碎矿和磨矿是矿物原料加工和利用中两个最关键、也是能耗最高的工序，它的消耗构成了整个选矿厂生产成本的主要部分，功耗和钢耗占选矿厂生产成本的60%以上。特别是磨矿工序，其单位能耗又远比破碎工序能耗高得多，功耗占整个矿物粉碎作业的89%-93%，占整个选矿厂的30%-60%。破碎和磨矿的工作原理表明，强化破碎，尽量减小磨矿的给矿粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重要途径。
由北京矿冶研究总院北京华诺维科技发展有限责任公司研发的双层多级盘式辊压
破碎机是一种具有完全自主知识产权的新型高效超细碎破碎设备，具有多级串联破碎、破碎比大、能耗低的特点，不仅可以取代原工艺流程中的初、中、细三段破碎，更可以将原来的两段磨矿简化成一段，从而实现破磨作业节能30%~50%的作用。
1、工作原理
双层多级盘式辊压破碎机的工作原理，其核心部分是磨盘以及磨辊。加压装置通过加压臂和磨辊均匀地对物料施加压力。同时，磨盘转动造成盘与辊之间的相对运动，导致对物料的连续碾压破碎作用。
物料通过进料口进入上层磨盘的轨道上，上层磨盘由一组对称放置的磨辊组成，构成第一级破碎单元。物料借助与磨盘和磨辊之间的相对运动被破碎，在磨盘的边缘设有两个挡料板以及两个出料口，经过第一次粉碎的物料由出料口排出进入下层磨盘轨道。下层磨盘上由两组破碎单元构成，形成第二级和第三级破碎，这两组破碎单元的破碎比不同。物料在下层磨盘上经两次破碎后，由出料口排出，完成粉碎过程。
双层多级盘式辊压破碎机的粉碎过程中既有中细碎的作用，也有粗磨的作用。尤其是在细碎与粗磨的过程中，由于双层多级盘式辊压破碎机实施的是准静压粉碎，排出的产品中不仅含有一定比例的细粒成品，而且在非成品颗粒的内部也会产生大量裂纹，从而改善了物料后续粉磨的可磨性，降低粉磨能耗，增加粉磨系统的生产能力，还能大幅度降低能耗。双层多级盘式辊压破碎机细碎和粗磨的工作过程中物料破碎发生在物料颗粒底部，物料颗粒之间相互挤压破碎，物料同辊表面接触是有限的，破碎发生在受限制的空间，物料颗粒不允许逃脱，因此破碎效率比常规碎磨效率高。
双层多级盘式辊压破碎机与传统的粉碎技术有三点本质的不同：基于多碎少磨的技术路线，实现了多级连续串联破碎；双层多级盘式辊压破碎机实施的是准静压粉碎，这种准静压粉碎方式相对于冲击粉碎方式更能节省能耗：双层多级盘式辊压破碎机在细碎粗磨阶段实施的是料层粉碎，是物料与物料之间的相互粉碎。这种原理的粉碎效率相对于传统的破碎和球磨技术有明显的提高，磨损也明显的减少。
2、双层多级盘式辊压破碎机的结构特点
双层多级盘式辊压破碎机是由北京矿冶研究总院研发的一种高效节能的超细碎粉碎设备。双层多级盘式辊压破碎机采用磨盘以及磨辊的结构形式破碎物料。双层多级盘式辊压破碎机一改水泥行业现有的立磨结构，将磨盘分为上下两层，呈上小下大的结构形式。上层设置一组破碎单元，下层设置两组破碎单元，以增大设备的破碎能力，同时上下两层磨盘串联，实现超细破碎的目的。在双层多级盘式辊压破碎机中，每层磨盘上采用设置两个以上的破碎辊为一个破碎单元的结构，每一破碎单元中的各破碎辊采用与磨盘不同的间隙，从而实现不同的破碎比，经过破碎单元的串联组合，达到增大破碎比的目的，从而实现多级破碎。
3、磨盘以及磨辊结构设计
