【破碎机】
破碎机是一种设计用于将大块岩石破碎成更小的岩石、砾石、沙子或岩粉的机器。
破碎机可用于减小废料的尺寸或改变其形式，以便更容易处理或回收它们，或减小原材料的固体混合物（如岩矿石）的尺寸，以便碎片可以区分不同的成分。压碎是通过由分子制成的材料传递由机械优势放大的力的过程，这些分子比被压碎的材料中的分子更牢固地结合在一起，并且更能抵抗变形。破碎装置将材料夹在两个平行或相切的固体表面之间，并施加足够的力使表面结合在一起，从而在被粉碎的材料内部产生足够的能量，从而使其分子分离(破裂)，或改变与彼此相关的排列(变形)。最早的破碎机是手持式石头，石头的重量可以增强肌肉力量，用于对抗石砧。
== 背景历史 ==
Thomas Newcomen于 1712 年发明的常压发动机（通常简称为 Newcomen 发动机）是第一个利用蒸汽动力产生机械功的实用设备。 从 18 世纪初开始，纽科门发动机在整个英国和欧洲得到广泛使用，主要用于从矿井中抽水。詹姆斯·瓦特后来的瓦特蒸汽机是纽科门发动机的改进版。因此，在蒸汽机的起源方面，瓦特如今比纽科门更为人所知。
在工业中，破碎机是利用金属表面将材料破碎或压缩成小块或密集的物体的机器。在大多数工业历史中，破碎和采矿过程的大部分都是在肌肉力量下发生的，因为力量的应用集中在矿工镐头或大锤驱动的钻头尖端。在19世纪中叶炸药在散装采矿中广泛使用之前，大多数最初的矿石破碎和定型是在矿场用手和锤子进行的，或者在文艺复兴时期到中早期工业革命时期典型的小炭火铁匠铺和铁厂用水力驱动的绊脚锤进行的。只有在炸药，以及后来早期强大的蒸汽铲产生了大块材料之后，这些大块材料在装入麻袋运往地面之前，最初是在矿井中用锤子敲打的，这些大块材料最终也导致了铁轨和矿井铁路运输散装物料，矿井后的破碎变得普遍必要。最早是在铸造厂，但随着煤炭的发展，大型企业成为破煤机，从16世纪的第一个十年到20世纪70年代的破煤机更换，一直到今天的燃料需求，为工业增长提供了动力。这个时代的逐步到来和以家庭工业为基础的经济被取代，首先是由于锻铁和铸铁作为一种理想的材料，推动了大型企业的发展，然后是在16世纪末，用于生产木炭的木材土地日益稀缺，以制造新式的窗户玻璃材料，这种材料与烟囱在 16 世纪和 17 世纪日益壮大的中产阶级和富裕人群中“风靡一时”；一如既往，冶炼金属所需的木炭，特别是为了生产新的消费阶层所需要的越来越多的黄铜和青铜、 生铁、铸铁和锻铁。其他冶金业的发展，如银和金的开采，反映了散装材料处理方法和技术的实践和发展，满足了人们对越来越多的铁和玻璃的蓬勃需求，而这两种材料在17世纪之前在个人财产中是罕见的。
当英国人想出如何铸造更经济的铁炮时（1547年），事情才变得更糟，继他们成为欧洲大陆大国的装甲师的壮举之后，他们又成为了铜炮和青铜炮的主要生产者， 最终通过各种议会法案，逐渐禁止或限制在英国越来越大的地区进一步砍伐树木作为木碳。  1611 年，一个由廷臣爱德华-祖奇领导的财团获得了混响炉的专利，这种炉子使用煤炭，而不是珍贵的国家木材储备， 它立即被用于玻璃制造。早期有政治关系的富有的强盗男爵人物罗伯特-曼塞尔爵士买下了刚起步的熔炉公司的控制权，并在1615年设法让詹姆斯一世发布公告，禁止使用木材生产玻璃， 使他的家族拥有的大量煤炭在近半个世纪内垄断了来源和生产方式。一个世纪后，亚伯拉罕-达比搬到了布里斯托尔，在那里他通过进口荷兰工人并利用他们突击荷兰技术，建立了一个建筑铜和青铜工业。这两种材料被认为比铁质的大炮和机器更有优势，因为它们更容易被理解。但达比将在几个关键方面改变世界。
