1、前言
随着国民经济的快速发展，矿产资源综合利用技术的突飞猛进。上个世纪末，笔都曾对
破碎机械的发展给予简单的总结，至今五年过去了，笔都认为将这五年来破碎机械进行再次简单回顾，与广大同行一同关注这一问题十分必要。
我国大型机制造方面与国外大型
颚式破碎机有明显不足，主要体现在大型机型号少、自动控制水平低下、设计开发力量不足。
我国目前在大型颚式破碎机方面有以下单位生产：中信重机公司的PE900 x1200、PJ1200×1500，沈阳重型机械有限责任公司的PE900×1200、分段启动的PE1200×1500，鞍山矿山机械股份有限公司的PE750×1060、上海路桥建设机械设备有限公司的PE900×1200、PE1200×1500等。
2、新型颚式破碎机的研制
颚式破碎机是目前粉碎工程中用的最普遍的破碎机。由于它结构简单、容易制造、工作可靠，使用方便，维修也方便，因而从美国人E．W．布雷克( Biake)1858年发明至今146年来在矿山、冶金、建材、筑路、水利、化工、煤炭多种行业仍在广泛应用。
2.1新型颚式破碎机的研制
2.1.1外动颚匀摆颚式破碎机
该机是北京矿冶研究总院研制。该机特点是：改变了已沿用多年的传统复摆颚式破碎机以四连杆机构中的连杆作为动颚的传统设计。将四连杆机构中的连杆做为破碎机的边板，而动颚仅是连杆上一点的延伸，通过边板将动力传递给外侧的动颚。动颚与连杆分离，只要改变机构参数，就可以很灵活地调整动颚运动轨迹，从而获得理想的动颚运动特性。使该机与同等型号普通破碎机相比具有处理能力大、外型低20%、喂料高度及整体重心低、衬板寿命相对延长2-3倍、破碎比大2- 3.5倍等优点。目前已研制出低矮型、大破碎比型、破碎筛分型三个系列十几种规格。
2.1.2振动颚式破碎机
该机为俄罗斯选矿研究设计院研制。利用不平衡振荡器产生的离心惯性力和高频振动实现破碎。本机具有双动颚结构，两个振荡器分别作用在两个动颚上，转向相反并使两个动颚绕扭力轴同步振动。同时通过扭力轴可以调整振幅从而控制产品粒度。据报道本机可用于破碎铁合金、金属屑、砂轮和冶金炉渣等难碎物料，可碎抗压强度达500 Mpa的硬物料。破碎比可达4-20。
2.1.3双腔颚式破碎机
本机是为中南大学机械设计及制造研究所母福生教授等开发设计，本机特点是两个破碎腔是以偏心轴为中心对称分布。动颚左右两侧各有一块活动齿板，它们与固定齿板分别组成左右两个破碎腔I和Ⅱ。该机为典型四杆机构。当曲柄在a角度范围内回转时，破碎腔工进行破碎，而破碎腔Ⅱ进行排料；当曲柄转到360°-a范围时，破碎腔Ⅱ进行破碎，破碎腔I进行排料，如此往复循环，生产能力提高一倍。电机能力充分利用，该机为小啮角、深腔结构。产品粒度小、物料破碎充分。
此外同类型的产品有北京矿冶研究总院开发的PSS型双腔双动颚式破碎机，具有独特的单双耳轴承座镶嵌式动颚结构，一根轴同时带动两个动颚工作，充分利用破碎机行程的蓄能作用，提高了处理能力。该机主要优点是利用高深曲线型破碎腔，破碎比大，产品粒度细等。
2.1.4双作用简摆颚式破碎机
该机是在简摆式颚式破碎机的基础上，把原来的破碎腔分成两部分，两个活动颚板上部分别挂在各自的轴上，下端分别通过各自的连杆与位于中间的偏心轴连接，工作时电机通过传动机构带动偏心轴转动，再通过连杆分别带动各自的活动颚作往复运动，两个工作腔由于动颚与定颚连带关系则分别处于工作状态和排料状态。这种破碎机可提高生产能力，可降低功耗30% - 40%，可减轻设备重量，可减小机器振动。
过去报道过沈阳黄金学院开发的SX系列双动颚破碎机，是以两个同步反向相对运动的双动颚取代了复摆颚式破碎机单动颚，以推力板为负倾角的主体铰接四杆机构替代正倾角结构，增加了水平行程，提高破碎力。
周思浦教授研究开发的冲击颚式破碎机具有破碎力强的特点，具有柔性传动、高摆频、适合破碎硬物料等优点，但是没见进一步推广资料。
3、双腔回转式破碎机
