近幾年，伴隨著人們對機械設備的旺盛需求，我國礦山機械市場取得了巨大的發展。截止到2011年底，在我國主要機械設備產品中，有102種產品的產量實現大幅增長，其中礦山機械產品增長速度最快。雖然我國已經成為礦山機械生產、消費與出口大國，卻面臨著“大而不強”的問題。

        據了解，國內礦山機械制造業突出的薄弱環節在于技術創新能力的不足和自主品牌的缺失。隨著市場競爭日趨激烈，產品質量和開發能力等方面的問題嚴重阻礙了礦山機械企業的發展，產品技術進步緩慢，表現為研發投入不足、從事研究開發工作的技術人員力量不足、企業開發能力薄弱及科研開發費用占銷售額比重低。同時，企業研發機構不健全，雖然部分制造企業中擁有一些技術研發機構，但具備高水平的研發機構不多，與國外相比差距很大。

        礦山破碎篩分設備作為工業原料和能源生產的重要裝備，對礦山礦物的破碎分選起著至關重要的作用，但也同樣面臨著上述問題。雖然我國破碎篩分市場很大，但產品性能卻相差很遠，產業布局分散。近千家企業中擁有自主研發產品能力的很少，能夠生產符合產業發展的高品質設備企業不多。在技術發展水平上，國內的破碎篩分設備制造業雖然已經從仿制階段到引進提高階段，但還處于消化吸收的層次，企業的產品還缺少自己的特色創新，產品無論是質量和性能上都同國際先進水平有較大差距。

         然而國內礦山破碎篩分設備行業取得的技術進步也是有目共睹，中國巨大市場規模的和多樣化的需求，為國內行業的技術進步提供了足夠的發展空間。在能源緊缺、節能降耗、倡導低碳經濟越來越受到社會關注的今天，如何進一步加快技術裝備在精度、效率、自動化、智能化、網絡化的發展速度，逐步向高端裝備制造過渡，成為行業所以面臨的一道關卡。

        以高效配置來促進礦山破碎篩分設備的發展將成未來發展的主流，通過對破碎篩分設備的合理選用與高效配置，真正做到物盡其用，不僅是節約能源，促進生產的最有效措施，同時還可以加速企業對現有技術的消化和理解。在使用中彌補不足，在實用中取得進步，也許讓企業收獲豐厚回報更能拉動行業的技術進步。

旋回破碎機現狀及發展趨勢

□ 郎世平  杭州山虎機械有限公司  蘭憲斌 本溪鋼鐵公司南芬選礦廠

郎寶賢 武漢科技大學

國內旋回破碎機的發展始于20世紀70年代，通過引進國外先進的液壓旋回破碎機和技術，此項技術在國內的很多大型礦山得以應用，對發展國內破碎機行業和選礦事業具有重大意義。但該項技術受國內制造能力的制約，發展一直比較緩慢。而近幾年隨著國內整體制造能力的提高和對關鍵技術的消化和吸收，結合實際使用經驗，國內已研制出具有自主知識產權先進的旋回破碎機，使這一技術在行業內開始得到越來越多的使用。

旋回破碎機技術發展現狀

旋回破碎機的出現已有較長時間的歷史，由于其生產能力要高于顎式破碎機，因此成為大型礦山和其他工業部門粗碎堅硬礦物的代表設備。旋回破碎機的破碎過程是沿著圓環型破碎腔連續運動，具有生產能力大、單位能耗低、工作平穩、適合破碎片狀物料及破碎的物料粒度均勻等特點。旋回破碎機的動錐運動屬于理論力學中剛體繞空間定點轉動，這種運動使動錐產生旋回力矩，旋回破碎機因此得名。在旋回破碎機發展過程中，有幾家企業一直起著重要的作用，本文就幾家企業產品的技術特點進行介紹。

