颚式破碎机的核心结构包括定颚、动颚、偏心轴、飞轮、调节装置五大部分:
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定颚与动颚:定颚固定在机架前壁,动颚通过轴承悬挂在偏心轴上,两者表面均安装可拆卸的齿形衬板(高锰钢或高铬铸铁材质),齿峰与齿谷相互咬合形成破碎腔。
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偏心轴与飞轮:偏心轴由电机驱动旋转,带动动颚做往复摆动;飞轮储存能量以稳定转速,减少电机负荷波动。
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调节装置:通过楔块或液压系统调整排料口尺寸(范围 10-300mm),控制出料粒度。
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进料阶段:
粒径≤进料口宽度 85% 的物料(如≤500mm 的铁矿石)从上方进料口落入破碎腔,动颚在偏心轴带动下做 “往复摆动” 运动:
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接近行程:动颚向定颚靠近,物料受到挤压、劈裂和弯曲作用,较大颗粒被压碎,较小颗粒沿齿谷间隙下落。
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远离行程:动颚退回,破碎后的物料在重力作用下从排料口排出,同时新物料进入破碎腔。
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破碎机制:
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挤压破碎:动颚与定颚的齿板对物料施加高压,当应力超过物料抗压强度(如花岗岩抗压强度 100-250MPa)时,物料发生脆性断裂。
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劈裂作用:齿形结构使物料在棱角处产生应力集中,沿解理面分裂,尤其适合层状物料(如页岩、片岩)破碎。
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硬物料粗碎:适合莫氏硬度≤9 的物料(如铁矿石、花岗岩),最大进料粒度可达 1200mm(如 PE1500×1800 型),排料口 50-300mm,处理量 50-1200 吨 / 小时。
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局限性:不适合处理粘性物料(如含水率>15% 的粘土),易发生齿板粘料;细碎时效率较低(破碎比 8-15),需搭配二级破碎设备。
反击式破碎机由转子系统、反击装置、破碎腔三部分构成:
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转子系统:
高速旋转的转子(线速度 40-75m/s)上固定 3-10 组板锤(高铬铸铁或硬质合金材质),转子直径 1000-2000mm,决定处理量(50-1500 吨 / 小时)。
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反击装置:
包含反击架与反击板,反击板呈弧形或折线形(角度 45°-60°),通过液压或机械装置调节与转子的间隙(10-200mm),控制出料粒度。
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初次冲击破碎:
经初级破碎的物料(粒径≤800mm)进入破碎腔,高速旋转的板锤(线速度 60m/s)撞击物料,使其获得动能(动能公式 E=
2
1
mv2
),冲击应力超过物料抗冲击强度(如石灰石抗冲击强度 5-10MPa)后,物料被击碎并抛向反击板。
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反弹碰撞破碎:
物料撞击反击板后反弹,与后续进入的物料发生二次碰撞,同时受到板锤的再次击打。在破碎腔内形成 “冲击 - 反弹 - 碰撞” 的循环破碎,直至粒径小于反击板与转子间隙,从下部排料口排出。
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研磨细化作用:
破碎后期,颗粒在板锤与反击板之间的间隙内受到研磨剪切力,针片状颗粒被磨圆,成品粒形多棱体占比≥80%(优于颚式破碎机的 60%),适合高品质骨料生产。
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中细碎软至中硬物料:适合莫氏硬度≤6 的物料(如石灰石、建筑垃圾),处理量 100-800 吨 / 小时,出料粒度≤50mm,针片状含量≤15%。
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技术优势:破碎比可达 30-50(颚式破碎机仅 8-15),可实现 “一次破碎替代多级破碎”;智能型设备配备液压调节装置,出料粒度偏差≤±2mm。
圆锥破碎机采用 “动锥 + 定锥” 双锥体结构,核心参数包括:
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破碎腔型:标准型(中碎,排料口 30-100mm)、短头型(细碎,排料口 3-32mm)。
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层压原理:动锥在偏心套带动下做旋摆运动,与定锥形成周期性变化的破碎腔容积(最小间隙 1-5mm)。
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层压破碎过程:
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进料阶段:物料(粒径≤300mm)从上部给料口落入破碎腔,填充动锥与定锥之间的环形空间。
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挤压层压:动锥旋摆时,破碎腔容积缩小,物料受到动锥与定锥的挤压(压力 50-200MPa),颗粒间相互挤压产生层压破碎,内部微裂纹扩展导致破碎。
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排料阶段:动锥摆离定锥时,破碎腔容积扩大,合格颗粒(粒径<排料口尺寸)在重力作用下排出,未达标颗粒继续受挤压。
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核心优势:
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粒形控制:层压破碎使颗粒多呈立方体,针片状含量≤10%(反击式破碎机≤15%),适合高速公路用集料(压碎值≤20%)。
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智能调节:液压圆锥破配备压力传感器,当混入不可破碎物(如铁块)时,动锥自动退让,1 秒内完成过载保护。
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硬物料细碎:适合莫氏硬度 6-9 的物料(如石英砂、玄武岩),处理量 100-700 吨 / 小时,出料粒度 3-30mm,常用于金属矿精选前的细碎工序。
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选型关键:中碎选标准型(如 HST160 型,处理量 181-380 吨 / 小时),细碎选短头型(如 HP500 型,处理量 300-700 吨 / 小时)。
移动式破碎机以底盘为载体,集成给料、破碎、筛分、输送四大系统:
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底盘类型:
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轮胎式(公路运输,时速≤30km/h):适合平坦地形,如城市拆迁现场。
