單段錘式破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。 大塊物料進(jìn)入破碎腔內(nèi)，堆放在機(jī)內(nèi)特設(shè)的中間托架上，錘頭在中間托架的間隙中運(yùn)行，將大塊物料連續(xù)擊碎而墜落，墜落的小塊經(jīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的錘頭進(jìn)一步打擊而細(xì)碎，最后經(jīng)弧形篦板均整合格后卸出。
技術(shù)參數(shù)
1.DPC系列技術(shù)參數(shù)
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型號(hào)
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轉(zhuǎn)子尺寸（mm*mm)
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處理能力（t/h)
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錘頭數(shù)量
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進(jìn)料口 (mm)
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入料粒度（mm)
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出料粒度 (mm)
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配套功率 (kw)
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設(shè)備重量（t)
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DPC 1412
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Φ1420*1194
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80-150
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28
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1290*1320
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500*500*800
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90%≤25
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200
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25
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DPC 1616
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Φ1650*1630
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150-220
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32
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1500*1785
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800*800*900
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90%≤25
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355
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43
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DPC 1818
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Φ1850*1730
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240-400
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40
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1755*1780
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800*800*1000
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90%≤25
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560
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67.5
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DPC 2018
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Φ2018*1802
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350-450
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40
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2040*1860
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1000*1000*1000
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90%≤25
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710
|
81
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DPC 2022
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Φ2018*2227
