物料的粉碎是许多行业产品生产中不可缺少的一种工艺过程。世界上约12%的电能用于粉碎物料，其中大约15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于
破碎机与磨机相比金属消耗量和电耗较小、便宜、运转维护简单，而且磨机的效率只有1%，破碎机的效率达10%。因此，经过50多年的实践和总结，粉碎领域正大力提倡“多碎少磨”的新工艺流程，即降低破碎产品最终粒度，增加细粒级在破碎产品中的含量，从而提高磨机的处理能力，达到降低电耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的。
俄罗斯圣彼得堡米哈诺布尔科技股份有限公司经过40多年努力研究，通过不断的改进和完善，在大量的理论和试验工作的基础上，终于开发研制成功在破碎领域具有很大突破的新型节能细碎设备——惯性
圆锥破碎机。惯性圆锥破碎机以其先进的破碎理论、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当今世界圆锥破碎机的最高水平，能够很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。
1、设备简介
(1)结构特点。惯性圆锥破碎机的结构如图1所示。
惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，具有较高的功率一容积比，能合理的利用所供给的能量，这也要求该机的主要零部件具有较高的强度。惯性圆锥破碎机的外壳承受动锥的冲击和挤压，并通过隔振元件来减振，而不是像偏心圆锥破碎机那样通过地脚螺栓传给地基。如果外壳很轻，冲击和挤压的作用很小，物料的破碎就不可能实现，因此惯性圆锥破碎机比同类型偏心圆锥破碎机要重。如一般4600 mm偏心圆锥破碎机为5t左右，而GYP - 600型惯性圆锥破碎机为9t，几乎重了1倍，以保证其工作可靠性。
(2)优点。①具有良好盼‘料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触，防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，延长了衬板的使用寿命。单位破碎比功耗仅为普通设备的一半左右。②破碎比大，产品粒度可调。调节偏心静力矩、激振器转速和排料间隙，可很方便地调节所需的破碎比(4～30)。③操作安装方便。由于整机采用二次隔振，基础振动小，工作噪音小，安装时不需庞大基础和地脚螺栓。④良好的过铁性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器将绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。⑤简化碎磨流程，减少辅助设备台数。该机充满给料，无需专门的给料机，可满负荷启动和停车，操作、监测和控制十分方便；由于产品粒度细，无需振动筛构成闭路，大大节省设备和基建投资。⑥应用范围广。调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度下的脆性物料。
2、惯性圆锥破碎机破碎力分析
偏心圆锥破碎机的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎腔内物料的充填率来决定。偏心圆锥破碎机的应用范围局限于抗压强度为200 MPa以内的物料，更坚硬的物料则很难破碎，或破碎它们需要很高的能耗，且需要几段破碎才能实现。
惯性圆锥破碎机与偏心圆锥破碎机在破碎力的产生上有本质的不同。惯性圆锥破碎机工作时，动锥和激振器旋转都产生惯性力。因为机器工作时，章动角8很小，一般不会大于2。，动锥的质心距机体中心线很近。所以动锥产生的惯性力远小于激振器产生的惯性力，惯性圆锥破碎机破碎力的大小主要是由激振器旋转时产生的惯性力来决定。现在忽略动锥所产生的惯性力，来分析惯性圆锥破碎机破碎力的大小。在忽略摩擦力和重力等一些次要力的情况下，动锥的受力情况如图2所示。
激振器由数块扇形重块组成，重块之间相对旋转以改变质心C的位置，从而改变艿、L的大��；也可拿掉几块扇形重块以改变质量m；调鏊排料间隙可以改变8的大�。唤幸部筛菪枰械鹘�；调整Ⅲ、L、(o.p、艿可以针对任何工作条件产生所需的破碎力。由于惯性圆锥破碎机是挤满给料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以使物料层适当地压实，使物料承受全方位的挤压，物料颗粒之间相互作用，从而实现“料层粉碎”。同时在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒之间不断改变方位，由于物料颗粒越小，晶格缺陷越少，强度越大，因此强度大的小颗粒可破碎相邻的强度小的大颗粒；在等强度颗粒中，那些晶格缺陷与剪切力方向重合的颗粒被破碎。这样物料主要沿晶格间的区域破碎而不破碎晶体本身，破碎后的物料具有最低过粉碎，从而实现了物料的“选择性破碎”，可轻松破碎抗压强度高达360 MPa的物料。
3、惯性圆锥破碎机工作参数对性能指标的影响
惯性圆锥破碎机工作参数包括偏心静力矩Sd，排料间隙2A(动锥和定锥底部径向间隙之和)，激振器转速姐以及破碎腔的形状等。通过试验来调节破碎机的工作参数，也可改变破碎机的性能指标，如产量、功耗和产品粒度组成等，以满足不同性质物料的不同要求。
3.1 偏心静力矩和排料间隙对仕能指标的影响