S型和CG型旋回破碎機

美國阿利斯·卡爾默斯（Allis-Chalmers簡稱AC）公司制造的旋回破碎機已有100余年的歷史。自1878年制造世界第一臺旋回破碎機以后，又于1943年開始制造液壓旋回破碎機，即制造出Superior型（簡稱S型）液壓旋回破碎機，如圖1所示。                   

早期有S-200、S-300、S-400、S-500和S-600等5種規格產品，后來又推出S-2000、S-3000、S-4000、S-5000和S-6000系列產品。到如今由瑞典山特維克（Sandvik）公司又升級為S-2800、S-3800、S-4800、S-6800以及CG650、CG820、CG840、CG850和CG830等大中型旋回破碎機。圖2所示為山特維克公司生產的CG系列液壓旋回破碎機。表1中給出了該系列旋回破碎機主要參數。

Superior MK-II型旋回破碎機

美卓諾德伯格（Nordberg）公

司也生產旋回破碎機有重型和特重型其給料口有30"、42"、48"、54"和60"等5種，早期有頂部液壓缸支撐和調整裝置，后來該公司也生產底部單缸液壓旋回破碎機、頂部單缸和雙缸已不生產。近年，美卓諾德伯格新型Superior MK-II“超級橫梁”旋回破碎機，如圖3所示。

從圖3可以看出，主軸為整體式主軸，避免了動錐松動。動錐螺母螺紋位于可更換的主軸合金鋼制成的護套上，這樣主軸無螺紋，消除了由于主軸上有螺紋產生應力集中。主軸上部軸頸與錐體過渡部位采用較大的半徑圓弧并拋光、增大了主軸的強度，延長了其使用壽命。

主軸位置控制系統，采用垂直調節方式來補償磨損和控制產品精度。該系統由一個按鈕控制的泵以及一個用于支撐和調節主軸總成的重型液壓缸組成。主軸位置控制系統還可以用來清理破碎腔。如果破碎機在破碎狀態下動力突然中斷，則使動錐下降，以清除破碎腔內物料。

Superior MK-II型粗碎旋回破碎機裝有一個平衡缸，當主軸出現任何上移跳動時，該平衡缸能夠使止推軸承和活塞與主軸總成保持接觸，從而起到保護作用。同時還裝有主軸位置傳感器探頭，該探頭可直觀顯示主軸位置，便于操作者保持破碎機排料口穩定，同時使產量保持恒定，并檢測襯板磨損情況。

重型橫梁是Superior MK-II型旋回破碎機一個顯著特點。橫梁（臂架）很大，其中軸承也很大，與其相配合的軸頸也相應增大。這是為滿足軸承特大的載荷而設計的。該機橫梁與橫梁圈鑄成一體，重型橫梁圈與上架體采用錐面止口配合、以防止橫梁松動、減少維護保養的要求。此外，橫梁設計還增加了上機架的穩定性和剛性。橫梁圈與上架體錐面止口用螺栓聯接牢固可靠。中部機架由上下兩段組成并借用螺栓相聯接。表2給出諾德伯格MK-II型旋回破碎機技術參數。

ГРЩ旋回破碎機

前蘇聯生產的ГРЩ型破碎機產量較多、品種齊全，并且形成了設計制造體系，有專門的設計研究部門和制造廠家。如Механобр（選礦設計院）和УЗтм(烏拉爾重型機器制造廠)等。圖4所示為他們生產的底部單缸液壓旋回破碎機，從圖中看出：圓錐齒輪布置在偏心軸套上方，便于拆卸、安裝與調整，以前S系列旋回破碎機也有將錐齒輪布置偏心軸套上方，現在都是布置在下方，兩種方式各有優缺點；中部機架為兩段錐體用法蘭螺栓聯接；底部液壓缸活塞頂面與主軸下端之間去掉了球面軸承，代以立軸式旋擺副，其結構簡單，減少了球面軸承磨損,液壓缸活塞不承受側向力；主軸與動錐體之間采用階梯軸圓柱面相配合，在截面變化處易產生應力集中。

