淺談砂石骨料線破碎設備及組合形式的選擇

陳志國

中國鐵建重工集團股份有限公司 河南 鄭州 450000

我國經(jīng)濟建設的穩(wěn)定發(fā)展下也帶動了基礎混凝土行業(yè)的穩(wěn)定進步。在各種大型項目的嚴格標準下，市場對混凝土的需求提出了新的要求。由于當前市場供應的不平衡現(xiàn)象，大部分混凝土制造商對混凝土骨料的重要性缺乏深入的認知。因此，相關行業(yè)必須對高性能混凝土進行深入性的研究，從而能夠全面了解與掌握砂石骨料線破碎設備的組合形式。

1 常用破碎機的特性及操作維護

1.1 錘式破碎機

錘式破碎機所形成的沖擊破碎主要是通過錘頭破碎物料。該破碎機作為一種沖擊式破碎機，在一段破碎階段中被廣泛應用[1]。錘式破碎機所包括的主要結構有錘頭、襯板、轉(zhuǎn)子、篩板、破碎腔等。在設備啟動后，通過電機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度較高。當物料在喂入破碎機后，錘子會對其進行擊打，沿物料下落的方向，錘頭擊碎物料，在該種方式下，通過多次破碎后的物料能夠?qū)崿F(xiàn)合適的粒徑，第一次破碎完成后，物料需要再次和反擊板進行撞擊，以此進行第二次破碎。物料通過多次破碎能夠達到合適的粒徑，在重力作用下落入設備底部將其排出。錘式破碎機在破碎脆性物料時易于破碎，且不適宜用于堅硬物料的破碎，并保證在破碎時，物料抗壓強度需要低于100MPa，含水率低于10%。

為了能夠確保設備的安全運行，錘式破碎機需要進行正常操作，對其做好日常維護工作，同時，這些也是生產(chǎn)線連續(xù)進行生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)內(nèi)容。該方面主要涉及內(nèi)容有啟動前的準備、開機啟動過程中的相關要求、在具體生產(chǎn)過程中的維護工作、結束生產(chǎn)后對其進行檢查、保養(yǎng)等環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。（1）開機之前，需要先對破碎機工序前控制設備進行全面細致的檢查，檢查目的是為了確定相關設備的可靠性，同時也可以保障破碎機中各項功能完好，可以確保設備運行的安全性和可靠性[2]。（2）開機啟動的過程中，一定要確保機體內(nèi)中無任何雜物及物料，避免受到不良影響。設備空載啟動幾分鐘之后，再將需要破碎的物料送入破碎腔。在錘式破碎機投料運行后，避免在破碎腔中投入任何不可破碎物品，例如鐵塊。相關人員一旦聽到異常響動，需要將設備及時關停并做好相關檢查工作，并保證每臺班次都需要檢查軸承、錘頭和螺栓，避免出現(xiàn)螺栓松動、軸承缺油、錘頭過度磨損的情況。（3）定時對電機的運行情況進行檢查，降低安全事故的發(fā)生。軸承運行過程中會出現(xiàn)溫度升高，如果溫度升高的速度過快，就會發(fā)出雜音，這就意味著軸承存在運行異常的現(xiàn)象，這時就需要相關人員及時采取有效方式進行處理。（4）結束生產(chǎn)后，工作人員一定檢查錘式破碎機內(nèi)的物料是否全部排凈，如果沒有排凈或存在雜物，則需要將其全部清除。設備開啟時，需要確認無任何物料殘渣之后再進行操作。需要定期對積料和設備進行清理，并將灰塵擦洗干凈，檢查潤滑設備、潤滑油脂是否良好，盡可能地確保各個環(huán)節(jié)符合安全運行的標準，有助于為后期開機高質(zhì)量的生產(chǎn)奠定良好的基礎，確保此項工作的持久性。

1.2 顎式破碎機

顎式破碎機通過動鄂與靜顎的相對運動實現(xiàn)破碎腔體積的變化來實現(xiàn)物料的破碎和排料，屬于劈裂破碎，該破碎機主要作為破碎生產(chǎn)線的粗碎使用。顎式破碎機的主要由靜顎、動鄂、顎板、邊護板、機架、皮帶輪、配重輪、驅(qū)動部件組成等。該破碎機工作過程中，需要通過給料機將待破物料送入動靜顎板之間的破碎腔內(nèi)。電動機通過V帶經(jīng)皮帶輪、偏心軸驅(qū)動動顎作周期性幅擺運動來實現(xiàn)動靜顎板之間的破碎腔體積的變化實現(xiàn)物料的破碎，物料在重力作用下離開破碎腔實現(xiàn)顎破的排料；顎式破碎機適用于軟、中硬、硬物料的破碎，不適合粘性物料的破碎。顎式破碎機適用于物料的飽和抗壓強度≤320MPa，含水率≤10%的非粘性物料的破碎。