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400-600
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50
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2228*2460
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1000*1000*1200
|
90%≤25
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800
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110
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DLPC 2022-1
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Φ2018*2227
|
600-800
|
50
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2228*2460
|
1000*1000*1500
|
90%≤25
|
800
|
120
|
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DLPC 2022-2
|
Φ2018*2227
|
700-900
|
50
|
2228*2460
|
1000*1000*1500
|
90%≤25
|
800
|
130
|
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2DPC 1818
|
Φ1850*1890
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800 -1000
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40*2
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2030*2080
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1100*1100*1500
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90%≤75
|
630*2
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148
|
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2DPC 2022
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Φ2018*2237
|
1200 -1500
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50*2
|
2670*2460
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1000*1000*1500
|
90%≤75
|
800*2
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145
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2DPC 2325
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Φ2300*2508
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1600 -2000
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66*2
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3065*2666
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1100*1100*1500
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90%≤75
|
1125*2
|
204
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DSJ系列技術(shù)參數(shù)
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型號(hào)
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最大給料度（mm)
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生產(chǎn)能力（t/h)
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進(jìn)料含水量
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電機(jī)率（Kw）
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重量（t）
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DSJ2015
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≤100
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30-35
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≤15%
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220
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40
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DSJ2515
|
≤100
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40-50
|
≤15%
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250
|
55
|
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DSJ2821