荷兰人在铸铁方面失败了，达比的一个学徒约翰-托马斯在1707年获得了成功，正如伯克所说： 正如伯克所说："为英国提供了工业革命的钥匙”  。当时，除了锡矿（受黄铜价格和效用的驱动），矿场和铸造厂几乎都是小型企业，材料从矿场出来时已经被大量的矿工敲打得很小，他们不得不把工作塞进驮运动物的麻袋里。同时，矿井需要排水，因此出现了Savery和Newcomen的早期蒸汽驱动泵系统。矿井越深，对更好的泵的需求就越大，对铁的需求就越大，对煤的需求就越大，对每个人的需求就越大。达比清楚地看到了未来，他卖掉了他的黄铜商业利益，搬到了拥有丰富的煤矿、水力和附近矿石供应。在这十年中，他的铸造厂开发了铁铸造技术，并开始在许多应用中取代其他金属。  1822 年，抽水机行业对大型汽缸的需求与达比熔化足够数量的生铁以铸造大型廉价铁缸而非昂贵的黄铜缸的能力相吻合， 气缸的成本降低了十分之九。
随着火药越来越多地应用于采矿，采矿面的岩石块变得更大，依赖爆炸的采矿本身已经依赖于一个有组织的团体，而不仅仅是一个人挥舞着镐。规模经济逐渐渗透到工业企业中，而运输成为关键的瓶颈，因为移动材料的数量随着需求不断增加。这刺激了许多运河项目，激发了在新兴的依赖大宗货物运输的经济中首先铺设木质、然后是铁质保护轨道，使用草畜拉动货物。在煤炭工业中，作为冶炼矿石的首选燃料，破碎和准备（清洗）在破煤机中进行了一百多年，这些巨大的嘈杂建筑中充满了输送机、皮带动力的绊锤式破碎台和巨大的金属分级/分选栅。像矿井泵一样，内部的输送机和绊锤包含在这些7-11层的建筑物内。
== 工业用途 ==
采矿作业使用破碎机，通常按其破碎起始材料的程度分类，一级和二级破碎机处理粗料，三级和四级破碎机将矿石颗粒减少到更细的等级。每台破碎机都被设计用于处理某种最大尺寸的原材料，并经常将其产出交付给筛分机，筛分机对产品进行分类和指导，以便进一步加工。除了尺寸之外，为每个阶段设计的机器都必须考虑到减少材料尺寸的基本方法； 冲击、压缩、磨损和切割。根据材料的特性和所需的结果，一些破碎的方法和机器的设计可能更适合使用情况。
通常情况下，如果材料需要进一步减少，破碎阶段之后是研磨阶段。此外，破石机通常位于破碎机旁边，以减少对破碎机来说过大的材料。破碎机用于减少颗粒大小，以便材料可以在研磨机中加工成更细的颗粒。一个典型的矿山加工线可能包括一个破碎机，然后是一个半自磨机，最后是一个球磨机。在这种情况下，半自磨机和球磨机被认为是研磨机而不是破碎机。
在操作中，原材料（各种尺寸）通常由自卸卡车、挖掘机或轮式前端装载机到初级破碎机的料斗。一个进料装置，如围裙式进料器、输送机或振动网控制这些材料进入破碎机的速度，并且通常包含一个初步筛选装置，使较小的材料绕过破碎机本身，从而提高效率。初级破碎将大块物料减少到可以被下游机械处理的尺寸。
有些破碎机是移动式的，可以破碎大至1.5米（60英寸）的岩石。这些设备主要是在矿区工作面使用，能够与大型进料机器（主要是铲子）一起移动，以增加生产吨位。在移动道路作业中，这些碎石直接与混凝土和沥青结合，然后沉积在道路表面。这样就不需要将过大的材料拖到固定的破碎机上，然后再运回路面。
== 破碎机种类 ==
便携式闭路圆锥破碎站
下表描述了常用破碎机的典型用途：