前蘇聯生產的ГРЩ型液壓旋回破碎機用于第一段粗碎有900/140、1200/180和1500/300等3個規格；用于第二段粗碎有500/60、700/75和980/100等3個規格。早年日本、德國、加拿大和瑞典等國都引進過AC公司生產的Superior型旋回破碎機專利。當今日本、德國等國家生產的旋回破碎機其產品質量都居世界先進水平。

國產旋回破碎機

國內企業曾研制過機械式旋回破碎機和頂部單缸以及頂部雙缸旋回破碎機，現都已經被淘汰。從1974年開始，沈陽重型機器廠重新編制了新的底部單缸液壓旋回破碎機系列型譜。除原有規格，又增加了1 400 mm、1 600 mm和1 850 mm等3種大規格（見表3）。在結構上總結了國內多年設計、制造和使用經驗及教訓，采用底部單缸支撐作為系列基型結構。該系列破碎機已生產1400輕型和重型。前者用于白馬寺石灰石礦，后者在1985年10月用于本溪鋼鐵公司南芬礦，2009年建成投產的中國黃金集團烏努格吐山銅礦也采用了該型設備，已使用多年效果良好。

圖5所示為國產1400/170型液壓旋回破碎機。該機與前述國外旋回破碎機各組成部分基本相似，大齒輪裝在偏心軸套上方，水平軸采用滑動軸承。北方重工集團在20世紀80年代引進了美國富勒（FULLER）公司TRAYLOR型液壓旋回破碎機技術。20世紀90年代初江西德興銅礦大山選礦廠使用了2臺54-74型液壓旋回破碎設備，給料口尺寸為1 372 mm，排料口尺寸為150 mm。

近兩年杭州山虎機械有限公司又生產了PXZ-1600重型液壓旋回破碎機，為目前國內最大型旋回破碎機。該機顯著特點是采用雙電動機驅動，其他結構與前述破碎機基本相似。

旋回破碎機特點

前面介紹了國內外具有代表性的旋回破碎機，在實際使用中，設計人員還是企業還應深入地了解這些旋回破碎機的特點進行選擇。

定錐與動錐布置方式

旋回破碎機主要用于粗、中碎，它的定錐與動錐布置方式不同。如圖6（a）所示，定錐的頂點位于下方而動錐的頂點位于上方，這是為了增大給料口尺寸，滿足大塊物料進入破碎腔的要求。粗碎時動錐底錐角特別大、破碎腔很深，使之有很高的生產率；中碎旋回破碎機定錐分上下兩段，上半段定錐的錐頂點還是在下方，而下半段的動錐頂點位于上方。這是為了既滿足增大給料口尺寸，又使定錐底部直徑大，能夠配以底直徑較大的動錐如圖6（b）。借以提高生產率。旋回破碎機底錐角大約在70°?80°之間。所以旋回破碎機破碎腔很深，特別是粗碎機（見圖3）。

主軸與主軸承

大型旋回破碎機主軸與動錐是制成一體的，即整體主軸（見圖1、2、3），避免主軸與動錐松動，并用合金鋼材料滿足受力的要求。粗碎機主軸與偏心軸套內孔相配的軸承相對比較矮（高度方向），頂部臂架（橫梁）軸承相對比較粗大。如圖3所示的美卓諾德伯格新型Superior MK-II型旋回破碎機“超級橫梁”。山特維克公司旋回破碎機（圖2）又采用了球面軸承，即球外表面與壁架、軸座、軸瓦形成球面摩擦副；而球內孔為圓柱孔與主軸頂部軸頸相配合形成圓柱面摩擦副。其優點可以滿足任何進動角的要求而且性能優越，但制造成本高、安裝拆卸較麻煩。