顎式破碎機具有結構簡單、運行穩(wěn)定、物料適用范圍廣、操作簡單、維修率低的特點，但是，需要定期檢查和更換易損件例如動靜顎板、邊護板。

顎式破碎機應用過程中需要按照相關要求、標準、操作規(guī)程正確操作。與此同時，需要對其維修保養(yǎng)加以關注和重視，從而確保設備的安全運行與效率提升。在啟動顎式破碎機前，需要對其主要部件進行充分的檢查，如排料口檢查、耐磨件的磨損情況、潤滑油加注、螺栓是否松動、破碎腔內(nèi)是否有大塊物料，一切正常后方可啟動破碎機。顎式破碎機運行過程中物料通過給料機均勻連續(xù)的進入破碎腔實現(xiàn)破碎，避免超粒徑物料進入破碎機，如果超粒徑物料進入破碎機后物料在顎破口打轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)，輕則降低破碎機生產(chǎn)效率，加大動靜顎板上部的磨損，重則可能導致超粒徑物料砸壞動鄂軸承或者造成主軸的彎曲斷裂故障，造成設備的停機和增加運營成本。另外，應當定期檢查電機、軸承等相關部件，確保其能夠進行良好的運行，一旦在檢查過程中發(fā)現(xiàn)軸承溫度異?；驕囟冗^高的情況，需要及時停機排查，待問題解決后方可再次開機運行，并通過有效的方式確保降溫效果。但設備出現(xiàn)突發(fā)情況時，需要對其原因進行相應的排查，例如出現(xiàn)跳停時，需要對其進行全方位的檢查，確保無任何問題后才能夠再次啟動。在具體生產(chǎn)過程中，一旦破碎機出現(xiàn)設備故障、傷人事件需要及時進行停機，避免不良事件發(fā)展。輔助系統(tǒng)，針對輔助系統(tǒng)，例如液壓系統(tǒng)、潤滑油站等必須確保在主機設備停止運行后，運行一段時間后才能夠停止運行，與此同時，需要加強做好廢料處理、衛(wèi)生清掃等各個工作。一旦出現(xiàn)停電等特殊情況，需要在對破碎機內(nèi)物料進行清理，及時拉閘并掛警示牌，以此更好的確保電源能夠始終處于斷開的狀態(tài)下。在對其進行日常維護的過程中，需要對顎式破碎機的偏心軸、動靜顎板以及襯板等方面進行的檢查，注重此項工作的長期持續(xù)進行，另外，需要及時清理這些關鍵部件，并對其做好記錄、維修、更換等工作。

