（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）圓錐破碎機(jī)因位于礦石破碎生產(chǎn)線的最后階段而處于重要地位，也是選礦廠的關(guān)鍵設(shè)備。近年來(lái)，由于市場(chǎng)的變化及需求，國(guó)內(nèi)不論是破碎機(jī)用戶還是制造廠商，都對(duì)圓錐破碎機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣，先是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的圓錐破碎機(jī)，然后是消化吸收，進(jìn)而是研發(fā)創(chuàng)新，成為當(dāng)前破碎機(jī)行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的機(jī)型。
1 圓錐破碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)圓錐破碎機(jī)是在 1954 年仿前蘇聯(lián)的 φ2100和 φ1650 彈簧式圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的 φ1200 彈簧圓錐破碎機(jī)；1958 年又設(shè)計(jì)制造了大型的 φ2200 彈簧圓錐破碎機(jī)；上世紀(jì) 70 年代又研發(fā)了底部單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)，也曾經(jīng)研制過(guò)中心液壓缸圓錐破碎機(jī)。之后經(jīng)過(guò)多年反復(fù)研制與實(shí)踐，相繼克服了舊系列彈簧圓錐破碎機(jī)彈簧壓力不足、零部件強(qiáng)度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺陷，已批量生產(chǎn)的新系列彈簧圓錐破碎機(jī)有直徑 600、900、1200、1750、2200 mm 五個(gè)規(guī)格，14 種腔型；底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)有直徑 900、1200、1650、2200 mm 四個(gè)規(guī)格，12 種腔型；多缸液壓圓錐破碎機(jī)有直徑 1200、2200mm 二個(gè)規(guī)格，4 種腔型。當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)圓錐破碎機(jī)已經(jīng)達(dá)到了系列化、規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度，可以說(shuō)產(chǎn)品齊全，使用可靠，受到國(guó)內(nèi)外 (東南亞國(guó)家) 的認(rèn)可。
盡管如此，國(guó)產(chǎn)圓錐破碎機(jī)與國(guó)外先進(jìn)的圓錐破碎機(jī)相比還是有一定的差距。為了趕上世界先進(jìn)水平，沈陽(yáng)重型機(jī)器廠又引進(jìn)了美國(guó)諾得伯格 (Nordberg) 公司的西蒙斯 (Symons) 與旋盤式圓錐破碎機(jī) (Gyradisccrushers) 技術(shù)。
鞍山鋼鐵集團(tuán)調(diào)軍臺(tái)選礦廠于 1997 年引進(jìn)美國(guó)諾得伯格公司生產(chǎn)的 HP700 多缸液壓圓錐破碎機(jī)，2臺(tái)中碎，4臺(tái)細(xì)碎；武鋼程潮鐵礦于 2002 年初用 3 臺(tái)HP500 多缸液壓圓錐破碎機(jī)代替 3臺(tái)φ2100 彈簧圓錐破碎機(jī)；包頭鋼鐵公司選廠也采用了 HP800 多缸液壓圓錐破碎機(jī)。其他如馬鋼選廠、武鋼大冶鐵礦選廠，以及眾多的地方中小型選廠，有色金屬礦選廠，如韶關(guān)凡口鉛鋅礦選廠，云銅大紅山銅礦選廠都是采用HP 系列破碎機(jī)代替原彈簧圓錐破碎機(jī)，使用效果都比較滿意，基本上能滿足“多碎少磨”的工藝要求。
在砂石行業(yè)也引進(jìn)了 HP 系列圓錐破碎機(jī)，如三峽工程中古樹嶺石料場(chǎng)采用 2 臺(tái) HP300 和 2臺(tái) Omnicone1560 圓錐破碎機(jī)；三峽下岸溪石料場(chǎng)采用 4 臺(tái)HP500 圓錐破碎機(jī)；香港奧石礦廠采用 1臺(tái)HP700和 2臺(tái)HP500 圓錐破碎機(jī)；香港新機(jī)場(chǎng)工程采用 6 臺(tái)HP 系列和 2臺(tái) Omnicone 圓錐破碎機(jī)；廣州黃陂石礦廠采用 3 臺(tái) Omnicone 圓錐破碎機(jī)。此外，馬鋼孤山鐵礦、北京三聯(lián)砂石場(chǎng)和張家口采石廠等也采用了諾伯格公司生產(chǎn)的 G 型單缸液壓圓錐破碎機(jī)。
