高頻破碎器國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

童小冬，王亞軍，朱志昊，張?jiān)?/p>

（安徽驚天液壓智控股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

1 高頻破碎器概述

高頻破碎器[1][2][3]，又稱高頻振動(dòng)器，俗稱高頻錘，是近年來發(fā)展起來的一種全新、高效挖掘機(jī)屬具，其施工示意圖如圖1 所示。 高頻破碎器融合了機(jī)械、液壓、控制、材料、熱處理等多學(xué)科的最新技術(shù)，其基本工作原理為：以主機(jī)液壓系統(tǒng)的高壓油為動(dòng)力源， 當(dāng)高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)后，將使高頻錘激振器內(nèi)的偏心齒輪組件高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生高頻激振力，該激振力通過刀排振齒，對(duì)目標(biāo)破碎物進(jìn)行高頻沖擊振動(dòng)，達(dá)到高效破碎目的。 高頻破碎器主要由減振外殼、振動(dòng)箱體、上拉支架、下拉支架四大結(jié)構(gòu)件組成，具體如圖2 所示。

圖1 高頻破碎器施工示意圖

圖2 高頻破碎器結(jié)構(gòu)圖

2 高頻破碎器國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

德國(guó)克努伯公司基于交變應(yīng)力波破碎理論，于1999 年研制一種高能效新型破碎錘， 對(duì)樣機(jī)測(cè)試發(fā)現(xiàn)打軟巖的效果很好， 打硬巖卻不理想，克努伯公司對(duì)此結(jié)果不滿意，并向同行公開了圖紙。 此項(xiàng)技術(shù)得到同行繼續(xù)開發(fā)，并逐漸應(yīng)用成熟，2009 年歐洲正式推出第一臺(tái)高頻破碎器，由于其優(yōu)異的產(chǎn)品特性和卓越的破碎效能，很快在歐洲市場(chǎng)引起高度重視， 并被市場(chǎng)快速接受，其使用場(chǎng)合與應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展擴(kuò)大。目前在國(guó)外具有代表性的生產(chǎn)廠商有： 西班牙XCENTRIC、TABE，意大利 SOCOMEC，日本 FURUKAWA，韓國(guó) SEUNGWOO、GB、DAEDONG。

2.1 西班牙XCENTRIC 公司的XR 系列產(chǎn)品

XCENTRIC 公司推出的XR 系列產(chǎn)品，其理論基礎(chǔ)是基于克努伯公司公開的理論，為了克服應(yīng)力波對(duì)錘頭疲勞損傷，加固該方面結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品自重大，配套挖掘機(jī)安裝該系列高頻錘一般都增加配重， 同時(shí)重量的增加就限制了打擊幅度，所以該系列產(chǎn)品主要應(yīng)用于軟巖施工中，其主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

圖3 XCENTRIC 公司的XR 系列產(chǎn)品

表1 XR 系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

圖4 TABE 公司的TYR 系列產(chǎn)品

2.2 西班牙TABE 公司的TYR 系列產(chǎn)品

西班牙TABE 公司是液壓錘領(lǐng)域中的世界知名企業(yè)， 并生產(chǎn)與銷售各類挖掘機(jī)附屬機(jī)具，該公司推出的TYR 系列產(chǎn)品基本上沿用克努伯公司公開的結(jié)構(gòu)布局，采用了連桿-氣囊-墊塊的結(jié)構(gòu)，其主要技術(shù)參數(shù)如表2 所示。 TABE 公司技術(shù)人員針對(duì)激振箱的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡與連桿的圓周約束相互沖突，導(dǎo)致該機(jī)構(gòu)有一部分力沒有打擊石頭， 而是打擊在了軸承和連桿上，為了改善此現(xiàn)象， 將兩塊偏心塊進(jìn)行了角度偏轉(zhuǎn)，改善軸承受力，但降低了沖擊力，所以該系列產(chǎn)品主要用于破碎軟巖。

