1.概述
破碎机械是矿山、建材、水利水电、公路及铁路等建设经常使用的设备。其作用是将物料进行破碎，达到需要的粒度（包括成品或进入下一段破碎、研磨的半成品）。物料在破碎过程中的受力是复杂的，可以分为压碎、劈开、冲击、折断和磨剥，而且必须消耗巨大的能量。通常把破碎过程分为3段，即粗碎、中碎和细碎，详见表5-1。
表5-1 物料破碎过程分段
物料在破碎过程中，还有一个重要指标称为破碎比，即：
f＝D／d
式中 D——毛料中最大块径，指通过95%的毛料量的方筛孔尺寸，mm；
d——破碎后产品中最大粒径，mm；
f——总破碎比。
常用破碎机的破碎比详见表5-2。
表5-2 常用破碎机的破碎比
目前，破碎机的类型很多，它们分别适用不同性质的岩石，详见表5-3。
表5-3 破碎机类型及其使用范围
常见岩石的抗压强度，详见表5-4。
表5-4 常见岩石抗压强度
破碎机在工作时，主要靠颚板、锤头、衬板、辊子等部件对岩石的机械作用，从而达到破碎目的。工作中这些部件磨耗很大，因此要求其强度大、硬度高、耐磨性好。常用的有高锰钢、高铬铸铁、高碳钢以及镍铬合金钢等。
在选择破碎设备时，应注意以下几点：
（1）岩石的可碎性。反映岩石被破碎的难易，它决定于岩石的机械强度。通常用石英代表中等硬度的矿石，其可碎性系数为1；硬矿石的强度大，可碎性系数小于1；软矿石的强度小，可碎性系数大于1，破碎机械处理它时的生产率比处理中硬岩石大。
（2）根据岩石的特性和对产品的要求来选择破碎设备。例如，岩石的硬度、进出料粒度、产品级配等。
（3）根据产品质量要求选择破碎设备。例如，属于挤压破碎原理的设备，其产品易产生针片状。经验统计，有关设备在破碎石灰岩时，产生的针片状含量，详见表5-5。
表5-5 有关设备破碎石灰岩产生的针片状含量
2.颚式破碎机
颚式破碎机是靠定颚板和动颚板来破碎岩石的。物料进入两块颚板之间的楔形腔内时，动颚板围绕悬挂轴对定颚板作周期性的往复运动，使物料受到挤压、劈裂和弯曲的联合作用而破碎；当动颚板离开定颚板时，料块靠重力下移，小于排料口尺寸的料块被排出破碎腔。
根据动颚板的运动特征，颚式破碎机主要分为2种型式：简单摆动式和复杂摆动式。前者的动颚板靠曲柄连杆机构带动，实现摆动；后者动颚板由偏心轴带动，实现摆动和移动的复合运动。另外，近年出现了液压颚式破碎机。
颚式破碎机可破碎抗压强度小于320MPa的物料。大型颚式破碎机多用于粗碎，复摆细碎机型多用于辅助破碎。国内生产的颚式破碎机的最大给料粒径可达1250mm，最大生产能力可达600t／h，其传动简图如图5-1所示。
图5-1 颚式破碎机传动简图
（a）简单摆动式；（b）复杂摆动式
1—机座；2—定颚板破碎板；3—动颚板破碎板；4—动颚板轴；5—动颚板；6—前推力板；7—后推力板；8—连杆；9—偏心轴；10—排料口调节机构；11—拉紧装置；12—推力板；13—动颚板；14—偏心轴
颚式破碎机的型号识别如图5-2所示。颚式破碎机的技术参数见表5-6。
图5-2 颚式破碎机的型号识别
表5-6 颚式破碎机主要技术参数
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3.反击式破碎机
反击式破碎机按照转子的数目不同，可分为单转子和双转子。单转子反击破碎机的构造比较简单，主要由转子、反击板、机体和电机等组成。转子为圆柱形，固定在水平主轴上，上面装有3～6块锤板，在高速旋转时用来直接打击进入破碎腔内的物料；反击板固定在机体上，其作用是承受锤板打击后的物料，以便使其进一步破碎。双转子反击破碎机又可分为两转子同向与异向转动两种。另外还有可逆式反击破碎机。