旋回破碎機底部液壓缸頂面與主軸下端之間，去掉了常用的球面軸承（上、中、下3塊摩擦盤）代以立軸式旋擺副，其結構簡單，減少球面軸承磨損并使液壓油缸活塞不承受側向力（圖4）。

中部機架

旋回破碎機中部機架有3種形式：第一是整體中部機架（圖1）；第二是分為上下兩段的中部機架，分別用法蘭螺栓加楔、銷相聯接（圖2、圖3）；第三是采用3段中部機架，同時又加上一段下架，共計4段，用一組長桿螺栓將四段機架聯在一體，如諾德伯格Symons旋回破碎機。

前蘇聯1 500/180大型旋回破碎機中部機架不僅分為兩段，而且上段中部機架又分兩半，用螺栓聯接。以上將中部機架劃分幾段，其目的都是為了加工、制造、安裝、運輸方便而已。

傳動部

前蘇聯烏拉爾重型機器廠于1953年生產的1500/180和1500/300機械式旋回破碎機曾采用雙電動機驅動。山特維克公司于1986年從美國富勒（FULLER）公司引進制造技術，其中PXF60110旋回破碎機采用兩臺350 kW電動機驅動。各公司制造的大型旋回破碎機都是采用單機傳動。最大功率為1 100 kW，用于山特維克CG830、規格為65-119、給料口為1 650 mm的大型破碎機。

旋回破碎機的發展趨勢

目前國內外生產的旋回破碎機都是基于原AC公司Superior型液壓旋回破碎機的基礎上發展起來的。前面介紹的CG系列和MK-II兩種具有代表性的先進破碎機也不例外。這兩種破碎機與原AC公司S型旋回破碎機比較也沒有顯著地變化。例如原AC公司60×109旋回破碎機給料尺寸為1520 mm、排料口調節范圍為210~300 mm、其生產率為4 300~6 600 t/h、功率為1 000 kW。將這些數據跟表1、表2中相近規格的破碎機數據相比，新機型在性能方面沒有顯著的優越性，只是在局部結構、材料、破碎機可靠性、自動控制和操作性有了新的發展和提高。因此說旋回破碎機發展速度較慢。

我國生產的旋回破碎機在大型化方面并不落后。國外常見的最大規格旋回破碎機也只是給料口為1 830 mm，前蘇聯有2 000 mm大型旋回破碎機。近年國內杭州山虎機械有限公司已制造了給料口1 600 mm重型液壓旋回破碎機。但是，國內生產的旋回破碎機性能、技術水平與國外先進破碎機比較還有不小的差距。

現將兩組國外先進的旋回破碎機與國產的旋回破碎機，具有給料口尺寸與排料口尺寸相近的兩組破碎機性能參數比較，其結果列于表4、5中。

根據表4與表5中數據比較，國產破碎機整機質量大而且生產效率不高，功率雖然相差不大，但能耗消耗相差懸殊。雖然上述比較很粗糙，但也足以說明國產旋回破碎機在技術性能方面還遠不如國外旋回破碎機，而且差距還不小。

相對國外裝備技術水平，國內旋回破碎機發展相對滯后，主要原因一方面是由于旋回破碎機比中、細碎圓錐破碎機使用數量少，旋回破碎機技術發展的積累不足；另外，破碎機制造廠家還沒有條件制造旋回破碎機，多數破碎機制造廠家缺少對產品連續跟蹤、考查、不斷研究和不斷改進升級的工作，特別是對旋回破碎機研究創新工作更少。

近年，隨著礦山規模的不斷擴大，大型化設備成為礦山設備未來發展趨勢，旋回破碎機也隨著需求的變化也向這一方向發展，但國產旋回破碎機目前主要面對的問題還是如何在原有基礎上，深入消化和吸收國外旋回破碎機的先進技術并逐步使其國產化并創新出具有自主知識產權的新型旋回破機。目前，山特維克、美卓等已開始發展中碎用旋回破碎機，這也為國內技術發展指明了方向。