2000 年前后，瑞典 Svedala 集團(tuán)首先將 H1000系列 單缸液壓圓錐破碎機(jī)推向市場(chǎng)，繼而又將山特維克 (Sandvik) 公司 H1800 系列 (現(xiàn)改稱 CH 系列) 單缸液壓圓錐破碎機(jī)投向中國(guó)市場(chǎng)，一時(shí)又掀起了單缸液壓圓錐破碎機(jī)的熱潮。鞍鋼集團(tuán)弓長(zhǎng)嶺、大孤山、胡家廟、齊大山等鐵礦，以及太鋼尖山鐵礦選礦廠，先后引進(jìn)約幾十臺(tái) H6800 和 H8800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)；江西銅業(yè)德興銅礦也先后引進(jìn)了數(shù)臺(tái) H8000 和H8800。
最新推出的 H7800 型單缸液壓圓錐破碎機(jī)于2006 年首次在洛鉬集團(tuán)選廠使用后，先后也有幾十臺(tái)在多家大型礦業(yè)公司，如重鋼太和鐵礦、安徽開發(fā)礦業(yè)、唐鋼司家營(yíng)鐵礦和廣西華銀鋁業(yè)等獲得成功應(yīng)用。本鋼南芬選廠也采用了 H6800 和 H7800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)代替原來(lái)的國(guó)產(chǎn)彈簧圓錐破碎機(jī)。
慣性圓錐破碎機(jī)是前蘇聯(lián)產(chǎn)品，其專利已轉(zhuǎn)讓給美國(guó)、日本和西歐等國(guó)。國(guó)內(nèi)北京礦冶研究總院與圣彼得堡工程科學(xué)院合作成立中外合資北京凱特破碎機(jī)有限公司，生產(chǎn)世界一流的慣性圓錐破碎機(jī)。慣性圓錐破碎機(jī)原理獨(dú)樹一幟，仍處于應(yīng)用、改進(jìn)和發(fā)展中。
美國(guó) Cedarapids 公司推出的 MVP 型液壓圓錐破碎機(jī)，采用全滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)；浙江湖州的湖州新開元碎石有限公司和哈爾濱某金礦都引進(jìn)了全滾動(dòng)軸承圓錐破碎機(jī)。
綜上所述，凡是國(guó)外先進(jìn)的圓錐破碎機(jī)國(guó)內(nèi)都有引進(jìn)，但對(duì)廣大的中低端用戶來(lái)說(shuō)，彈簧圓錐破碎機(jī)仍是產(chǎn)銷的主力軍。如浙江雙金的 SJ 系列、廣州華揚(yáng)的 S 系列、上海山寶的國(guó)產(chǎn)老彈簧機(jī)，其產(chǎn)銷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液壓圓錐破碎機(jī)。例如浙江雙金機(jī)械集團(tuán)有限公司研制的 SJ 系列改進(jìn)型西蒙斯式圓錐破碎機(jī)，僅2010 年產(chǎn)銷就近 500 臺(tái)。
2010 年 11 月在上海舉辦的寶馬展 (Bauma China2010) 也是國(guó)內(nèi)破碎機(jī)主要生產(chǎn)廠家的一次大聚會(huì)，參展的破碎機(jī)制造企業(yè)有近百家，展出的產(chǎn)品從單缸液壓到多缸液壓，從 H1800 系列到 HP 系列，從老式的彈簧圓錐破碎機(jī)到改進(jìn)型的西蒙斯圓錐破碎機(jī)，應(yīng)有盡有。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)破碎機(jī)的廠家有數(shù)百家，僅上海地區(qū)就有幾十家。由此可見國(guó)內(nèi)破碎機(jī)制造業(yè)的興旺程度以及圓錐破碎機(jī)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)程度。
據(jù)筆者觀察了解，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)破碎機(jī)生產(chǎn)廠家都沒(méi)能加大投入自主研發(fā)新產(chǎn)品的力度，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，各制造廠相互仿抄，使得國(guó)產(chǎn)圓錐破碎機(jī)總體上趕不上國(guó)外先進(jìn)的圓錐破碎機(jī)。在這種情況下，國(guó)內(nèi)有些破碎機(jī)廠商，特別是實(shí)力較強(qiáng)的民營(yíng)企業(yè)，加大了研發(fā)投入，采用自主研發(fā)、廠校合作等方式，在對(duì)國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品，如 H1800 系列及 HP 系列消化吸收的基礎(chǔ)上，努力開創(chuàng)國(guó)產(chǎn)先進(jìn)的液壓圓錐破碎機(jī)。