1.3 圓錐破碎機

圓錐破碎機對物料進行破碎時，需要充分依靠動錐的旋擺運動來實現(xiàn)物料的層壓破碎，屬于層壓式破碎機，該破碎機主要應用在物料的中碎、細碎作業(yè)。近些年在“多破少磨”的提倡下，在多個領域中圓錐破碎機被廣泛應用。圓錐破碎機的主要由動錐、定錐、調(diào)整環(huán)、偏心部、上下機體、傳動齒輪副、軸承、主軸、潤滑系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)等組成。定錐襯板與動錐襯板之間的幾何空間為圓錐破碎機的破碎腔，工作過程中電動機通過三角帶帶動皮帶輪經(jīng)過傳動軸、一對齒輪副帶動偏心部旋轉(zhuǎn)運動，偏心部帶動動錐作旋擺運動以實現(xiàn)破碎腔體積作周期性變化來實現(xiàn)物料的層壓破碎。物料在完成破碎后，靠自重排料，破碎后的物料經(jīng)皮帶機送往后續(xù)篩分設備對破碎后的物料進行篩分分級處理；圓錐破碎機主要用于中硬、硬物料的中、細破碎作業(yè)，可以對物料的飽和抗壓強度≤320MPa非粘性物料，含水率≤15%以下的物料進行破碎作業(yè)。圓錐破碎機工作過程中應保證物料的連續(xù)均勻給料，以實現(xiàn)破碎機的滿腔承壓破碎來提高圓錐破碎機的產(chǎn)能和效率，避免發(fā)生偏析給料、給料量不足、待破物料中小于緊邊排料口的物料過多（一般≤10%)和含粉量過高的情況發(fā)生，同時待破物料不得超過圓錐破碎機具體型號所允許的最大入料尺寸的80%。如圓錐破碎在以上幾種不合適給料的情況下進行破碎作業(yè)會出現(xiàn)一下現(xiàn)象：1、動定錐襯板發(fā)生偏磨導致排料口不勻均影響破碎后物料的成品率；2、可能導致圓錐破碎機調(diào)整環(huán)發(fā)生頻繁跳動導致破碎力不足，嚴重時可能引起調(diào)整環(huán)的變形無法復位造成破碎機故障；3、可能引起銅套的燒壞導致破碎機停機；4、破碎機電機電流偏低(正常工作電流應保證在額定電流的75%-90%之間正常工作)。根據(jù)圓錐破的具體工作機理、結構性質(zhì)等方面。特點制定切實可行的日常運行操作規(guī)程、維護保養(yǎng)制度，有利于提高圓錐破的整體質(zhì)量與運行的可靠性。通常情況下，可通過以下方式提升整體使用效果：在進行啟動、停車前需要根據(jù)實際情況構建有效的操作、維護機制，保證圓錐破碎機的正常啟動，對待破物料的粒徑、給料量、布料方式進行合理的選擇和設計，避免發(fā)生異常停車；同時選擇合理的潤滑劑，促進圓錐破碎機的各潤滑部位之間的潤滑良好，建立健全日常巡檢工作制度，合理安排計劃設備的月檢、季度檢、年檢從而形成切合實際的運行、維修制度，建立應急措施。

1.4 反擊式破碎機

反擊式破碎機是通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子總成上的3～6個剛性連接的板錘，當物料從破碎機進料口進入破碎機，通過導流板進入破碎腔時，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動板錘沖擊物料，將物料沿切線方向拋向懸掛于破碎機上方的反擊架。物料在破碎腔內(nèi)首先與高速旋轉(zhuǎn)的板錘沖擊破碎，其中一部分物料在與板錘沖擊后反彈向懸于機體上方的反擊架，與反擊架上安裝的反擊板沖擊破碎，另一部分物料在破碎腔內(nèi)與反彈的物料相互撞擊再次破碎。當破碎到一定粒度的物料從破碎機底部的排料口排出，此種屬于沖擊式破碎機，主要適用于物料的中、細碎破碎。反擊式破碎機具有結構簡單，主要由轉(zhuǎn)機、反擊板、反擊塊、反擊架、襯板、機架、調(diào)整裝置、液壓站等組成。在破碎機中喂入物料后，其破碎過程需要通過四種不同類型實現(xiàn)破碎。剛進入破碎腔的情況下，板錘會高速沖擊物料，在與板錘之間進行撞擊、摩擦后，物料會出現(xiàn)破碎；板錘在多次撞擊物料后，能夠給破碎的物料加速，使其能夠撞擊到一、二級反擊板，從而實現(xiàn)物料的二次破碎，在以上兩種破碎類型的疊加的過程中，物料之間也會出現(xiàn)各種次生破碎情況，如自由破碎、彼此碰撞、相互作用等。其中，一部分物料在通過以上破碎情況下仍然存在較大的尺寸，其能夠和板錘、反擊板在出料口處共同作用下，被磨削破碎。

反擊式破碎機主要適用于處理軟、中硬物料的粗碎、中碎、細碎作業(yè)，同時還具有一定的整形作用，通過反擊破破碎后的物料粒型相對較好，通常用于破碎脆性物料、飽和抗壓強度≤140MPa以下的物料破碎中更加適宜。反擊式破碎機具有較多的優(yōu)勢特點，主要體現(xiàn)在其實用性超強，無論是尺寸還是結構方面都存在著居多的優(yōu)勢，如破碎比大。同時，在具體應用時能夠降低電耗，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)量，運行成本較低。但是也存在一定的缺點，包括在進行破碎的過程中存在含粉塵量大的情況在具體使用過程中，需要定期檢查反擊板、反擊塊的磨損情況，根據(jù)生產(chǎn)需要粒徑和產(chǎn)量及時調(diào)整各級反擊架與轉(zhuǎn)子之間的間隙以確定合適的排料口。

