廣使用可產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。