高频破碎器国内外发展概况

童小冬，王亚军，朱志昊，张元元

（安徽惊天液压智控股份有限公司，安徽 马鞍山 243000）

1 高频破碎器概述

高频破碎器[1][2][3]，又称高频振动器，俗称高频锤，是近年来发展起来的一种全新、高效挖掘机属具，其施工示意图如图1 所示。 高频破碎器融合了机械、液压、控制、材料、热处理等多学科的最新技术，其基本工作原理为：以主机液压系统的高压油为动力源， 当高压油驱动液压马达后，将使高频锤激振器内的偏心齿轮组件高速转动，从而产生高频激振力，该激振力通过刀排振齿，对目标破碎物进行高频冲击振动，达到高效破碎目的。 高频破碎器主要由减振外壳、振动箱体、上拉支架、下拉支架四大结构件组成，具体如图2 所示。

图1 高频破碎器施工示意图

图2 高频破碎器结构图

2 高频破碎器国外发展现状

德国克努伯公司基于交变应力波破碎理论，于1999 年研制一种高能效新型破碎锤， 对样机测试发现打软岩的效果很好， 打硬岩却不理想，克努伯公司对此结果不满意，并向同行公开了图纸。 此项技术得到同行继续开发，并逐渐应用成熟，2009 年欧洲正式推出第一台高频破碎器，由于其优异的产品特性和卓越的破碎效能，很快在欧洲市场引起高度重视， 并被市场快速接受，其使用场合与应用领域逐步拓展扩大。目前在国外具有代表性的生产厂商有： 西班牙XCENTRIC、TABE，意大利 SOCOMEC，日本 FURUKAWA，韩国 SEUNGWOO、GB、DAEDONG。

2.1 西班牙XCENTRIC 公司的XR 系列产品

XCENTRIC 公司推出的XR 系列产品，其理论基础是基于克努伯公司公开的理论，为了克服应力波对锤头疲劳损伤，加固该方面结构，产品自重大，配套挖掘机安装该系列高频锤一般都增加配重， 同时重量的增加就限制了打击幅度，所以该系列产品主要应用于软岩施工中，其主要技术参数如表1 所示。

图3 XCENTRIC 公司的XR 系列产品

表1 XR 系列产品主要技术参数

图4 TABE 公司的TYR 系列产品

2.2 西班牙TABE 公司的TYR 系列产品

西班牙TABE 公司是液压锤领域中的世界知名企业， 并生产与销售各类挖掘机附属机具，该公司推出的TYR 系列产品基本上沿用克努伯公司公开的结构布局，采用了连杆-气囊-垫块的结构，其主要技术参数如表2 所示。 TABE 公司技术人员针对激振箱的直线往复运动轨迹与连杆的圆周约束相互冲突，导致该机构有一部分力没有打击石头， 而是打击在了轴承和连杆上，为了改善此现象， 将两块偏心块进行了角度偏转，改善轴承受力，但降低了冲击力，所以该系列产品主要用于破碎软岩。

表2 TYR 系列产品主要技术参数

图5 国外其他公司的高频破碎器产品

2.3 国外其他厂家产品

3 高频破碎器国内发展现状

中国是全球工程机械最大的生产制造国和最大的应用市场，对新型工程机械产品的需求也十分迫切。 高频破碎器一经问世，很快就引起国内市场的关注，一批经销商和制造商正致力于产品的推广与开发。 目前国内主要生产制造厂商有：安徽惊天液压智控股份有限公司、上海上鸣机械科技有限公司、 赣州力剑液压机械有限公司，还有香港大田机械公司。

3.1 安徽惊天液压V 系列产品

安徽惊天液压是一家专注于液压破拆属具及装备研发、生产、销售及服务的企业，2013 年向市场推出瑞卡斯品牌V 系列高频破碎器，主要技术参数如表3 所示，该系列产品具有激振频率高，激振力大，结构合理，维修方便，工业设计独特， 适应于莫氏硬度低于7 级的各类岩石，已在矿山开采领域得到推广使用， 并得到市场认可。

3.2 上海上鸣机械科技股份有限公司SV 系列产品

上海上鸣机械科技股份有限公司主要生产高频液压破碎锤、附件及液压站、液压阀组件等。该公司推出的SV 系列高频锤产品已经在矿山开采领域应用，并具有自身的特点与优势，主要技术参数如表4 所示。

