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砂石场常见破碎机械的国内外差距探讨

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随着国内基本建设和国民经济的持续发展,我国的建设机械市场已经成为国内设备制造商关注的焦点,破碎机械行业也不例外,外资的进入,进一步加剧了市场的竞争程度,国内破碎机械企业要想在竞争的大潮中取得先机,其首要问题就是要提高现有破碎设备的质量和技术含量,尽快缩小与国外生产水平的差距,创造自己的品牌,争取市场主动,本文通过比较国内外破碎机械的差距来说明国内外破碎的机械现状。

破碎机械通常可以分为6类,除了其中的锤式破碎机和辊式破碎机2类外,砂石场常见的破碎机械还有颚式破碎机圆锥破碎机反击式破碎机和立轴冲击式破碎机(VSI)等4类。

一、颚式破碎机

颚式破碎机是砂石场的初级破碎设备。以下主要从3个方面来分析国内外产品差异。

1、产品的品种规格

颚式破碎机以进料口的长度和宽度来标定机器的规格,国内制造商基本上按行业标准制造约8种规格粗碎系列产品。市场上主要制造商的产品有更多的规格。例如:美卓集团的诺德伯格公司,有C、VB和重型3个系列合计22种规格;特雷克斯集团的锡达公司有28种规格;爱斯太克集团的先锋公司有15种规格。

2、产品的性能

颚式破碎机的主要技术参数是处理能力和较大允许进料尺寸。同一规格的颚式破碎机由于设计不同,其较大允许进料尺寸也不相同,我国参照采用原苏联标准,进料口宽度以固定齿板齿尖(齿底)与活动齿板齿底(齿尖)距离为计算标准,而国内不少企业以固定齿板和活动齿板之间距离计算,由此,标明相同规格的产品,国内产品与国外企业的产品相比实际上往往小一齿深的距离,大规格的破碎机齿深为60-100mm,因而国内产品的允许进料尺寸往往偏小50-80mm。

颚式破碎机

颚式破碎机的排矿口可以调整,不同排矿口对应有不同的处理能力。因此,在比较处理能力时,应确定排矿口尺寸相同。例如,诺德伯格公司的C100颚式破碎机,在闭边排矿口设定(C、S、S)为125mm时,处理能力为265t/h,国内相应的PE750X1060型产品;处理能力为195t/h,约低25%。由此,在250X300t/h规模的砂石场生产线上,采用C100型作为初级破碎设备可以满足使用要求,而PE750X1060型就勉为其难了。

3、产品的设计与制造工艺

近20年来,针对颚式破碎机运动方法的四连杆机械设计理论有很大进展。例如:破碎腔的双向啮角,短肘板大摆角,减少传动角与偏心距等,国外公司所提供的产品往往已采用这些经过验证的设计理论来提高产品性能和使用可靠性。我国国内制造商由于种种原因采用特殊设计理论甚少,其主流产品几乎都是20世纪70年代之前定型的产品,采用耐磨材料,(如高锰钢)和重要配套件(如调心滚子轴承)等国产基础件,使用寿命低于较高水平的同类产品。此外,主机厂的加工和装配工艺上多年来也较少有改变,例如轴承孔、轴承座的加工的装配工艺及机架的加工与装配等等。

颚式破碎机

二、圆锥破碎机

圆锥破碎机往往作为砂石场的二级和三级破碎设备。圆锥破碎机以圆锥底圆直径尺寸作为规格的划分标准。常见为底部单缸和(外部)多缸2种型式。国内目前主流产品为弹簧圆锥破碎机(即用弹簧来代替外部油缸),归属于多缸式。

1、使用性能

圆锥破碎机的性能主要体现在允许进料粒度、处理能力和排料粒度等3个方面。目前,国内市场上的弹簧圆锥破碎机产品与其他相比,性能上的差异主要有进料小、排料大、处理能力低和机器重等几个方面,这主要是设计理念落后造成的。

2、技术差距

设计上的落后主要表现在机构实现层压破碎原理(或称料层破碎)的程度上。20世纪50年代实验室试验证明,物料的单颗粒粉碎与多颗粒(形成料层)粉碎。其功耗和粉碎后的机械理尽可能实现层压破碎,因而可以摆脱完全依靠排矿口来控制出料粒级的情况,从而实现较大的进料粒度、较小的排料粒度和较大的处理能力。因此,设计的稳定性在于尽可能为层压破碎创造条件,采用腔形设计和加大破碎力就是有效的措施。以主轴摆动速度和偏心距为例,不同发展阶段的3种圆锥破碎机性能也不同。

