浅谈砂石骨料线破碎设备及组合形式的选择

陈志国

中国铁建重工集团股份有限公司 河南 郑州 450000

我国经济建设的稳定发展下也带动了基础混凝土行业的稳定进步。在各种大型项目的严格标准下，市场对混凝土的需求提出了新的要求。由于当前市场供应的不平衡现象，大部分混凝土制造商对混凝土骨料的重要性缺乏深入的认知。因此，相关行业必须对高性能混凝土进行深入性的研究，从而能够全面了解与掌握砂石骨料线破碎设备的组合形式。

1 常用破碎机的特性及操作维护

1.1 锤式破碎机

锤式破碎机所形成的冲击破碎主要是通过锤头破碎物料。该破碎机作为一种冲击式破碎机，在一段破碎阶段中被广泛应用[1]。锤式破碎机所包括的主要结构有锤头、衬板、转子、筛板、破碎腔等。在设备启动后，通过电机的驱动下转子所产生的旋转速度较高。当物料在喂入破碎机后，锤子会对其进行击打，沿物料下落的方向，锤头击碎物料，在该种方式下，通过多次破碎后的物料能够实现合适的粒径，第一次破碎完成后，物料需要再次和反击板进行撞击，以此进行第二次破碎。物料通过多次破碎能够达到合适的粒径，在重力作用下落入设备底部将其排出。锤式破碎机在破碎脆性物料时易于破碎，且不适宜用于坚硬物料的破碎，并保证在破碎时，物料抗压强度需要低于100MPa，含水率低于10%。

为了能够确保设备的安全运行，锤式破碎机需要进行正常操作，对其做好日常维护工作，同时，这些也是生产线连续进行生产的重要环节内容。该方面主要涉及内容有启动前的准备、开机启动过程中的相关要求、在具体生产过程中的维护工作、结束生产后对其进行检查、保养等环节的重要内容。（1）开机之前，需要先对破碎机工序前控制设备进行全面细致的检查，检查目的是为了确定相关设备的可靠性，同时也可以保障破碎机中各项功能完好，可以确保设备运行的安全性和可靠性[2]。（2）开机启动的过程中，一定要确保机体内中无任何杂物及物料，避免受到不良影响。设备空载启动几分钟之后，再将需要破碎的物料送入破碎腔。在锤式破碎机投料运行后，避免在破碎腔中投入任何不可破碎物品，例如铁块。相关人员一旦听到异常响动，需要将设备及时关停并做好相关检查工作，并保证每台班次都需要检查轴承、锤头和螺栓，避免出现螺栓松动、轴承缺油、锤头过度磨损的情况。（3）定时对电机的运行情况进行检查，降低安全事故的发生。轴承运行过程中会出现温度升高，如果温度升高的速度过快，就会发出杂音，这就意味着轴承存在运行异常的现象，这时就需要相关人员及时采取有效方式进行处理。（4）结束生产后，工作人员一定检查锤式破碎机内的物料是否全部排净，如果没有排净或存在杂物，则需要将其全部清除。设备开启时，需要确认无任何物料残渣之后再进行操作。需要定期对积料和设备进行清理，并将灰尘擦洗干净，检查润滑设备、润滑油脂是否良好，尽可能地确保各个环节符合安全运行的标准，有助于为后期开机高质量的生产奠定良好的基础，确保此项工作的持久性。

1.2 颚式破碎机

颚式破碎机通过动鄂与静颚的相对运动实现破碎腔体积的变化来实现物料的破碎和排料，属于劈裂破碎，该破碎机主要作为破碎生产线的粗碎使用。颚式破碎机的主要由静颚、动鄂、颚板、边护板、机架、皮带轮、配重轮、驱动部件组成等。该破碎机工作过程中，需要通过给料机将待破物料送入动静颚板之间的破碎腔内。电动机通过V带经皮带轮、偏心轴驱动动颚作周期性幅摆运动来实现动静颚板之间的破碎腔体积的变化实现物料的破碎，物料在重力作用下离开破碎腔实现颚破的排料；颚式破碎机适用于软、中硬、硬物料的破碎，不适合粘性物料的破碎。颚式破碎机适用于物料的饱和抗压强度≤320MPa，含水率≤10%的非粘性物料的破碎。