反击式破碎机的特点是：破碎比大（可达到30），产品粒度均匀，适应性强（可用于粗、中、细破碎），可破碎抗压强度在245MPa以下的中硬和脆性物料。反击式破碎机的型号识别如图5-3所示。国产反击式破碎机的技术参数见表5-7。
图5-3 反击式破碎机的型号识别
表5-7 部分国产反击式破碎机技术参数
4.立式冲击破碎机
立式冲击破碎机的工作原理，俗称为石打石和石打铁。石打石是物料在线速度为60m／s的情况下自行冲击，使其破碎；石打铁是物料与反击板相冲击，以达到破碎目的。物料由机器上部进料斗直接落入高速旋转的叶轮内，叶轮通过3～5个流道在高速离心力的作用下将物料甩出，与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料相撞击而粉碎。物料在高速相撞后，又会在破碎腔体内形成涡流多次撞击、摩擦进一步粉碎，从下部排料口排出，可形成闭路多次循环，其工作原理如图5-4所示。
图5-4 立式冲击破碎机工作原理图
立式冲击破碎机适用范围广，可破碎100～300MPa的物料；由于是概率破碎，最好是闭路破碎；产品粒形好，成立方体状；细粒级产品所占比例高。立式冲击破碎机的型号识别如图5-5所示。国产立式冲击破碎机的技术参数见表5-8。
图5-5 立式冲击破碎机的型号识别
表5-8 部分国内立式冲击破碎机的技术参数
5.圆锥式破碎机
圆锥式破碎机可分为粗碎型、中碎型和细碎型，通常把用于粗碎的圆锥破碎机称为旋回破碎机（有机械和液压两种）。它的构造与中、细碎机型基本相同，都是由动锥和定锥组成，物料在两锥间形成的破碎腔内被破碎。用于粗碎的旋回破碎机的构造如图5-6所示。用于中、细碎的圆锥破碎机的构造如图5-7所示。
图5-6 旋回破碎机构造图
1—固定圆锥；2—可动圆锥；3—主轴；4—偏心轴套；5—下机架；6—伞齿轮；7—悬挂点(www.xing528.com)
用于中、细碎的圆锥破碎机又可分为标准型（中碎）、中间型（中细碎）和短头型（细碎），其主要区别在于破碎腔的剖面形状和平行带长度的不同。圆锥破碎机适于破碎抗压强度不超过300MPa的各种物料。
用于粗碎的旋回破碎机型号如图5-8所示。用于中、细碎的圆锥破碎机型号如图5-9所示。
国内部分厂家圆锥破碎机技术参数见表5-9、表5-10。
表5-9 国内部分厂家圆锥破碎机技术参数
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表5-10 国内部分厂家旋回破碎机技术参数
圆锥（旋回）破碎机可挤满给料；工作平稳、振动较轻；破碎腔深度大，工作连续，生产能力高；产品的针片状含量比颚式破碎机少。但机体大，重量大，安装维护较复杂，不适合破碎潮湿和黏性物料。
图5-7 中、细碎弹簧圆锥破碎机构造图
1—机架部；2—传动部；3—偏心套部；4—碗形轴承座；5—破碎圆锥部；6—支承套部；7—调整套部；8—进料部；9—弹簧部
图5-8 用于粗碎的旋回破碎机型号
图5-9 用于中、细碎的圆锥破碎机型号
6.锤式破碎机
锤式破碎机的工作原理，是通过高速旋转的锤头来破碎物料的，其构造如图5-10所示。
图5-10 锤式破碎机构造图
1—电动机；2—联轴器；3—轴承；4—主轴；5—圆盘；6—销轴；7—轴套；8—锤子；9—飞轮；10—进料口；11—机壳；12—衬板；13—筛板
锤式破碎机是一种冲击式破碎机，按转子数目可分为单转子式（可逆式和非可逆式）、双转子式和环锤式。锤式破碎机的主要部件有以下几部分。
（1）电机。驱动动力，大型锤式破碎机的电机功率可达800kW。