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≤100
|
65-80
|
≤15%
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450
|
78
|
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DSJ3026
|
≤100
|
110
|
≤15%
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800
|
128
|
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DSJ4325
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≤100
|
150-160
|
≤15%
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900
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145
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2準(zhǔn)備工作
1根據(jù)適用場(chǎng)合和本機(jī)外形尺寸圖、基礎(chǔ)位置圖，進(jìn)行必要的工藝和土建設(shè)計(jì)，動(dòng)載荷系數(shù)建議取3-4。
2 機(jī)器四周和上部均應(yīng)預(yù)留有足夠的檢修和喂料空間。
3 電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)與機(jī)器基礎(chǔ)同時(shí)澆筑。
4 準(zhǔn)備好必要的工器具和吊裝設(shè)施。
5 組織有關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)安裝規(guī)范。
3機(jī)器安裝
1 機(jī)器轉(zhuǎn)子在出廠前已經(jīng)過(guò)動(dòng)、靜平衡校正，用戶安裝時(shí)通常無(wú)須再做平衡試驗(yàn)。若需要換錘頭或轉(zhuǎn)子部件時(shí)，徑向?qū)ΨQ偏差應(yīng)小于0.5kg。
2基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，方可進(jìn)行主機(jī)和電動(dòng)機(jī)的安裝。
3機(jī)器（下機(jī)體與轉(zhuǎn)子）安裝應(yīng)調(diào)水平，主軸水平誤差應(yīng)小于0.35mm/m，主、從動(dòng)皮帶輪軸向中心應(yīng)在同一平面內(nèi)。
4調(diào)整三角帶松緊適度。
5 檢查各部件是否有移位、變形；鎖緊所有螺栓；檢查密封是否良好。
6 檢查電控柜接線及緊固情況；檢查延時(shí)繼電器及過(guò)載保護(hù)器；選擇合適規(guī)格的保險(xiǎn)絲；上三角帶前接通電路，試驗(yàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。
7 檢查篦架定位及限位是否正確、排鐵機(jī)構(gòu)是否靈活，初始安裝使用本機(jī)時(shí)，篦架軸應(yīng)處于調(diào)整最低極限位置。
8 人工盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，檢查是否有摩擦、碰撞現(xiàn)象。
4研發(fā)與應(yīng)用
破碎機(jī)簡(jiǎn)介
單段錘式破碎機(jī)用于破碎一般的脆性礦石，如石灰石、泥質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖、石膏和煤等，也適合破碎石灰石和粘土的混合料，具有全回轉(zhuǎn)大質(zhì)量錘頭、可調(diào)整破碎板、順向篦子、安全門等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。適應(yīng)了入料粒度大、破碎比大、一次入磨的工藝要求。
當(dāng)前，5000t/d甚至l0000t/d水泥熟料生產(chǎn)線逐漸普及，水泥生產(chǎn)設(shè)備大型化需求也隨之增多，其中石灰石破碎能力l 000 t/h以上、適應(yīng)立磨工藝系統(tǒng)要求的單段錘式破碎機(jī)具有相當(dāng)廣闊的市場(chǎng)需求。
單段錘式破碎機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)如下。進(jìn)料口尺寸：1805mm×2560mm；最大給料尺寸：≤l 000mm×l 250mm×1500mm（其中≥1 m3的大塊不得超過(guò)l0%）；生產(chǎn)能力：l 000t/h；出料粒度：≤100 mm（占95%以上）；電動(dòng)機(jī)功率：1000 kW；電動(dòng)機(jī)電壓：10000 V；機(jī)器外形尺寸（不包括附屬裝置）：4900mm×4100mm×4200mm。
國(guó)內(nèi)各大水泥廠所選用的1000t/h級(jí)以上破碎機(jī)中，大部分是雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)。國(guó)產(chǎn)同類型單轉(zhuǎn)子破碎機(jī)中，目前只有單段錘式破碎機(jī)的單機(jī)產(chǎn)量能夠穩(wěn)定達(dá)到這一數(shù)量級(jí)。
單段錘式破碎機(jī)與雙轉(zhuǎn)子破碎機(jī)相比，少一臺(tái)電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)，少一只轉(zhuǎn)子，即主要優(yōu)勢(shì)在于破碎機(jī)本身的單機(jī)成本很低，且廣大用戶對(duì)單轉(zhuǎn)子破碎機(jī)的使用更為熟悉。
通過(guò)緊密跟蹤單段錘式破碎機(jī)的使用狀況，并及時(shí)修正了各個(gè)環(huán)節(jié)的不足，定型后的單段錘式破碎機(jī)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
工作原理
礦石存在不同的內(nèi)在缺陷，如層理，夾雜物、裂縫，特別是礦石在各個(gè)方向擴(kuò)展起來(lái)小至極細(xì)、大至肉眼可見(jiàn)的裂縫等導(dǎo)致礦石在各個(gè)方向上強(qiáng)度不同，利用劇烈的沖擊可以使礦石沿著最薄弱的脆弱點(diǎn)和脆弱面斷裂而破碎。但隨著破碎過(guò)程的進(jìn)行，礦石的粒度尺寸不斷減小，脆弱點(diǎn)和脆弱面也不斷減少，礦石的強(qiáng)度因而相應(yīng)地增加。礦石變得越來(lái)越堅(jiān)固，單位體積需要更高的沖擊能量才能破碎。
錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)都屬于沖擊式破碎機(jī)，利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭或板錘與礦石發(fā)生劇烈的撞擊，使礦石發(fā)生破碎的同時(shí)，還獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而與反擊板或襯板發(fā)生碰撞，或礦石彼此之間發(fā)生碰撞，多次碰撞后得到合格產(chǎn)品排出機(jī)外。
反擊式破碎機(jī)
反擊式破碎機(jī)的板錘與轉(zhuǎn)子之間為剛性連接，利用整個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)能對(duì)礦石進(jìn)行沖擊，使礦石不僅遭到破碎，而且獲得較大速度和動(dòng)能，與反擊板或襯板發(fā)生的碰撞也更加劇烈。其轉(zhuǎn)子所具有的動(dòng)能的大小，必須達(dá)到這樣一個(gè)值，保證既可將礦石一擊而碎或一擊而撞開(kāi)，又可確保轉(zhuǎn)子的速度波動(dòng)在傳動(dòng)系統(tǒng)允許的補(bǔ)償范圍以內(nèi)，轉(zhuǎn)子損失一部分動(dòng)能后仍然能夠繼續(xù)正�；剞D(zhuǎn)，即系統(tǒng)的不平衡系數(shù)在傳動(dòng)系統(tǒng)的許可范圍內(nèi)�？梢赃@樣認(rèn)為，反擊式破碎機(jī)的板錘在單次打擊礦石時(shí)具有較高的能量交換效率，其一次交換的能量大小與礦石的質(zhì)量大小近似成正比。正因?yàn)榉磽羰狡扑闄C(jī)單次交換的能量較高，并隨沖擊負(fù)載的變化而變化，單次交換的能量強(qiáng)度超過(guò)礦石的抗壓強(qiáng)度就可形成有效的破碎，因此它的主要優(yōu)勢(shì)就是能夠處理抗壓強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密的礦石。但如果瞬態(tài)沖擊負(fù)載過(guò)大，則容易使板錘至電機(jī)的一系列零部件中的薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生損壞，或傳動(dòng)失效。反擊式破碎機(jī)的進(jìn)料粒度也因此不能過(guò)大，這是其相對(duì)明顯的弱點(diǎn)。
錘式破碎機(jī)
錘式破碎機(jī)僅以鉸接在錘軸上的單個(gè)或數(shù)個(gè)錘頭對(duì)礦石進(jìn)行打擊，進(jìn)而使礦石破碎。礦石發(fā)生破碎的同時(shí)，所獲得的速度和動(dòng)能較為有限，與反擊板或襯板之間的碰撞的劇烈程度也相對(duì)較低。如果礦石的抗壓強(qiáng)度較高而且塊度較大時(shí)，錘頭本身的動(dòng)能不足以將礦石一擊而碎或一擊而撞開(kāi)，錘頭能夠在鉸接軸上360°反方向回轉(zhuǎn)，并在碰撞結(jié)束后再逐步向工作方向加速至正常速度。這種情況下，礦石則沿著錘盤滑動(dòng)、滾動(dòng)，在幾十毫秒的時(shí)間間隔內(nèi)遭受下一排錘頭的打擊�？梢�(jiàn)，錘式破碎機(jī)單次撞擊交換的能量較低，最高不超過(guò)同時(shí)發(fā)生碰撞的錘頭的動(dòng)能總和。
又由于錘頭重新恢復(fù)至額定速度過(guò)程中的時(shí)間較長(zhǎng)、加速度較小，即轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對(duì)錘頭的動(dòng)能補(bǔ)償是一個(gè)漸漸的過(guò)程，對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度沖擊較小。另外，礦石被一擊而碎或一擊而撞開(kāi)與否，僅和同時(shí)發(fā)生撞擊的錘頭動(dòng)能之和相關(guān)，而與整個(gè)轉(zhuǎn)子所具有的動(dòng)能大小無(wú)關(guān)。轉(zhuǎn)子動(dòng)能的大小僅需保證碰撞后的錘頭能夠及時(shí)恢復(fù)原有速度，即確保對(duì)錘頭動(dòng)能補(bǔ)償所產(chǎn)生的速度波動(dòng)在許可范圍內(nèi)。如果礦石的抗壓強(qiáng)度過(guò)高、性質(zhì)過(guò)于致密堅(jiān)韌，單次撞擊所交換的能量達(dá)不到礦石的破裂強(qiáng)度，則單次破碎效率將明顯下降。若多次打擊后礦石仍未發(fā)生疲勞破壞，則破碎機(jī)的整體破碎效率將明顯下降。
可見(jiàn)，錘式破碎機(jī)僅適于破碎中等強(qiáng)度的脆性礦石，這是它的局限之處；錘式破碎機(jī)對(duì)大塊脆性礦石又具有極大的適應(yīng)性，可通過(guò)多批次中等強(qiáng)度的打擊使大塊礦石沿薄弱面得以逐漸碎裂，這是其明顯的優(yōu)勢(shì)。
破碎機(jī)的研發(fā)和改進(jìn)
由于沖擊式破碎機(jī)的高速特性，一般情況下設(shè)計(jì)人員無(wú)法實(shí)際觀測(cè)到破碎機(jī)內(nèi)的詳細(xì)破碎過(guò)程。設(shè)計(jì)人員更多的是根據(jù)理想模型或已有經(jīng)驗(yàn)提出若干假設(shè)。并通過(guò)觀察監(jiān)測(cè)試驗(yàn)或生產(chǎn)中設(shè)備外部的振動(dòng)、聲響、溫度，或停機(jī)時(shí)觀察其內(nèi)部各零部件的磨損、沖擊痕跡、缺失甚至零部件的損壞，進(jìn)而得以印證，再加以改進(jìn)。
單段錘式破碎機(jī)的最初設(shè)計(jì)，是在現(xiàn)有錘擊式破碎機(jī)型基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)放大設(shè)計(jì)，并挖掘破碎機(jī)的最大潛力，但在最終成型前走了一些彎路。在有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我們經(jīng)過(guò)細(xì)致的觀察、分析、總結(jié)以及深刻的反思，找到了相關(guān)不利影響因素，提出了新的設(shè)計(jì)理念，對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，并加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備操作、維護(hù)人員的培訓(xùn)，最終順利通過(guò)產(chǎn)品各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的考核驗(yàn)收，獲得了用戶的認(rèn)可。以下進(jìn)行具體分析，并對(duì)若干傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)進(jìn)行再探討和修正，其中不妥之處，懇請(qǐng)專家斧正。