颚式破碎机具有结构简单、运行稳定、物料适用范围广、操作简单、维修率低的特点，但是，需要定期检查和更换易损件例如动静颚板、边护板。

颚式破碎机应用过程中需要按照相关要求、标准、操作规程正确操作。与此同时，需要对其维修保养加以关注和重视，从而确保设备的安全运行与效率提升。在启动颚式破碎机前，需要对其主要部件进行充分的检查，如排料口检查、耐磨件的磨损情况、润滑油加注、螺栓是否松动、破碎腔内是否有大块物料，一切正常后方可启动破碎机。颚式破碎机运行过程中物料通过给料机均匀连续的进入破碎腔实现破碎，避免超粒径物料进入破碎机，如果超粒径物料进入破碎机后物料在颚破口打转翻转，轻则降低破碎机生产效率，加大动静颚板上部的磨损，重则可能导致超粒径物料砸坏动鄂轴承或者造成主轴的弯曲断裂故障，造成设备的停机和增加运营成本。另外，应当定期检查电机、轴承等相关部件，确保其能够进行良好的运行，一旦在检查过程中发现轴承温度异常或温度过高的情况，需要及时停机排查，待问题解决后方可再次开机运行，并通过有效的方式确保降温效果。但设备出现突发情况时，需要对其原因进行相应的排查，例如出现跳停时，需要对其进行全方位的检查，确保无任何问题后才能够再次启动。在具体生产过程中，一旦破碎机出现设备故障、伤人事件需要及时进行停机，避免不良事件发展。辅助系统，针对辅助系统，例如液压系统、润滑油站等必须确保在主机设备停止运行后，运行一段时间后才能够停止运行，与此同时，需要加强做好废料处理、卫生清扫等各个工作。一旦出现停电等特殊情况，需要在对破碎机内物料进行清理，及时拉闸并挂警示牌，以此更好的确保电源能够始终处于断开的状态下。在对其进行日常维护的过程中，需要对颚式破碎机的偏心轴、动静颚板以及衬板等方面进行的检查，注重此项工作的长期持续进行，另外，需要及时清理这些关键部件，并对其做好记录、维修、更换等工作。

1.3 圆锥破碎机

圆锥破碎机对物料进行破碎时，需要充分依靠动锥的旋摆运动来实现物料的层压破碎，属于层压式破碎机，该破碎机主要应用在物料的中碎、细碎作业。近些年在“多破少磨”的提倡下，在多个领域中圆锥破碎机被广泛应用。圆锥破碎机的主要由动锥、定锥、调整环、偏心部、上下机体、传动齿轮副、轴承、主轴、润滑系统、加压系统等组成。定锥衬板与动锥衬板之间的几何空间为圆锥破碎机的破碎腔，工作过程中电动机通过三角带带动皮带轮经过传动轴、一对齿轮副带动偏心部旋转运动，偏心部带动动锥作旋摆运动以实现破碎腔体积作周期性变化来实现物料的层压破碎。物料在完成破碎后，靠自重排料，破碎后的物料经皮带机送往后续筛分设备对破碎后的物料进行筛分分级处理；圆锥破碎机主要用于中硬、硬物料的中、细破碎作业，可以对物料的饱和抗压强度≤320MPa非粘性物料，含水率≤15%以下的物料进行破碎作业。圆锥破碎机工作过程中应保证物料的连续均匀给料，以实现破碎机的满腔承压破碎来提高圆锥破碎机的产能和效率，避免发生偏析给料、给料量不足、待破物料中小于紧边排料口的物料过多（一般≤10%)和含粉量过高的情况发生，同时待破物料不得超过圆锥破碎机具体型号所允许的最大入料尺寸的80%。如圆锥破碎在以上几种不合适给料的情况下进行破碎作业会出现一下现象：1、动定锥衬板发生偏磨导致排料口不匀均影响破碎后物料的成品率；2、可能导致圆锥破碎机调整环发生频繁跳动导致破碎力不足，严重时可能引起调整环的变形无法复位造成破碎机故障；3、可能引起铜套的烧坏导致破碎机停机；4、破碎机电机电流偏低(正常工作电流应保证在额定电流的75%-90%之间正常工作)。根据圆锥破的具体工作机理、结构性质等方面。特点制定切实可行的日常运行操作规程、维护保养制度，有利于提高圆锥破的整体质量与运行的可靠性。通常情况下，可通过以下方式提升整体使用效果：在进行启动、停车前需要根据实际情况构建有效的操作、维护机制，保证圆锥破碎机的正常启动，对待破物料的粒径、给料量、布料方式进行合理的选择和设计，避免发生异常停车；同时选择合理的润滑剂，促进圆锥破碎机的各润滑部位之间的润滑良好，建立健全日常巡检工作制度，合理安排计划设备的月检、季度检、年检从而形成切合实际的运行、维修制度，建立应急措施。

1.4 反击式破碎机

反击式破碎机是通过高速旋转的转子总成上的3～6个刚性连接的板锤，当物料从破碎机进料口进入破碎机，通过导流板进入破碎腔时，高速旋转的转子带动板锤冲击物料，将物料沿切线方向抛向悬挂于破碎机上方的反击架。物料在破碎腔内首先与高速旋转的板锤冲击破碎，其中一部分物料在与板锤冲击后反弹向悬于机体上方的反击架，与反击架上安装的反击板冲击破碎，另一部分物料在破碎腔内与反弹的物料相互撞击再次破碎。当破碎到一定粒度的物料从破碎机底部的排料口排出，此种属于冲击式破碎机，主要适用于物料的中、细碎破碎。反击式破碎机具有结构简单，主要由转机、反击板、反击块、反击架、衬板、机架、调整装置、液压站等组成。在破碎机中喂入物料后，其破碎过程需要通过四种不同类型实现破碎。刚进入破碎腔的情况下，板锤会高速冲击物料，在与板锤之间进行撞击、摩擦后，物料会出现破碎；板锤在多次撞击物料后，能够给破碎的物料加速，使其能够撞击到一、二级反击板，从而实现物料的二次破碎，在以上两种破碎类型的叠加的过程中，物料之间也会出现各种次生破碎情况，如自由破碎、彼此碰撞、相互作用等。其中，一部分物料在通过以上破碎情况下仍然存在较大的尺寸，其能够和板锤、反击板在出料口处共同作用下，被磨削破碎。