武漢科技大學(xué)的郎寶賢教授與某廠合作研制動(dòng)錐直徑為 800、1000 和 1 400 mm 的單缸液壓圓錐破碎機(jī)，其主要技術(shù)性能與國(guó)外先進(jìn)圓錐破碎機(jī)相當(dāng)，個(gè)別地方還有所改進(jìn)，如 800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)啟動(dòng)和停車時(shí)，機(jī)器振動(dòng)明顯好于 GP100 單缸液壓圓錐破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家已相繼生產(chǎn)了 HP300 和 HP500多缸液壓圓錐破碎機(jī)，還有許多廠家生產(chǎn)了小規(guī)格的H1800 系列單缸液壓圓錐破碎機(jī)。
2 現(xiàn)有圓錐破碎機(jī)機(jī)型與性能比較
國(guó)內(nèi)外圓錐破碎機(jī)有許多類型，各型破碎機(jī)性能都不一樣，同一種機(jī)型，不同的生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品性能也會(huì)有所不同?，F(xiàn)就國(guó)內(nèi)已有的圓錐破碎機(jī)各機(jī)型與性能進(jìn)行比較，從中可以看出哪種破碎機(jī)的性能更優(yōu)越，進(jìn)而找出圓錐破碎機(jī)的發(fā)展方向。由于西蒙斯破碎機(jī)的性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的彈簧式圓錐破碎機(jī)，所以近年來(lái)國(guó)內(nèi)各破碎機(jī)制造廠紛紛開發(fā)這種破碎機(jī)，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)彈簧圓錐破碎機(jī)越來(lái)越少。近年來(lái)，新制訂的彈簧圓錐破碎機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (報(bào)批稿) 與西蒙斯圓錐破碎機(jī)的參數(shù)基本相近，故傳統(tǒng)彈簧圓錐破碎機(jī)遲早會(huì)被淘汰。表 1 給出了諾得伯格公司的西蒙斯、旋盤式、G型單缸液壓圓錐破碎機(jī)和 HP 系列多缸液壓圓錐破碎機(jī)的主要性能指標(biāo)。
 由表 1 數(shù)據(jù)可知，生產(chǎn)能力最高和能耗最低的是HP 系列破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度也是 HP 系列破碎機(jī)最好。旋盤式破碎機(jī)能耗高，而其產(chǎn)量又比西蒙斯破碎機(jī)稍低，然而小于 5 mm 粒級(jí)的產(chǎn)量大于西蒙斯破碎機(jī)，因此，該機(jī)雖然能耗高，但它可給下段磨機(jī)提供更多的細(xì)粒原料，使磨機(jī)達(dá)到“多碎少磨”的節(jié)能效果。
從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，旋盤式破碎機(jī)優(yōu)于西蒙斯破碎機(jī)，但不如 HP 系列破碎機(jī)。所以，諾得伯格公司自稱 HP系列破碎機(jī)為新的第三代產(chǎn)品。G 型破碎機(jī)與西蒙斯破碎機(jī)相比還是優(yōu)于彈簧破碎機(jī)。從上述 4 種破碎機(jī)的比較結(jié)果可知，旋盤式與 HP 系列破碎機(jī)采用層壓破碎原理，可以實(shí)現(xiàn)選擇性破碎，所以這兩種機(jī)型性能優(yōu)越；而 HP 系列破碎機(jī)不僅采用層壓破碎，又是一種高能圓錐破碎機(jī)，所以它的性能更加優(yōu)越。
Svedala 集團(tuán)生產(chǎn)的 H1000 系列和山特維克公司生產(chǎn)的 H1800 系列單缸液壓圓錐破碎機(jī)都是來(lái)自美國(guó)阿利斯一查爾默斯 (Allis-Chalmars) 公司 (簡(jiǎn)稱AC 公司) 的 H 系列高能圓錐破碎機(jī)。山特維克公司稱 H1800 系列是第三代產(chǎn)品，也是一種高能圓錐破碎機(jī)。慣性圓錐破碎機(jī)也是一種高能圓錐破碎機(jī)。現(xiàn)將上述 3 種高能圓錐破碎機(jī)的主要性能列于表 2。
 由表 2 數(shù)據(jù)可知，H-8000 超細(xì)型與 HP700 細(xì)型相比，后者粒度細(xì)，產(chǎn)量高，能耗低，但前者破碎比稍大些。H-8000 細(xì)型與 HP700 中型相比，后者產(chǎn)量高許多，能耗也比較低，但 HP700 質(zhì)量并不輕，因?yàn)楸?2 中的質(zhì)量不包括破碎機(jī)液壓系統(tǒng)部分。H-8000細(xì)型與 KИД - 2200 慣性破碎機(jī)相比，后者性能優(yōu)于前者，但它的質(zhì)量是前者的 2.1 倍，慣性破碎機(jī)破碎比很大，可以簡(jiǎn)化破碎工藝流程，這又是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。