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履带式(越野性能强,爬坡 35°):适合矿山、湿地等复杂地形。
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破碎单元:可搭载颚破(粗碎)、反击破(中碎)、圆锥破(细碎),处理量 50-1000 吨 / 小时。
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物料处理全流程:
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给料环节:振动给料机均匀输送物料(粒径≤1000mm),配备除铁磁辊分离金属杂质(分离率≥95%)。
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破碎环节:根据物料硬度选择破碎单元(如颚破处理硬物料,反击破处理中硬物料),破碎腔设计与固定设备原理一致,但结构更紧凑(体积缩小 20%-30%)。
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筛分环节:三层振动筛(筛网孔径 5-100mm)实时分级,不合格物料通过输送机返回破碎腔,形成闭路循环(成品合格率≥98%)。
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输送环节:皮带输送机将成品骨料输送至指定堆场,输送高度 5-15m,输送距离 50-200m。
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技术创新点:
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快速转场:轮胎式 30 分钟完成转场准备,履带式可自主行走(速度 5km/h),解决固定破碎站 “物料运输成本高” 的痛点(运输成本降低 40%)。
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智能控制:PLC 系统联动各单元,实时调节给料速度与破碎参数,能耗较固定线降低 15%。
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流动作业场景:
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矿山开采:履带式圆锥破站(如 MTW110 型)随采矿面移动,处理量 180-400 吨 / 小时,缩短矿石运输距离 50%。
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城市拆迁:轮胎式颚破站(如 YG938E69 型)处理混凝土块(含钢筋),除铁后再生骨料合格率 90%,直接用于道路基层。
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物料硬度优先:
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莫氏硬度>6:圆锥破碎机(层压破碎,粒形优)或颚式破碎机(粗碎)+ 圆锥破(细碎)组合。
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莫氏硬度 3-6:反击式破碎机(一次成型)或移动式破碎站(灵活处理)。
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莫氏硬度≤3:颚式破碎机(细碎型)或锤式破碎机(一次破碎)。
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产能与场景适配:
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小规模(<200 吨 / 日):颚式破碎机(如 PE250×400 型)独立作业,投资成本低(15-25 万元)。
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中大规模(200-1000 吨 / 日):颚破 + 反击破组合(如 PE600×900+PF1315),破碎效率提升 30%。
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流动作业:移动式破碎站(轮胎式 / 履带式),节省基建成本 50%,适合拆迁现场、矿山随采随破。
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永磁同步电机:
圆锥破碎机采用永磁电机后,功率因数从 0.8 提升至 0.95,吨电耗降低 25%(如 HP300 型从 0.8kWh/t 降至 0.6kWh/t),年节省电费 30 万元(按年处理 100 万吨计)。
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液压润滑系统:
反击式破碎机的转子轴承采用液压油循环润滑(油温控制 40-60℃),寿命从 500 小时延长至 800 小时,减少停机换件频率 40%。
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AI 粒径分析:
新型反击式破碎机搭载摄像头与 AI 算法,实时识别物料粒径分布,自动调整反击板间隙(精度 ±0.5mm),出料合格率从 92% 提升至 98%。
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物联网监控:
移动式破碎站通过传感器实时监测轴承温度(预警值 75℃)、振动值(预警值 8g),故障响应时间≤30 秒,非计划停机时间减少 60%。
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纳米晶高铬铸铁:
颚式破碎机衬板采用纳米晶材质后,耐磨性提升 50%,寿命从 300 小时延长至 450 小时,硬物料破碎成本降低 20%。
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复合陶瓷衬板:
圆锥破碎机内衬使用陶瓷 - 金属复合材料,抗腐蚀性能提升 3 倍,适合处理含酸碱的工业废渣(如脱硫石膏)。
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工艺配置:PE900×1200 颚式破碎机(粗碎,处理量 300 吨 / 小时)+ HP500 圆锥破碎机(细碎,处理量 500 吨 / 小时)。
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原理协同:颚破通过挤压破碎将 1000mm 原矿粗碎至≤300mm,圆锥破利用层压原理细碎至≤15mm,成品粒形满足球磨机进料要求,铁矿物单体解离度提升 12%。
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设备选择:履带式颚破移动站(YG1145E710 型),集成除铁磁辊与振动筛。
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工作流程:给料机输送混凝土块→颚破挤压破碎(排料口 50mm)→磁辊分离钢筋→三层筛分级(0-10mm、10-30mm、30-50mm),再生骨料回收率 90%,处理成本较固定线降低 25%。
破碎机的工作原理本质是通过机械力(挤压、冲击、层压)突破物料的强度极限,不同类型设备针对物料特性设计专属破碎机制:颚式破碎机以挤压劈裂应对硬物料粗碎,反击式破碎机用冲击研磨实现中碎高效,圆锥破碎机靠层压原理控制硬物料细碎粒形,移动式破碎机则通过集成设计解决流动作业需求。理解这些原理的核心差异与适用边界,是合理选择设备、优化生产线的关键。随着节能技术、智能控制与新材料的应用,破碎机正朝着高效、低耗、精准的方向持续进化,为资源加工行业提供更强的技术支撑。