图6 惊天公司的V 系列产品

表3 惊天公司V 系列产品主要技术参数

图7 上鸣公司的SV 系列产品

表4 SV 系列产品主要技术参数

3.3 赣州力剑液压机械有限公司的LJ 系列产品

赣州力剑公司是从事高频锤生产与销售的厂家，该公司推出的LJ 系列高频锤产品，主要技术参数如表5 所示，结构与性能特点基本类似。

图8 力剑公司的LJ 系列产品

表5 LJ 系列产品主要技术参数

4 高频破碎器性能特点

4.1 高频破碎器优点

（1） 高频破碎器由高速抗震液压马达驱动，液压油压力、流量恒定不变，无任何波动变化，因此，对主机液压系统没有影响；同时高频破碎器中液压油是在完全封闭的液压管路中流动，只经过液压马达而无需经过箱体， 所以金属磨损、粉尘等所产生的污垢不会进入油液，所以不会出现黑油、漏油现象。

（2）高频破碎器的整机结构合理，在顶部和侧面都有减振装置，降低了80%的振动力，所以在减振装置正常的情况下基本对挖掘机没有任何损伤。

（3）在耗损方面，高频破碎器在日常工作中仅需在必要的时候（润滑油乳化时）更换油箱中的润滑油及斗齿即可，避免了更换传统破碎锤的钎杆、油封、衬套、活塞、扁销等日常的保养工作和开支，同时维护保养与维修都十分方便，也更加符合绿色环保的理念。

（4） 由于高频破碎器的核心部件的高封闭性，在不改装的情况下高频破碎器就可以轻松的完成水下破碎作业。

（5）高频破碎器由液压马达驱动，冲击频率可达 1500～1800 次/分， 而传统破碎锤基本在300～500 次/分， 工作效率是传统破碎锤的 3～5倍，所以高效率又是高频破碎器的一大创新点。

（6） 高频破碎器工作时的噪音在65 db 左右， 而液压破碎锤工作时噪音达到95 db 以上，与传统破碎锤相比噪音低，更加符合环保理念。

4.2 高频破碎器局限性

（1） 高频破碎器靠激振力产生的振动工作，其单次冲击力相比液压破碎锤要小，而对于硬度很高的岩石， 需要单次冲击力很大才能破碎，因此，目前高频破碎器并不适用于莫氏硬度大于7以上的岩石破碎作业；

（2）高频破碎器的破碎机理是：先依靠振动使岩石破碎，再通过大臂进行钩拉分裂，因此，操作手劳动强度大，操作技术要求高，需要准确把握操作要领，方可显出高效。

5 高频破碎器工程应用领域[4][5]

高频破碎器可以大范围替代液压破碎锤工作， 特别是对于莫氏硬度低于7 级的各类岩石，如砂岩、风化岩、石灰岩及喀斯特地貌岩石，破碎效果尤为显著，主要作业场所有：

（1）矿山开采、铜矿、煤矿、铁矿等；

（2）冶金钢包、设备基础拆除等；

（3）铁路、隧道分化岩挖掘、路基夯实等；

（4）公路、公路修补、水泥路面破碎、斜坡破碎等；

（5）运河、水下破碎、破冰等。

6 结束语

高频破碎器以卓越的性能优势正在被逐渐推广使用，特别适用于莫氏硬度低于7 级的各类岩石破碎，其破碎效率为传统液压破碎锤的3～5倍，已经在一些矿石开采领域取代传统液压破碎锤。随着国民经济的快速发展，大型矿石开采、隧道与道路建设、 市政工程建设等领域将加大投入，高频破碎器在这些领域将得到推广使用。 国内外每家生产厂商的系列产品都具有自身特点，但工作原理基本相同，技术参数类似，在实际施工过程中体现出使用方便，维护简单，产生的经济效益非常可观，相信该产品在国内市场将得到越来越广泛使用， 国内研发生产厂商将越来越多，技术将越来越成熟。

[1]陈国俊，邹十践，罗铭等.液压挖掘机[M].武汉：华中科技大学出版社，2011：214～215.

[2]曹国俊，樊裕昕.一种高频破碎锤：中国，201110081337.6[P].2011-09-14.

[3]唐忠盛. 液压共振破碎器：中国，201020144576.2[P].2011-01-19.

[4]陈福全，汪金卫，李大勇等.高频液压振动锤打桩的应用概况与研究发展[J]. 岩土工程学报，2011(10)：224～231.

[5]萧琴，汉欣利.V 系列高频液压振动打桩机[J]. 工程机械与维修，2006(5)：153～155.