KИД - 2200 與 HP700 中型破碎機(jī)相比，后者粒度 10 mm 以下產(chǎn)量 290 t/ h，比前者 12 mm 以下的產(chǎn)量 300 t/ h 少 10 t/ h，但粒度小 2 mm；后者能耗為1.724 kW·h/ t，前者為 2.00 kW·h/ t；從破碎機(jī)質(zhì)量來(lái)看，前者為 140 t，但它的破碎比較大，這兩種破碎機(jī)性能都比 H1000 系列破碎機(jī)優(yōu)越。原因是雖然表 2中列舉的破碎機(jī)都屬高能破碎機(jī)，但 H1000 系列破碎機(jī)不是采用層壓破碎原理，不能實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。此外，H1000 系列和 G 型破碎機(jī)同樣具有前述單缸液壓圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且?guī)в凶钕冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
山特維克 H1800 系列比 H1000 系列破碎機(jī)更優(yōu)越，可以認(rèn)為它是一種高能層壓圓錐破碎機(jī)。通過(guò)前述比較可以認(rèn)為，HP 系列和 H1800 系列破碎機(jī)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的兩種破碎機(jī)，并受到國(guó)內(nèi)外用戶的好評(píng)。
3 圓錐破碎機(jī)的發(fā)展創(chuàng)新
3.1 在引進(jìn)消化吸收方面應(yīng)加大投入
從以上破碎機(jī)的分析比較可知，HP 系列多缸液壓圓錐破碎機(jī)的性能優(yōu)于 H1800 系列單缸液壓圓錐破碎機(jī)，但從破碎機(jī)結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，圓錐破碎機(jī)比其他破碎機(jī)結(jié)構(gòu)都復(fù)雜，而 HP 系列多缸機(jī)又是圓錐破碎機(jī)中最復(fù)雜的；H1800 系列單缸機(jī)是圓錐破碎機(jī)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，所以，從破碎機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度來(lái)看，H1800 系列單缸機(jī)又優(yōu)于 HP 系列多缸機(jī)。這兩種破碎機(jī)都是當(dāng)今世界上性能比較優(yōu)越的液壓圓錐破碎機(jī)。
2000 年以前，某些廠家在引進(jìn) HP 系列多缸機(jī)的基礎(chǔ)上，通過(guò)消化吸收研制了 HP300、HP500 多缸機(jī)，其性能基本與原機(jī)相近。引進(jìn)的 HP 系列多缸機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明了它的優(yōu)越性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了它的缺陷。
2000 年以后，引進(jìn) H1800 系列單缸機(jī)勢(shì)頭非常強(qiáng)勁，如鞍鋼集團(tuán)弓長(zhǎng)嶺、齊大山、東鞍山等礦就引進(jìn)了多臺(tái) H8800 單缸機(jī)，使用效果也不錯(cuò)。某些制造廠在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上又研制了單缸機(jī)，其中多數(shù)是成功的，也有失敗的，失敗的主要原因是對(duì)引進(jìn)產(chǎn)品消化吸收不夠，甚至對(duì)圓錐破碎機(jī)基本原理都沒(méi)有掌握，有些試制雖基本成功，但也沒(méi)有再作進(jìn)一步的研究改進(jìn)工作。國(guó)內(nèi)也沒(méi)有專門從事破碎機(jī)研究的部門，即便破碎機(jī)設(shè)計(jì)研究中心也只是承擔(dān)一些一般的破碎機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)。據(jù)資料介紹，國(guó)內(nèi)在破碎機(jī)開發(fā)研制方面做得很不夠。有數(shù)據(jù)顯示，日本和韓國(guó)在引進(jìn)技術(shù)和用于對(duì)引進(jìn)技術(shù)消化吸收的投資比例是 1∶5，而我國(guó)的比例是 1∶0.07[5]。所以，無(wú)論是國(guó)有企業(yè)還是民營(yíng)企業(yè)，都應(yīng)該在技術(shù)創(chuàng)新方面加大投入。
3.2 研發(fā)國(guó)產(chǎn)大型單缸液壓圓錐破碎機(jī)