双腔回转式破碎机在国内许多人把它划归在颚式破碎机中，实际上它应该是自成体系。自20世纪60年代最早在德国出现这种机型后，并没有引起更多的注意，我国自80年代起首由中南工大张智铁教授改进推出，进行初步推广，20世纪80年代初由王梓奇、徐正一先生改进并由北京京海鹰矿山工程设备公司生产并向全国推广。80年代末期，由王梓奇、徐正一、孙成林等人充分利用层压理论对整机进行全面改进并向市场推广，这就是90年代的高能旋摆式破碎机。此后再度改进提高变成目前市场上的PC破碎机与XPC破碎机。
该机经过近20年的生产实践、市场考验，现在已经完全成熟，目前已是中、小型选厂首选的好机型，主要优点是大破碎比、高产量、产品粒度细、节能、高效等优点。
4、圆锥破碎机
圆锥破碎机尽管是我国大、中型矿山选矿厂必需的破碎机，但是就目前国内矿山生产使用看．从媒体介绍得知大多是引进国外设备，几乎没有用国内产品，实例如表1。
在破碎中破碎产品细粒级含量多少与破碎机输入功率成正比，当物料性质与给料粒度一定时，输入功率增加，破碎能力加大，随之处理能力也增大，产品粒度变小。因此，输入破碎机的能量愈大，破碎效率愈高。国外圆锥破碎机都是在这一基本原则上进行改进而提高处理能力的。
国内细碎圆锥破碎机除北京矿冶研究总院近年与俄罗斯圣彼得堡合作在中国市场投放的惯性圆锥破碎机之外，没有大的进展，对惯性圆锥破碎机在国内各种媒体报道很多，在此不再介绍。
5、锤式破碎机
锤式破碎机顾名思义是利用机内的锤头打击物料使其破碎，国内大型的锤式破碎机生产单位有：天津水泥工业设计院吸收了丹麦Smimth公司机型特点开发的TLPC和TPC系列大型锤式破碎机并已在全国许多水泥厂应用。首钢通用机械厂引进德国O&K公司锤式破碎机技术制造锤式破碎机并用于生产。
上海建设路桥机械设备有限公司、多灵沃森机械设备有限公司等多家企业开发制造了反击锤式破碎机。综合了反击与锤式两种机型的优点，使物料获得的动能得以充分利用，能量利用率高，破碎效果好。
除此之外，上海建设路桥公司的硬岩反击式破碎机、洛阳大华机器厂的PFQ涡旋强力反击式破碎机等都是国内新机种，也代表了目前反击式破碎机的水平。
攀广军对环锤式破碎机的动力学进行了实验研究。
6、立轴式冲击粉碎机
立轴式冲击粉碎机主要优点是：破碎效率高、破碎比大、产品粒度细、过粉碎现象少、节省能耗、结构简单、造价低、运转平稳、维护方便。
瑞典Svedala公司的BARMAC立轴式冲击粉碎机利用石料间相互冲击破碎，并利用石料形成自衬式工作部件。转辊边缘速度达到75 - 100 m/s的速度，以创造大的动能或冲击力。生产实践使用效果良好。
我国洛阳大华矿山机械厂生产的冲击式破碎机结构原理与Svedala公司的BARMAC型冲击式破碎机相同。其PrL -100n型处理能力达90 -100 t/h，排料粒度-3mm占90%，PL - 1200ri型处理能力为145 - 250 t/h，排料粒度- 10 mm占60% - 90%。上海多灵沃森也有PLC型冲击式破碎机生产。
对反击式破碎机的工作分析后，徐州万和机械制造有限公司杨连国等人建立了空中打击破碎理论，并在此基础上发明了空中打击细碎机并在生产实践中开始应用。
7、其他新机种
除上述主要破碎机外，市场还见到有许多新品种。如：PCZ重锤式破碎机。PCC;R系列，PCC烘干锤式破碎机、细碎防堵锤式破碎机；垃圾破袋分拣破碎机；剪切式破碎机；制砂专用破碎机高效复合细碎机、PCX系列高效细碎机等等。
8、其他新的破碎方法
自19试机对新的破碎方法就见有报道，但是这些介绍就我国前破碎技术现状看，距生产实践还有一定距离，未见生产使用报道。
8.1等离子粉碎
本方法是因为矿石中不同矿物的介电常数和电导率不同，在电解质氛围的电场中，具有高介电常数和导电率的矿物与具有低介电常数和电导率的矿物边界处易于积聚电荷。此时在外加强电�。ǖ缏龀澹┳饔孟拢笪锉呓绱岢鱿只窒笠徊壤胱犹�。而在等离子体中由于离子群间电性的相互作用，在离子存在区会出现振荡，由于振荡会出现横波和纵波，波的传播和振荡不同，并传到矿物颗粒中去，在矿物成分不同处达到积聚和膨胀，从而达到使矿物破碎的目的。
8.2升温粉碎
所谓升温粉碎是把矿物加热到一定温度，然后迅速冷却到常温进行粉碎。由于急热和急冷，使矿物产生体积应力而产生裂纹，矿石易于粉碎。对此方法，国内外学者都作过好多试验，但是所有作者都没有能源利用的情况报告。笔者认为本方法对于大型矿山的采选联合企业，从处理量出发，从设备选择考虑，目前还不适合。