表2 TYR 系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

圖5 國(guó)外其他公司的高頻破碎器產(chǎn)品

2.3 國(guó)外其他廠家產(chǎn)品

3 高頻破碎器國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)是全球工程機(jī)械最大的生產(chǎn)制造國(guó)和最大的應(yīng)用市場(chǎng)，對(duì)新型工程機(jī)械產(chǎn)品的需求也十分迫切。 高頻破碎器一經(jīng)問世，很快就引起國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的關(guān)注，一批經(jīng)銷商和制造商正致力于產(chǎn)品的推廣與開發(fā)。 目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)制造廠商有：安徽驚天液壓智控股份有限公司、上海上鳴機(jī)械科技有限公司、 贛州力劍液壓機(jī)械有限公司，還有香港大田機(jī)械公司。

3.1 安徽驚天液壓V 系列產(chǎn)品

安徽驚天液壓是一家專注于液壓破拆屬具及裝備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)的企業(yè)，2013 年向市場(chǎng)推出瑞卡斯品牌V 系列高頻破碎器，主要技術(shù)參數(shù)如表3 所示，該系列產(chǎn)品具有激振頻率高，激振力大，結(jié)構(gòu)合理，維修方便，工業(yè)設(shè)計(jì)獨(dú)特， 適應(yīng)于莫氏硬度低于7 級(jí)的各類巖石，已在礦山開采領(lǐng)域得到推廣使用， 并得到市場(chǎng)認(rèn)可。

3.2 上海上鳴機(jī)械科技股份有限公司SV 系列產(chǎn)品

上海上鳴機(jī)械科技股份有限公司主要生產(chǎn)高頻液壓破碎錘、附件及液壓站、液壓閥組件等。該公司推出的SV 系列高頻錘產(chǎn)品已經(jīng)在礦山開采領(lǐng)域應(yīng)用，并具有自身的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，主要技術(shù)參數(shù)如表4 所示。

圖6 驚天公司的V 系列產(chǎn)品

表3 驚天公司V 系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

圖7 上鳴公司的SV 系列產(chǎn)品

表4 SV 系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

3.3 贛州力劍液壓機(jī)械有限公司的LJ 系列產(chǎn)品

贛州力劍公司是從事高頻錘生產(chǎn)與銷售的廠家，該公司推出的LJ 系列高頻錘產(chǎn)品，主要技術(shù)參數(shù)如表5 所示，結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)基本類似。

圖8 力劍公司的LJ 系列產(chǎn)品

表5 LJ 系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

4 高頻破碎器性能特點(diǎn)

4.1 高頻破碎器優(yōu)點(diǎn)

（1） 高頻破碎器由高速抗震液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，液壓油壓力、流量恒定不變，無任何波動(dòng)變化，因此，對(duì)主機(jī)液壓系統(tǒng)沒有影響；同時(shí)高頻破碎器中液壓油是在完全封閉的液壓管路中流動(dòng)，只經(jīng)過液壓馬達(dá)而無需經(jīng)過箱體， 所以金屬磨損、粉塵等所產(chǎn)生的污垢不會(huì)進(jìn)入油液，所以不會(huì)出現(xiàn)黑油、漏油現(xiàn)象。

（2）高頻破碎器的整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，在頂部和側(cè)面都有減振裝置，降低了80%的振動(dòng)力，所以在減振裝置正常的情況下基本對(duì)挖掘機(jī)沒有任何損傷。

（3）在耗損方面，高頻破碎器在日常工作中僅需在必要的時(shí)候（潤(rùn)滑油乳化時(shí)）更換油箱中的潤(rùn)滑油及斗齒即可，避免了更換傳統(tǒng)破碎錘的釬桿、油封、襯套、活塞、扁銷等日常的保養(yǎng)工作和開支，同時(shí)維護(hù)保養(yǎng)與維修都十分方便，也更加符合綠色環(huán)保的理念。