=== 颚式破碎机 ===
道奇式颚式破碎机的操作
道奇型颚式破碎机
颚式破碎机使用压迫力来破碎颗粒。这种机械压力是通过破碎机的两个颚板实现的，其中一个是固定的，而另一个是往复的。颚式或肘式破碎机由一组垂直颚组成，其中一个颚保持静止，称为固定颚，而另一个颚称为摆动颚，通过凸轮或坑道机构相对于它来回移动，其作用类似于二级杠杆或螺母钳。两个钳口之间的体积或空腔被称为破碎室。摆动颚的运动可以相当小，因为完全的粉碎不是在一个行程中进行的。粉碎材料所需的惯性由一个飞轮提供，该飞轮移动一个轴，产生一个偏心运动，导致间隙的关闭。
颚式破碎机是重型机器，因此需要有坚固的结构。外框一般由铸铁或钢制成。颚部本身通常由铸钢制成。它们装有可更换的衬板，衬板由锰钢或Ni-hard（镍铬合金铸铁）制成。颚式破碎机通常是分段建造的，以方便在地下进行作业时的运输过程。
颚式破碎机根据摆动颚的枢转位置分类
# 布莱克破碎机-摆动颚固定在下部位置
# 道奇破碎机-摆动颚固定在上部位置
# 万能破碎机-摆动颚固定在中间位置
布莱克破碎机在1858年由伊莱·惠特尼·布莱克获得专利。布雷克式颚式破碎机具有固定进料面积和可变出料面积。布莱克破碎机有两种类型-单开关和双开关颚式破碎机。
在单肘板颚式破碎机中，摆动颚悬挂在偏心轴上，这使得设计比双肘板颚式破碎机更紧凑的设计。悬挂在偏心轴上的摆动颚经历两种类型的运动--由于肘板的作用而向固定颚的摆动运动和由于偏心轴的旋转而进行的垂直运动。这两种运动结合在一起，就形成了椭圆形的颚部运动。这种运动很有用，因为它有助于将颗粒推过破碎室。这种现象导致单曲颚式破碎机的生产能力提高，但它也导致破碎颚的磨损增加。这些类型的颚式破碎机是破碎较软颗粒的首选。
在双肘板颚式破碎机中，摆动颚的摆动运动是由坑道的垂直运动引起的。颚板向上和向下移动。摆动颚部关闭，即当坑口向上移动时，它向固定颚部移动，并在坑口向下运动时打开。这种类型通常用于矿山，因为它能够破碎坚硬和磨蚀性材料。
在道奇型颚式破碎机中，颚板在顶部比底部相距更远，形成一个锥形的滑道，使物料在向下移动时被逐渐压得越来越小，直到它小到可以从底部开口处逃出。道奇颚式破碎机有一个可变的进料区和一个固定的出料区，这导致了破碎机的窒息，因此只用于实验室，不用于重型作业。
=== 回转式破碎机 ===
鲁夫纳红矿回转式破碎机
回转式破碎机在基本概念上与颚式破碎机相似，由凹面和圆锥头组成;两个表面通常都衬有锰钢表面。内锥有轻微的圆周运动，但不旋转;这种运动是由偏心排列产生的。与颚式破碎机一样，物料在两个表面之间向下移动，逐渐被粉碎，直到它足够小，可以通过两个表面之间的间隙脱落。
回转式破碎机是矿山或矿石加工厂中主要类型的初级破碎机之一。旋回式破碎机的尺寸要么由间隙和罩直径指定，要么由接收口的尺寸指定。旋回式破碎机可用于一次或二次破碎。破碎作用是由安装在中央垂直主轴上的套线(活动的)与安装在破碎机主体上的凹衬(固定的)之间的间隙闭合而产生的。间隙由主轴底部的偏心装置打开和关闭，该偏心装置使中心垂直主轴旋转。垂直主轴可以绕自己的轴自由旋转。图示的破碎机是短轴悬挂式主轴，这意味着主轴悬挂在顶部，偏心装置安装在齿轮上方。短轴设计取代了偏心安装在齿轮下方的长轴设计。
=== 圆锥破碎机 ===