落料點(diǎn)及起始破碎角
礦石落料點(diǎn)所處的轉(zhuǎn)子半徑與錘頭回轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)子水平半徑之間的夾角（α）稱為起始破碎角。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，起始破碎角越大所形成的破碎腔其破碎效率越高。破碎腔的型式，文獻(xiàn)[1]按α角的大小進(jìn)行了分類：α<90°為承擊式；α=90°為平擊式；α>90°（最大l35°）為仰擊式（見(jiàn)圖l）。
錘式破碎機(jī)腔型型式
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，α值越大，破碎區(qū)間越大，打擊碰撞的機(jī)會(huì)越多，破碎效率越高。通過(guò)實(shí)踐，我們認(rèn)為，α角并非越大越好，過(guò)大的α角將帶來(lái)諸多不利影響，并導(dǎo)致極低的破碎效率。
在臺(tái)泥英德一期工程用破碎機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)要求，板喂機(jī)頭輪中心與轉(zhuǎn)子中心水平距離較大，并且利用加長(zhǎng)板喂機(jī)頭部的鏈幕擋住礦石，使落料點(diǎn)偏離轉(zhuǎn)子中心較遠(yuǎn)，以獲得較大的α角，如圖2(a）所示。但實(shí)際生產(chǎn)效果并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。生產(chǎn)過(guò)程中，破碎機(jī)入料口正下的受料區(qū)域沉悶聲響明顯偏大，正面豎直布置的襯板磨損痕跡明顯，該區(qū)域襯板螺栓剛預(yù)緊不久就極易松脫，破碎機(jī)返料嚴(yán)重，正上方較薄的頭罩頂部受返料打擊變形較大，產(chǎn)生很大的噪聲，電機(jī)電流的波動(dòng)較大。我們分析，α角過(guò)大已經(jīng)直接對(duì)破碎進(jìn)程產(chǎn)生了不利影響，具體分析如下。
⑴ α角過(guò)大影響了順暢料流的形成。高速回轉(zhuǎn)的錘頭的作用有二個(gè)，首先是它的撞擊破碎作用，其次是使礦石獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度。錘頭充分的撞擊破碎作用是提高破碎效率的最直接因素；撞擊后礦石運(yùn)動(dòng)速度的大小、方向則確定了料流的形成。顯然，只有礦石獲得錘頭及時(shí)、有效的破碎作用的同時(shí)，礦石碎裂后的總體運(yùn)動(dòng)又方向正確、大小合適，才能確保破碎強(qiáng)度在各個(gè)破碎區(qū)間合理分布，進(jìn)而獲得順暢的料流及較高的生產(chǎn)效率。
由于α角過(guò)大，受到打擊的礦石運(yùn)動(dòng)速度在豎直方向的分量較大，在水平方向的分量卻很小，很不利于破碎后的礦石及時(shí)向破碎板和排料篦子方向移動(dòng)，礦石向上運(yùn)動(dòng)碰撞到進(jìn)機(jī)料流后又落到原來(lái)的落料點(diǎn)附近，再次下落遭受反復(fù)多余的打擊。極端地講，如果α等于l80°，則礦石根本不能排出破碎機(jī)，生產(chǎn)效率為零；另外那些向上高速運(yùn)動(dòng)卻又未與進(jìn)機(jī)料流發(fā)生碰撞的礦石就形成劇烈返料，對(duì)破碎機(jī)上游設(shè)備及非標(biāo)產(chǎn)生很大沖擊。礦石在這一區(qū)域的總體運(yùn)動(dòng)形態(tài)類似于沸騰的狀態(tài)，結(jié)果產(chǎn)生過(guò)破碎，錘頭的磨損也必然嚴(yán)重，而產(chǎn)量并沒(méi)有大的提高。
⑵ α角過(guò)大對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了更大的額外豎直沖擊。根據(jù)理論力學(xué)對(duì)鉸接支座的反碰撞沖量分析可知，僅當(dāng)?shù)V石與錘頭的碰撞沖量作用于錘頭對(duì)稱平面內(nèi)的撞擊中心，且垂直于鉸接點(diǎn)與質(zhì)心的連線時(shí)，在鉸接錘軸處不引起碰撞沖量，從而對(duì)轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時(shí)沖擊亦為零。
顯然，由于破碎機(jī)腔型的結(jié)構(gòu)及尺寸的限制，礦石的自由落體運(yùn)動(dòng)對(duì)錘頭的碰撞沖量并不能符合上述對(duì)轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時(shí)沖擊為零的條件，因而將在錘軸處產(chǎn)生豎直向下的碰撞沖量，該沖量直接將作用于轉(zhuǎn)子剛性部分。又根據(jù)動(dòng)量矩定理：
M=I×L=JΔω，即：Δω=(I×L)/J
式中：M為沖量矩；I為轉(zhuǎn)子在錘軸處所受沖量；L為轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，△ω為轉(zhuǎn)子角速度變化量。在錘軸處碰撞沖量I的作用下，轉(zhuǎn)子所受沖量矩M的大小，與轉(zhuǎn)子中心和沖量I的水平距離三成正比。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J為定值，故轉(zhuǎn)子角速度變化量△ω與L成正比。α角越大，轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離L值越大，這樣轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，電機(jī)電流也會(huì)有很大波動(dòng)，破碎機(jī)工作狀態(tài)不穩(wěn)定。
基于這些分析，我們將鏈幕的長(zhǎng)度由原來(lái)超過(guò)板喂機(jī)頭輪中心線以下0．5～0．8m減短至不超過(guò)該頭輪中心線，減少礦石水平方向的阻力，α角稍小，如圖2(b）所示。經(jīng)仔細(xì)觀察正面豎直布置的襯板磨損情況，以及辨聽(tīng)破碎機(jī)內(nèi)的聲響大小、發(fā)生區(qū)域，我們認(rèn)為使用效果有了明顯的改善。
另外，我們?cè)陉兾鲌虬厥沂扑橄到y(tǒng)上的一些使用經(jīng)驗(yàn)也可以進(jìn)一步佐證α角過(guò)大的危害。在該系統(tǒng)中，板喂機(jī)頭輪與破碎機(jī)中心的水平距離較小，將形成較小的α角。為了使礦石的落料點(diǎn)遠(yuǎn)離破碎機(jī)中心、滿足傳統(tǒng)思路較大α角的要求，板喂機(jī)上方的鏈幕采用了單位質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鏈條的輪船錨鏈，借此壓迫礦石。由于錨鏈對(duì)礦石的阻力很大，下落時(shí)基本上是沿著豎直滑落。此時(shí)的α角應(yīng)該是最大的了。但實(shí)際使用出現(xiàn)了以下不利影響：