（4） 由于高頻破碎器的核心部件的高封閉性，在不改裝的情況下高頻破碎器就可以輕松的完成水下破碎作業(yè)。

（5）高頻破碎器由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，沖擊頻率可達(dá) 1500～1800 次/分， 而傳統(tǒng)破碎錘基本在300～500 次/分， 工作效率是傳統(tǒng)破碎錘的 3～5倍，所以高效率又是高頻破碎器的一大創(chuàng)新點(diǎn)。

（6） 高頻破碎器工作時(shí)的噪音在65 db 左右， 而液壓破碎錘工作時(shí)噪音達(dá)到95 db 以上，與傳統(tǒng)破碎錘相比噪音低，更加符合環(huán)保理念。

4.2 高頻破碎器局限性

（1） 高頻破碎器靠激振力產(chǎn)生的振動(dòng)工作，其單次沖擊力相比液壓破碎錘要小，而對(duì)于硬度很高的巖石， 需要單次沖擊力很大才能破碎，因此，目前高頻破碎器并不適用于莫氏硬度大于7以上的巖石破碎作業(yè)；

（2）高頻破碎器的破碎機(jī)理是：先依靠振動(dòng)使巖石破碎，再通過大臂進(jìn)行鉤拉分裂，因此，操作手勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作技術(shù)要求高，需要準(zhǔn)確把握操作要領(lǐng)，方可顯出高效。

5 高頻破碎器工程應(yīng)用領(lǐng)域[4][5]

高頻破碎器可以大范圍替代液壓破碎錘工作， 特別是對(duì)于莫氏硬度低于7 級(jí)的各類巖石，如砂巖、風(fēng)化巖、石灰?guī)r及喀斯特地貌巖石，破碎效果尤為顯著，主要作業(yè)場(chǎng)所有：

（1）礦山開采、銅礦、煤礦、鐵礦等；

（2）冶金鋼包、設(shè)備基礎(chǔ)拆除等；

（3）鐵路、隧道分化巖挖掘、路基夯實(shí)等；

（4）公路、公路修補(bǔ)、水泥路面破碎、斜坡破碎等；

（5）運(yùn)河、水下破碎、破冰等。

6 結(jié)束語

高頻破碎器以卓越的性能優(yōu)勢(shì)正在被逐漸推廣使用，特別適用于莫氏硬度低于7 級(jí)的各類巖石破碎，其破碎效率為傳統(tǒng)液壓破碎錘的3～5倍，已經(jīng)在一些礦石開采領(lǐng)域取代傳統(tǒng)液壓破碎錘。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大型礦石開采、隧道與道路建設(shè)、 市政工程建設(shè)等領(lǐng)域?qū)⒓哟笸度?，高頻破碎器在這些領(lǐng)域?qū)⒌玫酵茝V使用。 國(guó)內(nèi)外每家生產(chǎn)廠商的系列產(chǎn)品都具有自身特點(diǎn)，但工作原理基本相同，技術(shù)參數(shù)類似，在實(shí)際施工過程中體現(xiàn)出使用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，相信該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將得到越來越廣泛使用， 國(guó)內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)廠商將越來越多，技術(shù)將越來越成熟。

[1]陳國(guó)俊，鄒十踐，羅銘等.液壓挖掘機(jī)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011：214～215.

[2]曹國(guó)俊，樊裕昕.一種高頻破碎錘：中國(guó)，201110081337.6[P].2011-09-14.

[3]唐忠盛. 液壓共振破碎器：中國(guó)，201020144576.2[P].2011-01-19.

[4]陳福全，汪金衛(wèi)，李大勇等.高頻液壓振動(dòng)錘打樁的應(yīng)用概況與研究發(fā)展[J]. 巖土工程學(xué)報(bào)，2011(10)：224～231.

[5]蕭琴，漢欣利.V 系列高頻液壓振動(dòng)打樁機(jī)[J]. 工程機(jī)械與維修，2006(5)：153～155.