随着采矿技术的快速发展，圆锥破碎机可分为四种类型:复合圆锥破碎机、弹簧圆锥破碎机、液压圆锥破碎机和回转式破碎机。根据型号不同，圆锥破碎机分为立轴圆锥(VSC)系列圆锥破碎机(复合圆锥破碎机)、Symons圆锥破碎机、PY圆锥破碎机、单缸液压圆锥破碎机、多缸液压圆锥破碎机、回转式破碎机等。
圆锥破碎机在操作上与旋回式破碎机相似，破碎腔的陡度较小，破碎区之间有更多的平行区。圆锥破碎机是通过在偏心旋转的主轴和封闭的凹形料斗之间挤压岩石来破碎岩石的，凹形料斗由耐磨罩覆盖，凹形料斗由锰凹形或碗形衬垫覆盖。当岩石进入圆锥破碎机的顶部时，它会在地幔和碗衬或凹之间被楔入和挤压。大块的矿石破碎一次，然后落到较低的位置(因为它们现在更小了)，在那里它们再次破碎。这个过程一直持续到碎块足够小，可以通过破碎机底部的狭窄开口。
圆锥破碎机适用于破碎各种中硬及中硬以上的矿石和岩石。它具有构造可靠、生产率高、成品粒度和形状好、调整方便、运行成本低等优点。圆锥破碎机的弹簧释放系统起到过载保护作用，使物料通过破碎腔而不损坏破碎机。
==== 复合圆锥破碎机 ====
复合圆锥破碎机(VSC系列圆锥破碎机)可粉碎中等以上硬度的物料。主要用于矿山、化工、路桥建设、建筑等。VSC系列圆锥破碎机有粗、中、细、超四个破碎腔供选择。与同类破碎机相比，VSC系列圆锥破碎机的破碎频率和偏心率的组合是最好的，可以使物料具有更高的粉碎度和更高的产量。此外，VSC系列圆锥破碎机对物料颗粒增强的层压破碎效果，使破碎物料具有更好的立方形状，增加了卖点。
==== 西蒙斯圆锥破碎机 ====
西蒙斯圆锥破碎机(弹簧圆锥破碎机)可粉碎中等硬度以上的物料。广泛应用于冶金、建筑、水电、交通、化工等行业。与颚式破碎机配合使用时，可作二次、三次或四次破碎。一般来说，西蒙斯圆锥破碎机的标准型适用于中等破碎。中型适用于细破碎。短头型适用于粗、细破碎。采用铸钢工艺，整机刚性好，强度大高。
==== 单缸液压圆锥破碎机 ====
单缸液压圆锥破碎机主要由主机、传动装置、偏心轴、碗形轴承、破碎锥、罩、碗衬、调节装置、调节套、液压控制系统、液压安全系统、防尘圈、给料板等组成。适用于水泥厂、矿山、建筑、路桥、铁路、冶金等行业。
==== 多缸液压圆锥破碎机 ====
多缸液压圆锥破碎机主要由主机、偏心轴、破碎锥、罩、碗衬、调节装置、防尘圈、传动装置、碗形轴承、调节套、液压控制系统、液压安全系统等组成。圆锥破碎机的电动机带动偏心轴在轴轴下作周期性摆动运动，使壳体表面不时地接近和离开碗衬表面，使物料在破碎腔内受到挤压和粉碎而破碎。机器的安全油缸通过液压系统提升支撑套和静锥，保证安全，并在机器突然闷热时自动清除破碎腔内的堵塞物。无需拆卸机器即可拆卸块体，大大降低了维修率，提高了生产效率。
=== 反击式破碎机 ===
冲击破碎机涉及使用冲击而不是压力来破碎材料。物料包含在笼内，在所需尺寸的底部、端部或侧面有开口，以允许粉碎的物料逸出。冲击式破碎机有两种类型:卧式轴冲击式和立式轴冲击式。
==== 水平轴冲击器 (HSI) / 锤磨机 ====
HSI破碎机是用固定在旋转转子外缘上的锤子撞击岩石来破碎岩石的。HSI机器以固定，拖车安装和履带式安装配置出售。 HSI 用于回收、硬岩和软材料。早些年，HSI 破碎机的实际使用仅限于软质材料和非磨蚀性材料，例如石灰石、磷酸盐、石膏、风化页岩，但是冶金技术的改进改变了这些机器的应用。
==== 垂直轴冲击器 (VSI) ====
带气垫支撑的 VSI 破碎机方案
VSI破碎机