2009 年國(guó)務(wù)院四部委聯(lián)合提出重大技術(shù)裝備創(chuàng)新項(xiàng)目中，就有開發(fā) 2 000 mm 單缸液壓圓錐破碎機(jī)的項(xiàng)目。這是因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)大型單缸機(jī)的易損件全靠進(jìn)口，每年花費(fèi)大量的資金。因此，國(guó)內(nèi)急需開發(fā)生產(chǎn) H8800 這樣的大型單缸液壓圓錐破碎機(jī)?？茖W(xué)發(fā)展規(guī)律證明，創(chuàng)新從來(lái)都是“模仿”和“創(chuàng)造”，研制 2 000 mm 單缸液壓圓錐破碎機(jī)首先應(yīng)在研制 H8800 的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因此，應(yīng)首先對(duì)H8800 單缸機(jī)進(jìn)行深入的消化吸收，然后使之國(guó)產(chǎn)化。這也只能算是一種技術(shù)進(jìn)步，還談不上創(chuàng)新，要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)有自己的東西。希望 2 000 mm 單缸機(jī)項(xiàng)目早日付諸實(shí)現(xiàn)，以填補(bǔ)我國(guó)大型單缸液壓圓錐破碎機(jī)制造領(lǐng)域的空白。
3.3 應(yīng)用高新技術(shù)研發(fā)新型圓錐破碎機(jī)
隨著新材料、新技術(shù)和新工藝的不斷發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)，CAD 仿真、虛擬樣機(jī)、優(yōu)化設(shè)計(jì) (如破碎腔的優(yōu)化等) 等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，使得研發(fā)、改進(jìn)現(xiàn)有圓錐破碎機(jī)取得了較大的進(jìn)步。破碎機(jī)研究的總體方向是，破碎機(jī)理的研究與現(xiàn)有破碎機(jī)的研制，兩者的目的是一致的，即降低能耗、鋼耗，制造出高效節(jié)能的圓錐破碎機(jī)。破碎機(jī)的研究首先是破碎腔的研究，使它能夠借用層壓破碎原理，達(dá)到選擇性破碎的目的。為此，新的破碎機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)是：大擺程、高擺頻、大底錐角，并且三者必須達(dá)到最佳匹配；采用優(yōu)化型層壓破碎腔再輸入高能量，也就是對(duì)破碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，基本上不加大外形尺寸。
其次，要?jiǎng)?chuàng)新必須改進(jìn)現(xiàn)有破碎機(jī)的缺陷。HP系列多缸機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工安裝工藝復(fù)雜，零部件磨損嚴(yán)重，特別是在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中故障頻繁；而H1800 系列單缸機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件加工工藝和安裝工藝簡(jiǎn)單，易損件壽命較長(zhǎng)，特別是運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中故障較少，這也是許多大型廠礦引進(jìn) H1800 系列單缸機(jī)的原因之一。
4 結(jié)語(yǔ)
研發(fā)新型圓錐破碎機(jī)的基本出發(fā)點(diǎn)是，借鑒 HP系列多缸機(jī)的優(yōu)越性能，吸收 H1800 系列單缸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，并把兩者集中到一起，這樣就能創(chuàng)新研發(fā)出一種新型圓錐破碎機(jī)。目前，已有國(guó)內(nèi)學(xué)者設(shè)計(jì)出了一種既有多缸機(jī)的優(yōu)越性能，又有單缸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單特點(diǎn)的新型圓錐破碎機(jī)。希望有創(chuàng)新精神的制造廠商、科研院所和高等學(xué)校共同努力，爭(zhēng)取研制出更多、更優(yōu)越的具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、國(guó)際領(lǐng)先的新型圓錐破碎機(jī)。
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