圆锥破碎机

三、反击式破碎机

以往中小型砂石场常采用细碎颚式破碎机作为二级破碎设备,目前,大中型砂石场以圆锥破碎机为主。在一些特殊场合,例如要求矿石产品的颗粒状立方形特别严格(即针片状颗粒比较少)时,往往采用反击式破碎机作为二级或三级破碎设备,例如我国高等级公司建设的路面石料场普遍采用该类型的设备。在国外由于城市建设废弃物的钢筋混凝土再生十分普及,因此,采用反击式破碎机为主要设备十分常见。

反击式破碎机以转子的直径和有效长度作为规格划分标准,国内外典型产品的差距主要是产品设计和耐磨材料两个方面。

1、产品设计

同一规格的反击式破碎机国内外产品的主机质量相似,然而,国产产品机壳质量小,转子的反击架质量大,而国内产品机壳和转子质量大,反击架质量较小。

由于转子的质量小,转动惯量小,拖动的电机功率也小,特别在破碎硬岩用希望获得小颗粒时的处理能力低。

此外,在反击腔形设计,不同粒度需求时的反击板调整以及板锤的更换等方面,国内外产品在设计上的差别也十分明显。这些方面的不良设计,不仅影响产品品质,而且给使用、维修也带来诸多不便。

2、耐磨材料

作为二级或三级破碎的反击式破碎机,在破碎硬物料时基主要抗磨零件板锤采用高铬铸铁制造,我国的高铬铸铁标准(抗磨白口铸铁标准)适用于小型零件。对大型零件(如几百千克的板锤)的质量控制标准不齐全,主机制造商并不制造耐磨材料,因此板锤等耐磨零件质量易失控。更何况不少铸件生产企业缺乏必要的质量控制条件,因此,同一工况条件下,国内外的易损件使用寿命往往相差1倍。

反击式破碎机

四、立轴冲击式破碎机(VSI)

作为20世纪80年代发展起来的破碎机型,已在砂石场广泛应用,被用户公认为有效的制砂设备,通常直称为制砂机。

立轴冲击式破碎机以叶轮直径作为规格的划分标准,按叶轮形式分为开式和闭式。按外壳是否装有反击板可分为石打石和石打铁2种破碎方式,从而组合为4种基本形式。

实际看,立轴冲击式破碎机的成熟技术体现在3个方面:灵活的机械性能、特殊耐磨材料和零件设计,有效的粉尘控制。对国内市场来讲,至少前两者是共同的。

1、技术性能

开式叶轮将允许100-150mm的进料粒级,而国内至今没有商品化的开式叶轮立轴立轴冲击式破碎机提供给市场。因此在砂石场国内立轴冲击式破碎机仅能作为三级或四级破碎设备而不能如国外那样作为二级破碎设备。

国外公司已有叶轮直径达1.6m,配套的电机功率高达1103kW的设备,适合各种特大的生产线,而国内的立轴冲击式破碎机规格很少超过1.2m。

特殊的叶轮通道可以在3-7个间变化,有不同构造与不同转速等的配合以适应不同的物料及进料粒级,达到较高的制砂量和需要不得的细度模数,而国内的闭式转子基本上固定为4个通道,很少变化,因此对不同工况的适应性较差。

2、耐磨材料和零件设计

由于在立轴冲击式破碎机上设计了物料的料垫来取代衬板作为易损件,因而,提高耐磨件的使用寿命可分解为零件设计和耐磨材料应用2个方面,例如,第二代叶轮设计曾采用外径堆焊耐磨材料进行保护,现在特殊的零件设计已采用料垫保护方式,取消了价格昂贵的铬合金钢堆焊。

实际上专业的立轴冲击式破碎机制造商已普遍采用陶瓷制作耐磨零件,而不仅仅是硬质合金(碳化钨)和高铬铸铁。陶瓷材料不但可耐较高的温度,而且有特别好的抗腐蚀性,因而在带有相当温度的物料高速冲击时耐磨性能良好。

立轴冲击式破碎机

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