反击式破碎机主要适用于处理软、中硬物料的粗碎、中碎、细碎作业，同时还具有一定的整形作用，通过反击破破碎后的物料粒型相对较好，通常用于破碎脆性物料、饱和抗压强度≤140MPa以下的物料破碎中更加适宜。反击式破碎机具有较多的优势特点，主要体现在其实用性超强，无论是尺寸还是结构方面都存在着居多的优势，如破碎比大。同时，在具体应用时能够降低电耗，提高生产效率与产量，运行成本较低。但是也存在一定的缺点，包括在进行破碎的过程中存在含粉尘量大的情况在具体使用过程中，需要定期检查反击板、反击块的磨损情况，根据生产需要粒径和产量及时调整各级反击架与转子之间的间隙以确定合适的排料口。

2 破碎机组合形式

2.1 单段锤式破碎机系统

单段锤式破碎机系统所具备的优点主要体现在其流程十分简单，在具体运行过程中具有便捷的管理方式，所占用的面积较少，项目投资较低，单位产品不需要过高的能耗。缺点主要体现在该系统产品品种比例缺乏调节，对矿石的适用性较低，应用范围局限，产品粒形较差，含粉量高，产品获得率低，所需收尘风量过高，耐磨件使用寿命短，耐磨件消耗大。

2.2 颚式破碎机+反击式破碎机系统

此系统所具备了多种优缺点，其优点在于骨料规格较多，生产过程中可形成大型化，适用范围广方便调节各种骨料的比例。成品骨料具有较好的粒形，含粉量较低，针对中等磨蚀指数的物料具有较高的适应性。其缺点主要体现在，针对高磨蚀指数的物料适应性较差，粗粒径骨料获得率处于中等阶段。与圆锥破碎机相比，磨损件消耗量较高，产品单位能耗较高。

2.3 颚式破碎机+圆锥破碎机系统

该系统所具备的优点成品骨料中不同粒度等级的骨料比例调节方便，适用于磨蚀性指数较高的物料，产品粒型较好含粉量低，粗粒径获得率高，单位产品能耗低，耐磨件使用寿命长，系统稳可靠性高。该系统具有的缺点主要体现在生产线时产量过大的情况下，需要通过多台或是三段破碎工艺来完成生产工艺流程过于繁杂，项目设备投资金额较大，该系统适用范围较为局限。

2.4 颚式破碎机+反击式破碎机+立轴破碎机（制砂机）系统

此系统主要是由颚式破碎机加反击式破碎机系统的条件下直接增加立轴破碎机进行整形制砂，在此种组合下形成三段破碎。立轴破碎机主要用于骨料的整形和生产机制砂。其优点不仅具备颚破+反击破系统的相关优点，通过该组合能生产出高品质骨料和精品机制砂。其缺点增加了一级整形制砂设备，投入成本增加，产品单位吨电耗增加，总投资成本偏高。

2.5 颚式破碎机+圆锥破碎机+圆锥破碎机系统

此系统是在颚式破碎机+圆锥破碎机的基础下增加一级细碎圆锥破碎，从而实现三段破碎工艺。此种组合方式不仅能够具备颚破加圆锥破系统的相关优势外，还具备生产线处理量大的特点，主要应用于花岗岩、鹅卵石、辉绿岩等较硬岩石的大产量破碎生产线上使用。其缺点是：由于增加了一级细碎圆锥破碎设备，前期投资成本增加，总投资额偏高。

3 结束语

综上所述，在砂石骨料生产线中，破碎系统具有直观重要的作用。在具体的碎石破碎生产中，破碎系统的组合处于非常重要的地位。同一台破碎机处理相同的破碎物料时在不同的组合破碎工艺条件下的产量不同，具体选择那种方式的组合破碎工艺主要取决于待破碎物料的磨蚀性、饱和抗压强度、对成品骨料的品位要求以及投资预算等多方面综合考虑，而破碎系统的选择不仅需要充分满足相关破碎要求，强化整体生产效率和单位吨电耗，同时需要减少投资，使后期维护成本得到有效降低，除此以外，还需要根据具体生产情况制定切实可行的操作规程、维修保养规范，确保其系统内设备始终处于良好运转，使经济效益最大化。