①破碎機(jī)受料區(qū)域的破碎聲響極大；
②正面豎直布置的襯板沖刷磨損異常，30mm厚的襯板在一個(gè)月內(nèi)僅余不足10 mm，幾乎磨穿：
③錘頭磨損嚴(yán)重，且工作面與非工作面磨損程度相差無(wú)幾，而一般情況下錘頭非工作面幾乎不磨損；
④出料粒度過(guò)細(xì)。
經(jīng)過(guò)重新調(diào)整鏈幕的規(guī)格和位置后，α角得以降低，問(wèn)題均順利得以解決，破碎機(jī)圓滿通過(guò)考核。生產(chǎn)運(yùn)行中，由于進(jìn)機(jī)礦石的粒徑組成從幾毫米到1．5m都有，小顆粒的下落過(guò)程基本為自由落體形態(tài)，而大塊礦石則受設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的影響，因此實(shí)際α角并沒(méi)有一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)值，而是在一定區(qū)間內(nèi)變化，只能從統(tǒng)計(jì)角度確定理論落料點(diǎn)。
根據(jù)我們總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，宜使α角在100°～ll5°范圍。如此，礦石既能在足夠長(zhǎng)的破碎區(qū)間受到打擊，撞擊后礦石的運(yùn)動(dòng)速度在水平方向上的分量又有利于礦石及時(shí)向破碎板和排料篦子方向移動(dòng)。當(dāng)然，在生產(chǎn)中仍然有必要根據(jù)實(shí)際效果對(duì)鏈幕的位置稍加調(diào)整。
礦石探入錘頭打擊區(qū)深度控制及錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在轉(zhuǎn)子圓周方向上有數(shù)排錘頭，每個(gè)錘頭還有一定的寬度。相鄰兩排錘頭之間，以及錘頭頂端至錘盤外緣之間所形成的區(qū)域?yàn)殄N頭打擊區(qū)，礦石只有進(jìn)入該區(qū)域才能被錘頭有效撞擊破碎。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，應(yīng)盡可能使礦石探入錘頭打擊區(qū)，并將錘盤設(shè)計(jì)成帶豁口狀。通過(guò)分析，我們認(rèn)為，礦石探入錘頭打擊區(qū)的深度要適當(dāng)，過(guò)深將錯(cuò)誤地導(dǎo)致錘盤參與破碎，錘盤的豁口設(shè)計(jì)是完全沒(méi)有必要的。
傳統(tǒng)思路認(rèn)為應(yīng)使礦石沿半徑方向盡可能探入打擊區(qū)，在錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還要盡可能擴(kuò)大打擊區(qū)的深度。根據(jù)這一思路，甚至將整圓錘盤的外圓沿特定角度切除一部分，形成每個(gè)錘頭的前方均有一個(gè)很深的豁口，以容納探入的礦石，其外形如圖3所示。這樣設(shè)計(jì)的預(yù)期是，錘頭擊打大塊礦石的部位便可更接近礦石中心，一擊而未能碎裂的大塊礦石可以被托在豁口部位繼續(xù)接受錘頭有效打擊。
但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況來(lái)看，這樣的設(shè)計(jì)并未達(dá)到所設(shè)想的效果，反而產(chǎn)生一系列副作用。
⑴錘盤承受了過(guò)大的沖擊作用，豁口的迎料面發(fā)生嚴(yán)重的磨損，其磨損程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他部位，且有明顯的塑性變形或蹦口。在錘盤有豁口的情況下，當(dāng)錘頭不足以一擊而碎大塊礦石而反轉(zhuǎn)縮入錘盤，或者錘頭未能及時(shí)展開(kāi)成輻射狀時(shí)，迎擊面還將立刻撞向大塊礦石，充當(dāng)了類似反擊破碎機(jī)板錘的作用，與礦石之間發(fā)生了剛性撞擊，這就無(wú)意中引入了反擊式破碎機(jī)的破碎原理。如前所述，這種剛性撞擊交換的能量巨大，對(duì)礦石的破碎有較高效率，但剛性打擊件所承受的沖擊同樣巨大。錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)適宜于多批次中等強(qiáng)度撞擊。錘盤豁口的迎料面不足以承受這樣大的撞擊，迎料面的金屬組織發(fā)生塑性變形，進(jìn)而硬化剝落而很快磨損。
⑵多個(gè)錘盤沿錘盤與橫撐之間的焊接界面開(kāi)裂。與反擊式破碎機(jī)整體大剛性轉(zhuǎn)子不同的是，錘式破碎機(jī)的錘盤是分片型式的，并以橫撐結(jié)構(gòu)來(lái)加強(qiáng)錘盤軸向剛度，但由于結(jié)構(gòu)空間的限制，橫撐與錘盤的聯(lián)接孔消弱了錘盤的局部強(qiáng)度。錘盤豁口的迎料面承受多次大沖擊時(shí)，錘盤與橫撐的焊接接口部位形成大的應(yīng)力集中，逐漸出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，最后導(dǎo)致錘盤沿此處嚴(yán)重開(kāi)裂。
⑶個(gè)別錘軸發(fā)生斷裂。如前所述，當(dāng)?shù)V石與錘頭的碰撞滿足一定理想條件時(shí)，錘頭和錘軸之間的碰撞沖量為零，錘軸、錘盤、主軸、軸承等的使用壽命受碰撞的影響最小，這是錘式破碎機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)。也就是說(shuō)，應(yīng)當(dāng)盡可能使破碎作用所需的碰撞發(fā)生在錘頭撞擊中心附近的區(qū)域。根據(jù)計(jì)算，錘頭的理論撞擊中心比較偏靠于錘頭外端部。如果碰撞都發(fā)生在該處，礦石伸入太少，每次打擊的破碎效率可能較低，達(dá)不到產(chǎn)量要求。因此，礦石還是需要探入打擊區(qū)適宜深度，碰撞將偏離撞擊中心。此時(shí)錘軸的強(qiáng)度需要滿足長(zhǎng)期承受一定大小的碰撞沖量的要求。但如果礦石過(guò)于探入打擊區(qū)乃至伸入錘盤外圓以內(nèi)，大量的撞擊將遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離撞擊中心。甚至撞擊到與錘軸鉸接的錘頭部位。撞擊點(diǎn)越偏離撞擊中心，在鉸接點(diǎn)引起的碰撞沖量越大，錘軸越容易斷裂。同時(shí)，由于豁口迎料面的存在，錘盤在巨大的沖擊作用下，也可能在圓周方向發(fā)生一定變形，進(jìn)而導(dǎo)致個(gè)別錘軸受力不均而斷裂。