双层多级盘式辊压破碎机磨盘和磨盘的组合方式对破碎机的粉碎效果就有很大的影响，由于双层多级盘式辊压破碎机的入料粒度为60mm左右，故第一级破碎主要为粗碎，以单颗粒破碎的方式工作，经过第一级破碎之后物料的粒度降低，为了实现细碎磨的功效，在后续的粉碎过程中，采用料层粉碎的方式进行细碎磨，故下层磨盘采用带齿的衬板组合表面，磨辊采用圆柱辊的结构形式。这种结构形状简单、易于加工。磨辊分上下两层，上层磨盘起粗碎磨的作用，下磨盘起细碎磨的功用，考虑到设计的辊压破碎机的生产能力和进料粒度以及加工制造工艺和成本，取上下层磨盘直径大小不同，故确定上层磨盘直径为1200mm，上磨辊直径为500mm，辊宽200mm；下层磨盘直径1500mm，下层设置两组磨辊，呈对称布置，第一组辊子的直径为400mm，辊宽350mm，第二组辊子直径为300mm，辊宽350mm。具体结构见图3和图4所示。
为了减少磨盘的磨损，同时为了便于拆装维修，在磨盘的上面采用8块扇形衬板，衬板通过螺栓与磨盘连接�？悸堑狡扑榈奈锪现饕笫�，衬板采用了耐磨材料。根据入料颗粒的不同，衬板又有两种，一种为齿形衬板，一种为平面型衬板。在破碎较大颗粒的物料时，采用平面衬板，在破碎粒度较小的物料时，为形成料层采用齿形衬板。
磨辊采用的是组合结构，传统的磨辊基本上都采用的是一体铸造出来，重量较大，维修木方便，在破碎物料时，由于磨辊的上下窜动对磨盘产生了很大的冲击作用力，大大地加速了设备的损坏程度，降低了设备的寿命。采用组合磨辊的结构，不但可以降低生产成本，辊面材料采用较好的耐磨材料，大大地提高了磨辊的使用寿命，同时拆装方便，便于维修。减少了磨辊对磨盘的冲击作用力，提高了设备的使用寿命。
磨盘和磨辊是双层多级盘式辊压破碎机的重要工作部件，其可选择的传动布置方案有三种：(1)磨盘带有动力，磨辊为从动轮； (2)磨辊带有动力，磨盘为从动轮； (3)磨盘和磨辊均带有动力。双层多级盘式辊压破碎机采用的是第一种传动布置方案，这种方案的突出优点是仅需要一套动力源和减速装置即可，结构简单。这种动力布置方案，可以使得磨盘与磨辊的线速度不同，在粉碎过程中使得物料受到更大的剪切作用，产生更多的细颗粒。
因为在双层多级盘式辊压破碎机的破碎过程中，物料经过第一破碎单元的粉碎后，由出料口滑入下层磨盘的破碎轨道，期间既有单颗粒破碎也有料层粉碎的事件发生，不论是针对单颗粒的破碎还是料层粉碎，磨辊对于物料施加的破碎力是十分重要的。对于整个设备而言，设备的加载力的大小和加载系统缓冲效果都直接影响着设备的产量、产品的粒度以及整机的寿命。当入料量或者人料粒度发生变化时，及时减缓由负载变化引起的振动是必要的。
双层多级盘式辊压破碎机采用的是液压加载的方式。液压加载具有加载装置简单、加载力大，且调整灵活方便、能够满足不同硬度物料的要求、可控性强等优点，尤其是这种加载系统对冲击载荷的缓冲效果良好。
磨盘与磨辊的间隙的调整装置也是很重要的，根据物料的人料粒度变化的大小以及物料的硬度等，调整磨辊与磨盘的间隙直接影响着粉碎的效果。尤其在下层磨盘中，磨盘与磨辊之间需要保持一定厚度的料层，这样才能发挥高压加载的特点，而料层的厚度与入料量和盘辊间隙的大小相关。为了使得磨盘与磨辊不接触，减少金属之间的磨损与振动，使设备在空载下启动，也应有间隙调整装置。双层多级盘式辊压破碎机采用调整螺钉限位方式来完成盘辊间隙的调整。
在物料的粉碎过程中，如果出现磨盘的转速过快或者有较大的颗粒，会使得物料在离心力作用下被甩到磨盘边缘与机架之间的间隙中，然后落到磨盘底部，出现漏料现象。漏料直接影响了设备的生产效率并且造成能量的浪费。在双层多级盘式辊压破碎机中设置了挡料圈结构，能够很好地减少漏料的现象。
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