（2）转子。机器的主要部件，由主轴、圆盘、锤头和飞轮组成。锤头装在轴套的销轴上，它可自由摆动并通过销轴来调整与蓖筛的间距。锤头是关键的工作部件，是由高锰钢或其他耐磨合金钢做成。
（3）蓖筛。主要控制产品的粒度，它磨损较快，蓖筛筛孔的尺寸是根据物料性质和产品粒度来选择的。易碎物料或要求产品粒度较细时，筛孔尺寸为最大粒度的3～6倍；物料较硬且要求粒度较粗时，筛孔尺寸为产品粒度的1.5～2倍。
锤式破碎机构造简单、机体紧凑、占地少、破碎比大；但锤头、转子圆盘、蓖筛磨损较快，不适合破碎坚硬物料。
锤式破碎机的型号识别如图5-11所示。国内部分厂家生产的锤式破碎机技术参数见表5-11。
图5-11 锤式破碎机的型号识别
表5-11 国内锤式破碎机技术参数
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7.辊式破碎机
辊式破碎机可分为双辊式和单辊式。双辊式是靠两个水平旋转的轧辊，将物料咬入破碎腔内，使其受到挤压、磨削从而达到破碎目的。单辊式破碎机，是由一个旋转的轧辊和一个颚板组成，物料在轧辊和颚板之间被压碎后，从排料口排出。双辊式破碎机的工作原理如图5-12所示。
图5-12 双辊式破碎机的工作原理图
1、2—辊子；3—物料；4—固定轴承；5—可动轴承；6—弹簧；7—机架
辊式破碎机的主要部件有以下几部分组成。
（1）破碎辊。由高锰钢或特殊碳素钢制作，分齿辊和光辊，它是破碎机的主要工作机构，由可动辊和固定辊直接将物料压碎。
（2）调整机构。用来调整两破碎辊之间的间距，即排料口尺寸，调整方法是通过增减两轧辊之间的垫片数量来完成。以此控制产品的粒度。
（3）弹簧保险装置。平时弹簧的压力能平衡两辊之间的作用力，以保持排料门的间隙。当工作时有非破碎物进入破碎机后，弹簧被压缩，迫使可移动轧辊横向移动，使排矿口宽度增宽，非破碎物被排出后，弹簧恢复原状，机器照常工作。
（4）传动机构。主要是电机通过皮带和一对长齿齿轮，带动两个破碎辊作相向的旋转运动。
辊式破碎机的型号识别如图5-13所示。国内部分厂家辊式破碎机的技术参数见表5-12和表5-13。
图5-13 辊式破碎机的型号识别
表5-12 国内部分厂家辊式破碎机技术参数
表5-13 双腔颚辊式破碎机技术参数
8.棒磨机
棒磨机是以钢棒为介质的磨碎机械。主要用于对物料的进一步粉碎，以获得更细的颗粒，如建材、化工和水利水电工程制造人工砂时经常使用。
棒磨机由给料、筒体、轴颈、轴承、出料、传动及润滑等部件组成。筒体两端支承在轴承上，由电机带动筒体上的齿圈来进行回转。筒体内装有介质——钢棒以及被磨物料，当筒体回转时，在离心力的作用下，钢棒和物料被筒体内的衬板带动向上提升，当到达一定高度时，又一起被抛落，使物料在冲击和研磨的作用下得到粉碎，被粉碎的物料随着筒体的回转被随时排出。棒磨机的排料方式，多采用溢流式或中间（周边）排料式，用来磨制人工砂时，一般采用湿式中间排料型，其构造如图5-14所示。
图5-14 中间排料式棒磨机构造示意图
（a）湿式棒磨机；（b）周边排料棒磨机
1—给料器；2—端盖；3—筒体；4—齿轮；5—钢棒；6—端盖
棒磨机的型号识别如图5-15所示。国内部分厂家棒磨机的技术参数见表5-14。
棒磨机钢棒装入量的多少直接影响产品的粒度、产量、能耗以及钢棒、筒体衬板的磨损程度。同样的筒体容积，钢棒装入量增大时，设备产量会增加。但是，当装入量过多时，可能会减少冲击研磨作用，使研磨作用降低。用棒磨机制砂时，通常采用φ100mm和φ75mm的钢棒，其比例为40%∶60%，钢棒长度小于筒体长度50～60mm为宜。
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