基于以上分析，我們?cè)谝韵聝蓚�(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，盡可能避免錘盤直接參與破碎作用。
⑴提高錘頭回轉(zhuǎn)速度。通過(guò)合理提高錘頭的回轉(zhuǎn)速度，使圓周方向上兩排錘頭之間打擊礦石的時(shí)間間隔減少到合適值，以保證礦石探入打擊區(qū)的合適深度。根據(jù)動(dòng)量定理，可以認(rèn)為，礦石經(jīng)受第一次錘頭打擊后，探入打擊區(qū)的部分被錘頭鑿削而與主體部分分開(kāi)，并以較大的水平速度向前做拋物線運(yùn)動(dòng)，剩余主體部分由于質(zhì)量較大將以較小的水平速度在該排錘頭轉(zhuǎn)過(guò)而下一排錘頭未趕到之前的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，合適的時(shí)間間隔將使得礦 石下落到足夠深的區(qū)域而又尚未接觸錘盤外緣時(shí)，便遭到后續(xù)錘頭的有效撞擊。
⑵改為圓錘盤。當(dāng)然以上所有對(duì)礦石的下落點(diǎn)及下落過(guò)程的分析都是基于一種理想模型，實(shí)際上不可能每次實(shí)際碰撞都符合理想條件，破碎過(guò)程中的礦石之間還彼此干涉。經(jīng)過(guò)多次碰撞所形成的料流總體運(yùn)動(dòng)方向是沿著錘頭的回轉(zhuǎn)方向，但是礦石在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程總有一些落到錘頭打擊區(qū)內(nèi)較深的區(qū)域，即使轉(zhuǎn)子速度已有所提高也是如此。因此，我們將錘盤直接改為整圓結(jié)構(gòu)。取消了帶有迎料面的豁口結(jié)構(gòu)。這樣礦石與錘盤發(fā)生正面碰撞的概率大大降低，碰撞的強(qiáng)度將大為降低，錘盤的塑性變形及應(yīng)力集中必將大為減少。礦石在錘盤上滾動(dòng)或滑動(dòng)產(chǎn)生的磨損可由錘盤外圓的耐磨堆焊層承受。另外圓錘盤又提高了材料的利用率。因?yàn)椋诶昧悴考剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能進(jìn)行工作的設(shè)備中，金屬材料盡可能分布在遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心的區(qū)域時(shí)，材料的利用率才最高。原有的錘盤豁口結(jié)構(gòu)在這一點(diǎn)上存在明顯不足�？梢�(jiàn)，圓錘盤既消除了豁口結(jié)構(gòu)，又簡(jiǎn)化了加工工藝，更增加了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了轉(zhuǎn)子動(dòng)能富裕量，進(jìn)而降低系統(tǒng)速度波動(dòng)。
嘗試模擬印證
正如前文所述，我們難以對(duì)沖擊破碎的具體進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、近距離的觀察，也就難以對(duì)某一具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，我們將有可能對(duì)這一破碎過(guò)程進(jìn)行一定程度的模擬，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)。
由于巖石破碎實(shí)際上是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，相關(guān)的力學(xué)理論還不成熟，因此對(duì)于邊界條件的選取具有很大的難度。我們僅利用相關(guān)軟件定性地分析了零部件的受力狀態(tài)，以便在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠準(zhǔn)確地關(guān)注到應(yīng)力集中發(fā)生的部位，并逐步嘗試相關(guān)定量分析。我們的模擬結(jié)果顯示圓錘盤比帶豁口錘盤顯然更有效地避免了應(yīng)力集中，與橫撐相聯(lián)接處的最大應(yīng)力僅為后者的30%左右。
破碎機(jī)的使用和維護(hù)
事實(shí)上，正確使用和維護(hù)對(duì)于破碎系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的。鑒于篇幅所限，以下僅對(duì)進(jìn)料粒度和破碎機(jī)間隙調(diào)整提出一些建議，供使用參考。
進(jìn)料粒度控制
要嚴(yán)格控制進(jìn)料粒度，并防止異物進(jìn)機(jī)。破碎機(jī)的基本運(yùn)轉(zhuǎn)條件極為惡劣，但符合設(shè)計(jì)要求的大塊礦石在破碎機(jī)內(nèi)一般經(jīng)過(guò)極短時(shí)間便可被破碎為較小塊，沖擊強(qiáng)度中等而短暫。對(duì)相關(guān)件所產(chǎn)生的不良影響較小，亦在設(shè)計(jì)考慮之內(nèi)。在正常破碎的情況下，破碎機(jī)內(nèi)料流順暢，適量大塊進(jìn)入也能在很短時(shí)間內(nèi)破碎，破碎聲響大而不沉悶，且轉(zhuǎn)瞬即逝，相應(yīng)瞬時(shí)電流可能很大，但亦可在極短時(shí)間內(nèi)迅速回落。而一旦入料粒度過(guò)大、大塊過(guò)多時(shí)，破碎機(jī)錘頭、錘軸、錘盤將可能遭受持續(xù)、頻繁的過(guò)大沖擊，極易導(dǎo)致微細(xì)裂紋。雖然未必在當(dāng)時(shí)就產(chǎn)生宏觀上可見(jiàn)到的破壞，但裂紋在以后的生產(chǎn)中很容易延續(xù)擴(kuò)展，最后發(fā)生損壞。為保障設(shè)備壽命與穩(wěn)定運(yùn)行及產(chǎn)能要求，應(yīng)按使用說(shuō)明書要求嚴(yán)格控制過(guò)大尺寸物料及其數(shù)量，并防止異物進(jìn)入設(shè)備。
單段錘式破碎機(jī)在生產(chǎn)初期，進(jìn)料粒度控制不夠嚴(yán)格，板喂機(jī)甚至曾因物料過(guò)大而卡料跳停。其中一次，喂入大量過(guò)大礦石，破碎機(jī)內(nèi)發(fā)出巨大的聲響并伴隨劇烈的振動(dòng)，甚至在停止喂料后，異常振動(dòng)及沉悶聲響仍持續(xù)約6 min。事后檢查，從料坑內(nèi)清理出超標(biāo)大塊礦石一大礦車，最大的直徑達(dá)2．75 m。這種情況下，必定對(duì)破碎機(jī)零部件造成重大傷害。
在生產(chǎn)中，還應(yīng)當(dāng)避免各種異物進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)。雖然單段錘式破碎機(jī)的安全門在大部分情況下可以排出進(jìn)機(jī)異物，但仍然不能完全避免各種意外發(fā)生。如果鏟牙、鋼軌等較大尺寸異物混入，在這些異物被打斷或排出機(jī)外之前，破碎腔內(nèi)相對(duì)薄弱的零部件極有可能發(fā)生損壞。如果大樹(shù)根之類韌性很強(qiáng)并帶有纖維的異物夾雜在礦石中，這些異物并不能被破碎機(jī)及時(shí)破碎，但很容易纏繞或夾在破碎腔各零部件上，造成排料不暢，甚至卡堵、損毀傳動(dòng)帶等故障。
轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板間距的調(diào)節(jié)
很多人對(duì)破碎機(jī)內(nèi)幾個(gè)重要的間隙值的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)。如：認(rèn)為破碎機(jī)轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距，應(yīng)當(dāng)?shù)扔诔隽狭６鹊拇笮。徽J(rèn)為該間隙值越大，越不會(huì)產(chǎn)生過(guò)粉碎，同時(shí)破碎機(jī)的通過(guò)量也越大，等等。錘式破碎機(jī)的破碎主要發(fā)生在轉(zhuǎn)子上方的上破碎腔，礦石經(jīng)受錘頭強(qiáng)烈打擊、破碎板反擊作用使得絕大部分的礦石得以破碎，上破碎腔起到粗碎、中碎的作用；轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的下破碎腔，僅能將小塊礦石擠碎以及對(duì)礦石進(jìn)行顆粒均化，同時(shí)將合格礦石強(qiáng)制排出，下破碎腔僅起到細(xì)碎的作用。
有關(guān)文獻(xiàn)對(duì)具體的排料過(guò)程進(jìn)行了細(xì)致的論述和分類：當(dāng)排料篦子具有足夠的通過(guò)面積，同時(shí)進(jìn)入排料區(qū)的礦石中不合格粗粒少時(shí)，礦粒主要是沿錘頭打擊力作用方向直接從篦縫空間中射出，或者射到篦條上再折射出篦縫，稱為暢通型排料；當(dāng)排料面積不足，進(jìn)入排料區(qū)礦石中不合格粗粒多，篦子區(qū)域內(nèi)有大量的積料，這時(shí)礦粒主要依靠推擠和重力作用從篦縫中排出，稱為擠滿型排料。
我們認(rèn)為，破碎機(jī)轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距應(yīng)當(dāng)確保絕大部分的破碎過(guò)程在破碎上腔完成，使單段錘式破碎機(jī)處于暢通型排料，才能達(dá)到高破碎比、高產(chǎn)量的要求。
轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板之間的間隙（圖2中的a值）決定了上下破碎腔的破碎強(qiáng)度的分布。若該值過(guò)大，將有過(guò)多礦石進(jìn)入下破碎腔，超過(guò)了下破碎腔的破碎能力，礦石對(duì)錘頭的運(yùn)轉(zhuǎn)將產(chǎn)生阻滯作用，致使錘頭不能在下一擊打周期內(nèi)恢復(fù)原狀，會(huì)進(jìn)一步降低破碎效率，破碎機(jī)產(chǎn)能自然下降。
轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的間隙（圖2中的b值）決定了破碎機(jī)排料效率，它的大小僅與篦子板的出料機(jī)制相關(guān)，而與出料粒度的要求無(wú)關(guān)。若該值過(guò)大，錘頭掃不到的礦石顆粒必定相對(duì)較多、較大，礦石夾在篦子板的排料縫隙中而不能及時(shí)排出的幾率大大增加，排料過(guò)程變?yōu)閿D滿型排料，進(jìn)而在這一區(qū)間內(nèi)逐步形成料墊層，極大削弱了錘頭強(qiáng)制排料的功能。由此惡性循環(huán)而使得破碎效率更進(jìn)一步下降，最終造成破碎機(jī)產(chǎn)能下降、電機(jī)電流持續(xù)居高不下。合適的間隙值可以形成暢通型排料。將粒度合格的物料及時(shí)、順暢排出機(jī)外。
使用證明：改進(jìn)型單段錘式破碎機(jī)具有優(yōu)異的性能，得到了用戶的認(rèn)可，應(yīng)進(jìn)一步推廣使用，有廣闊的市場(chǎng)前景。它的成功應(yīng)用，使廣大用戶在在單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)向雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)過(guò)渡的這一區(qū)間內(nèi)，又增加了一個(gè)可靠選項(xiàng)，也使我院的裝備水平得到進(jìn)一步提高，必將有利于我院整體競(jìng)爭(zhēng)能力的提升。通過(guò)對(duì)單段錘式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)、使用、改進(jìn)的實(shí)踐，我們加深了對(duì)破碎這一復(fù)雜進(jìn)程的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)理念得到了一次提升，這將有利于我們將來(lái)的裝備開(kāi)發(fā)和技術(shù)進(jìn)步。
5安全操作四點(diǎn)
1、 破碎機(jī)要確保在空負(fù)荷的情況下啟動(dòng)。出料的皮帶輸送機(jī)需要和板式喂料機(jī)聯(lián)鎖，不能和破碎機(jī)聯(lián)鎖。如果皮帶輸送機(jī)出現(xiàn)故障，那么板喂機(jī)就馬上停機(jī)，破碎機(jī)則繼續(xù)保持運(yùn)轉(zhuǎn)，待機(jī)體內(nèi)部物料的破碎工作結(jié)束才可以停機(jī)。
2、 破碎機(jī)在開(kāi)機(jī)前都要檢查內(nèi)部和外部的旋轉(zhuǎn)部件的擋板螺栓、緊固螺栓、緊環(huán)螺栓是否出現(xiàn)松動(dòng)，若有，則馬上維修，破碎機(jī)內(nèi)部的襯板螺栓必須每星期檢查一次。
3、 破碎機(jī)給料要均勻，不得讓金屬異物等進(jìn)入破碎機(jī)，開(kāi)機(jī)人員若看到電流表負(fù)荷過(guò)大或者異物撞擊的聲音，要馬上停機(jī)，等破碎機(jī)完全停止后立即排除異物，檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否有損壞現(xiàn)象，確認(rèn)正常后才可繼續(xù)開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、 破碎機(jī)的維修和操作只有經(jīng)過(guò)優(yōu)秀的培訓(xùn)，才能開(kāi)始上崗。工作人員要充分掌握操作知識(shí)，了解機(jī)器的原理和構(gòu)造，還要按照操作說(shuō)明的規(guī)定，確保機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