GYP - 300型惯性圆锥破碎机破碎柿竹园有色金属矿钨钼矿石，在普氏硬度，- 11～13、给料粒度为0～25 mm时，不同偏心静力矩和排料间隙时破碎机性能指标见表1。
从表1可知：
(1)随着偏心静力矩的增大，产量提高，单位功耗下降，产品粒度减小。
(2)随着排料间隙的增大，产量提高，单位功耗下降，产品粒度增大。
(3)第10组试验的排料间隙为9 mm，功耗为2.28×5.09 - 11.6 kW，超过了GYP - 300型惯性圆锥破碎机的装机功率11 kW，这在实际工作中是不允许的。
3.2激振器转速和腔内压力对性能指标的影响
GYP - 300型惯性圆锥破碎机破碎镁砂时激振器转速和破碎腔内压力与性能指标的关系见图3。
由图3可见：
(1)增大激振器转速，产量降低，产品加权平均粒度减小。
(2)增加破碎腔内压力，提高了物料层的密实度，增大了物料颗粒被破碎的可能性。因此产量提高，产品加权平均粒度减小。
4、惯性圆锥破碎机生产应用情况
惯性圆锥破碎机目前己形成动锥底部直径从60 mm到2 200 mml0种规格的产品，技术参数见表2，其破碎产品粒度分布见图4。
俄罗斯开发研制成功惯性圆锥破碎机以来，其专利已卖给德国、日本、法国、意大利等国公司，已经
有数百台惯性圆锥破碎机在世界各地的生产中应用。北京矿冶研究总院和俄罗斯圣彼得堡米哈诺布尔科技股份有限公司合资成立的北京凯特破碎机有限公司是俄罗斯在中国唯一授权生产惯性圆锥破碎机的企业。作为“八五”、“九五”国家重点科技攻关项目，惯性圆锥破碎机的研制、应用荣获1996年部级科学技术进步二等奖。
短短几年，北京凯特破碎机有限公司已生产出数十台不同规格的惯性圆锥破碎机并已广泛用于金属及非金属矿、冶金、材料、化工、磨料、建材等行业的物料破碎领域，均取得了显著的经济效益和社会效益。表3列举了部分应用实例。某厂用GYP - 300型惯性圆锥破碎机加工镁砂，开路产品全部为-3 mm，衬板耐磨度为辊式破碎机的9～14倍，而单位功耗却下降了30%。
某电化集团公司生产电解二氧化锰，要求- 40目～+100目的窄粒级产品尽可能多，- 200目为过粉碎，用GYP - 300型惯性圆锥破碎机加工的产品- 40目～+100目占50.8%，过粉碎率为6.5%。
用GYP - 300型惯性圆锥破碎机加工一级棕刚玉，通过调整破碎力大小和破碎腔形状，在给料粒度- 25 mm时，产品中-1.4 mm～+140目的粒级占60%，过粉碎率（-140目的产率）有效地控制在9%以下，且产品中等积状颗粒占76.5%，从而使成品率大大增加，显著地降低了生产成本。
用GYP - 300型惯性圆锥破碎机代替雷蒙磨和塔式磨机加工碳化硅，全部产品为-1.5 mm，- 60目占50.5%，而且产品大多呈立方体状。
GYP - 600型惯性圆锥破碎机加工刚玉，当给料粒度为- 60 mm时，破碎产品的加权平均粒度只有2.8 mm，破碎比达10以上。
某矿产品加工厂用GYP - 600型惯性圆锥破碎机加工高铝钒土烧结矿时，成品率（产品中-5 mm的颗粒）占80%，-8 mm颗粒则达到100%；原来用6台对辊破碎机构成的闭路作业破碎筛分系统，产量每小时不足6t，而1台GYP - 600型惯性圆锥破碎机产量可达14 t左右，单位功耗只有原来的40%，节能效果十分明显。
某钢铁公司采用GYP - 600型惯性圆锥破碎机破碎钢渣，钢渣中的小钢块被轧扁从破碎腔排出，即使物料中混入了前面磁选工序没有选出的大钢块或其它不可破碎的物体，由于动锥与传动机构之间无刚性联接，动锥被卡住不动，激振器将绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动机构和主机，有效地解决了钢渣破碎过程中的“卡钢”问题；由于钢渣中“钢”和“渣”的颗粒强度不同，在选择性破碎时钢渣中的“渣”被破碎，而“钢”由于具有压延性，在破碎力的作用下被轧扁，随同破碎的“渣”一同排出，彻底的解离了钢渣中的“钢”和“渣”；通过磁选回收钢粒，-8mm的废渣重新回高炉做溶剂，使钢渣变废为宝。
某有色金属矿应用GYP - 600型惯性圆锥破碎机，产品粒度-5 mm占95%，整个破磨系统比原系统能耗下降20%，产量提高28%。
某公司采用GYP - 600型惯性圆锥破碎机和棒磨机配套，湿法破碎石英岩，作为冶炼铜的熔剂，0.1～1.0 mm的成品砂产量为15 t/h，过粉碎率低于15%。
某公司生产高纯石英粉，要求纯度达到99.99%，采用GYP - 100型惯性圆锥破碎机破碎后，产品中铁含量只有60×10-6。
俄罗斯用惯性圆锥破碎机和棒磨机做粉碎刚玉的对比试验，其结果见表4。
从表4可知，用惯性圆锥破碎机粉碎刚玉的单位功耗不到棒磨机的一半，而研磨体的耗量只有棒磨机的1/19。
哈萨克斯坦某铜矿采用俄罗斯生产的+2200mm惯性圆锥破碎机代替普通∮2200 mm短头偏心圆锥破碎机破碎硫化铜矿石，在给料粒度为- 120mm时，产品粒度-14 mm占95%，其中-6 mm占60%，产量为240～280 t/h。极大地降低了入磨粒度，磨机产量提高50%左右。
5、结 论
综上所述，与传统破碎设备相比，惯性圆锥破碎机作为物料加工的细碎设备具有破碎比大，产品粒度细而均匀，单位电耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的优点，是一种理想的节能超细破碎设备。在金属及非金属矿、冶金、材料、化工、磨料、建材等行业的物料破碎加工领域具有极其广阔的应用前景，推广使用可产生巨大的社会效益和经济效益。