8.3柔性粉碎
所谓柔性粉碎是利用小能量高频率对矿物进行脉动冲击粉碎。这种粉碎方式不易使矿物产生过粉碎，能量在矿物自然裂隙处积累，对矿物分离有良好的解离作用，具有粉碎效率高、单位钢耗低，节能效果明显等优点，据报道这种方法国内也有专家试验，并应用于实际当中。
9、破碎机研究的展望
破碎机研究是老课题，也有新观念。
老课题，是因为研究粉碎过程的三大功耗学说一直是影响我国粉碎界的主要理论，至今没有更新的理论来代替。
至于新观念的提出，可归结为以下几方面：如中南大学母福生教授等在功耗说的基础上进一步研究了破碎过程的能量消耗，分析了物料破碎的突变行为，定性地阐述了物料破碎过程的能耗问题，并定量给出了破碎过程中功耗状态方程式。
研究粉碎机械学，这是从研究机构设计、工作原理、机构结构、机构参数对破碎效果的影响；破碎物理学，是研究被破碎物料在外力作用下的破碎规律的基础上，研究单颗粒破碎、料层粉碎、选择性破碎、破碎极限等情况。
粉碎动力学则是研究被破碎物料粒度减小与时间的关系，阐明粉碎过程输入与输出功的力学关系。此外分形技术应用破碎理论的研究、突变理论的应用，都是破碎机研究工作中新观念的进入、新理论建立的开始。
面对上述情况，在进入以信息技术为基础特征的今天，以计算机技术和网络通讯技术为代表的信息技术时代，对产品设计的观念和方法都有巨大的变化，设计理念的转变设计手段的革新，会给设计的新产品带来巨大的变化。
设计理念的现代化：在市场经济的前提下，把握设备的设计理念的前瞻性十分重要，市场是企业的生命．市场是衡量企业生存的根本尺度，市场给我们效益。20世纪90年代美国提出“为竞争的优势而设计”的理念，现代的设计应该是以人为本，面对服务对象，面向市场、面对循环经济、面对矿产资源利用的大趋势、面对环保，搞全性能、全生命的设计。要认识到通过全面创新设计、节能、高效，实现高科技优势，达到产品优势占领市场。
利用信息技术的二个基本条件：(1)计算机技术；(2)网络通讯技术。前者能使设计者能更快、更广泛和更深入、更复杂地分析信息处理问题；后者是使设计者更迅速完成信息交汇和集中，可与关注你的同行和其他人资源共享，共同创造。次性投资和占地面积可能稍大，但长期使用的经济性好，可降低产品的生产成本。超细重钙浆料采用机械方法脱水，由于其粒径小比表面积大，一般的压滤机和离心机都无法胜任，而采用特殊过滤流道滤板高进料压力的箱式压滤机对超细重钙进行脱水后，其饼料的固含量可达85%以上。再用旋转闪蒸干燥机干燥成粉，可降低最终产品的生产成本，进一步提高产品的市场竞争力。
2、经济性分析
尽管超细重钙浆料的固含量较高，可采用热能方法将浆料直接进行烘干的生产工艺，而且避免了投资板框压滤机，从
而减少设备占地面积，但从长期使用的经济性和产品的生产成本方面考虑，应优先考虑机械方法脱水后再烘干的生产工艺。
用处理浆料量2 200 kg/h，固含量为70%的超细重钙干品制备工艺为例进行经济性分析，表1列出了干燥系统的主要参数，不同生产工艺干燥系统的相同参数或差异不大的参数未列入表中，表1中的总耗电量只是所列参数之和。
相同浆料处理量的不同工艺方法，尽管不同的干燥系统配置不尽相同，但能耗差异较大。多功能型干燥系统采用一级袋滤器回收产品，设备配置简单，布局紧凑，占地面积小，但能耗过大；旋转闪蒸改造型干燥系统采用两级气固分离设备回收产品，设备占地面积稍大，与前者相比能耗可降一半；而采用板框压滤脱水后再用旋转闪蒸干燥，并采用两级气固分离设备回收产品的工艺，设备较多，占地面积最大，但能耗可降2/3左右。由于干燥去水量较少，所需换热设备的供热量相对较少，燃料消耗也少；相应的干燥机的规格型号小，因此干燥系统中其它设备配置的规格也小。采用此种生产工艺的设备总投资应比采用浆料直接干燥工艺的设备总投资少。虽然占地面积大，但长期使用经济性好。
3、结论
超细重钙干粉制备采用何种生产工艺，应综合考虑：占地面积，厂房及设备的一次性投资，能耗，生产成本和长期使用经济性。通过上述分析，从降低最终产品生产成本出发，应优先考虑选择机械脱水后再烘干的生产工艺。
相关破碎机产品：
1、
颚式破碎机
2、
圆锥破碎机
3、
雷蒙磨粉机