2 破碎機組合形式

2.1 單段錘式破碎機系統(tǒng)

單段錘式破碎機系統(tǒng)所具備的優(yōu)點主要體現(xiàn)在其流程十分簡單，在具體運行過程中具有便捷的管理方式，所占用的面積較少，項目投資較低，單位產(chǎn)品不需要過高的能耗。缺點主要體現(xiàn)在該系統(tǒng)產(chǎn)品品種比例缺乏調(diào)節(jié)，對礦石的適用性較低，應用范圍局限，產(chǎn)品粒形較差，含粉量高，產(chǎn)品獲得率低，所需收塵風量過高，耐磨件使用壽命短，耐磨件消耗大。

2.2 顎式破碎機+反擊式破碎機系統(tǒng)

此系統(tǒng)所具備了多種優(yōu)缺點，其優(yōu)點在于骨料規(guī)格較多，生產(chǎn)過程中可形成大型化，適用范圍廣方便調(diào)節(jié)各種骨料的比例。成品骨料具有較好的粒形，含粉量較低，針對中等磨蝕指數(shù)的物料具有較高的適應性。其缺點主要體現(xiàn)在，針對高磨蝕指數(shù)的物料適應性較差，粗粒徑骨料獲得率處于中等階段。與圓錐破碎機相比，磨損件消耗量較高，產(chǎn)品單位能耗較高。

2.3 顎式破碎機+圓錐破碎機系統(tǒng)

該系統(tǒng)所具備的優(yōu)點成品骨料中不同粒度等級的骨料比例調(diào)節(jié)方便，適用于磨蝕性指數(shù)較高的物料，產(chǎn)品粒型較好含粉量低，粗粒徑獲得率高，單位產(chǎn)品能耗低，耐磨件使用壽命長，系統(tǒng)穩(wěn)可靠性高。該系統(tǒng)具有的缺點主要體現(xiàn)在生產(chǎn)線時產(chǎn)量過大的情況下，需要通過多臺或是三段破碎工藝來完成生產(chǎn)工藝流程過于繁雜，項目設備投資金額較大，該系統(tǒng)適用范圍較為局限。

2.4 顎式破碎機+反擊式破碎機+立軸破碎機（制砂機）系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要是由顎式破碎機加反擊式破碎機系統(tǒng)的條件下直接增加立軸破碎機進行整形制砂，在此種組合下形成三段破碎。立軸破碎機主要用于骨料的整形和生產(chǎn)機制砂。其優(yōu)點不僅具備顎破+反擊破系統(tǒng)的相關優(yōu)點，通過該組合能生產(chǎn)出高品質(zhì)骨料和精品機制砂。其缺點增加了一級整形制砂設備，投入成本增加，產(chǎn)品單位噸電耗增加，總投資成本偏高。

2.5 顎式破碎機+圓錐破碎機+圓錐破碎機系統(tǒng)

此系統(tǒng)是在顎式破碎機+圓錐破碎機的基礎下增加一級細碎圓錐破碎，從而實現(xiàn)三段破碎工藝。此種組合方式不僅能夠具備顎破加圓錐破系統(tǒng)的相關優(yōu)勢外，還具備生產(chǎn)線處理量大的特點，主要應用于花崗巖、鵝卵石、輝綠巖等較硬巖石的大產(chǎn)量破碎生產(chǎn)線上使用。其缺點是：由于增加了一級細碎圓錐破碎設備，前期投資成本增加，總投資額偏高。

3 結束語

綜上所述，在砂石骨料生產(chǎn)線中，破碎系統(tǒng)具有直觀重要的作用。在具體的碎石破碎生產(chǎn)中，破碎系統(tǒng)的組合處于非常重要的地位。同一臺破碎機處理相同的破碎物料時在不同的組合破碎工藝條件下的產(chǎn)量不同，具體選擇那種方式的組合破碎工藝主要取決于待破碎物料的磨蝕性、飽和抗壓強度、對成品骨料的品位要求以及投資預算等多方面綜合考慮，而破碎系統(tǒng)的選擇不僅需要充分滿足相關破碎要求，強化整體生產(chǎn)效率和單位噸電耗，同時需要減少投資，使后期維護成本得到有效降低，除此以外，還需要根據(jù)具體生產(chǎn)情況制定切實可行的操作規(guī)程、維修保養(yǎng)規(guī)范，確保其系統(tǒng)內(nèi)設備始終處于良好運轉(zhuǎn)，使經(jīng)濟效益最大化。