VSI破碎机采用不同的方法，包括具有耐磨尖端的高速转子和设计用于“投掷”岩石的破碎室。VSI破碎机利用速度而不是表面力作为破碎岩石的主要力量。在自然状态下，岩石表面参差不齐，凹凸不平。施加表面力(压力)会产生不可预测的、通常是非立方体的粒子。利用速度而不是表面力，可以使破碎力均匀地施加在岩石表面和岩石质量上。岩石，无论大小，在其整个结构中都有天然裂缝(断层)。当岩石被VSI转子“扔”到一个坚固的铁砧上时，它就会沿着这些裂缝破裂。最终粒度可由以下因素控制:1)岩石向砧上抛掷的速度;2)转子末端与砧上撞击点之间的距离。由VSI破碎产生的产品通常具有一致的立方体形状，例如现代Superpave高速公路沥青应用所要求的形状。使用这种方法还可以粉碎比HSI和大多数其他粉碎方法具有更高研磨性的材料。
VSI破碎机通常在破碎室的中心使用高速旋转转子和耐磨金属砧或破碎岩石的外冲击面。利用铸造金属表面“铁砧”传统上被称为“鞋和铁砧VSI”。利用破碎的岩石在破碎机的外壁上对新的岩石进行破碎，传统上被称为“岩石对岩石VSI”。VSI破碎机可用于静态工厂设置或移动履带式设备。
=== 矿物分级机 ===
矿物分级机是各种辊式破碎机，它使用两个带有大齿的转子，在小直径的轴上，由一个直接的高扭矩驱动系统以低速驱动。这种设计产生了三级破碎作用，在使用分选机技术破碎材料时，这些作用都是相互影响的。
* 抓取：在第一阶段，材料被相对转子齿的引导面抓取。这些使岩石受到多点载荷，对材料产生应力，以利用任何自然弱点。在第二阶段，材料被破坏的张力受到三点加载，应用在一个转子上的前齿面和另一个转子上的后齿面之间。当转子通过破碎棒的固定齿切割时，任何仍然保持超大尺寸的材料块都会被打破，从而实现三维控制的产品尺寸。
* 旋转筛效果：交错的齿状转子设计，允许自由流动的小尺寸物料通过相对缓慢运动的轴产生的不断变化的间隙。
* 深涡旋齿型：深涡旋将较大的材料输送到机器的一端，并有助于在转子的整个长度上传播进给。此功能也可用于从机器中剔除过大的材料。
它们的主要优点是紧凑的几何形状和尺寸，这在采矿业中，特别是在地下硬岩开采中很有价值。。
=== 破碎机斗 ===
这是一个破碎机桶，在采石场破碎岩石，用于回收先前提取的材料。
破碎机斗是液压挖掘机的附件。它的工作方式包括一个有两个破碎爪的桶，其中一个是固定的，另一个相对于它来回移动，就像颚式破碎机一样。它们采用高惯性动力传动系统，圆形颚式运动和防滞板制造，防止大块碎块卡在铲斗口，不允许它们进入破碎颚。它们的咬口也呈十字形。这种位置及其圆周运动使这些破碎机桶具有粉碎湿物料的能力。
这是Xcentric破碎机铲斗中的破碎颚运动，具有专利技术。
== 技术 ==
在大多数情况下，破碎机的设计进展缓慢。颚式破碎机六十年来几乎没有改变。更多的可靠性和更高的产量已经增加到基本的圆锥破碎机的设计，也基本上保持不变。转速的增加提供了最大的变化。例如，一台1960年生产的48英寸(120厘米)圆锥破碎机每小时可以破碎170吨的岩石，而今天同样尺寸的破碎机每小时可以破碎300吨。这些产量的提高来自于速度的提高和更好的破碎室设计。
圆锥破碎机可靠性的最大进步是在使用液压系统来保护破碎机在不可破碎的物体进入破碎腔时不被损坏。异物，如钢铁，会对圆锥破碎机造成广泛的损坏，并造成额外的生产损失。液压救援系统的进步大大减少了停机时间，提高了这些机器的寿命。