單段錘式破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。 大塊物料進(jìn)入破碎腔內(nèi)，堆放在機(jī)內(nèi)特設(shè)的中間托架上，錘頭在中間托架的間隙中運(yùn)行，將大塊物料連續(xù)擊碎而墜落，墜落的小塊經(jīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的錘頭進(jìn)一步打擊而細(xì)碎，最后經(jīng)弧形篦板均整合格后卸出。
技術(shù)參數(shù)
1.DPC系列技術(shù)參數(shù)
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型號
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轉(zhuǎn)子尺寸（mm*mm)
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處理能力（t/h)
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錘頭數(shù)量
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進(jìn)料口 (mm)
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入料粒度（mm)
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出料粒度 (mm)
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配套功率 (kw)
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設(shè)備重量（t)
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DPC 1412
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Φ1420*1194
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80-150
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28
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1290*1320
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500*500*800
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90%≤25
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200
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25
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DPC 1616
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Φ1650*1630
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150-220
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32
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1500*1785
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800*800*900
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90%≤25
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355
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43
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DPC 1818
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Φ1850*1730
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240-400
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40
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1755*1780
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800*800*1000
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90%≤25
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560
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67.5
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DPC 2018
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Φ2018*1802
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350-450
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40
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2040*1860
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1000*1000*1000
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90%≤25
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710
|
81
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DPC 2022
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Φ2018*2227
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400-600
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50
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2228*2460
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1000*1000*1200
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90%≤25
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800
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110
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DLPC 2022-1
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Φ2018*2227
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600-800
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50
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2228*2460
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1000*1000*1500
|
90%≤25
|
800
|
120
|
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DLPC 2022-2
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Φ2018*2227
|
700-900
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50
|
2228*2460
|
1000*1000*1500
|
90%≤25
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800
|
130
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2DPC 1818
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Φ1850*1890
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800 -1000
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40*2
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2030*2080
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1100*1100*1500
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90%≤75
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630*2
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148
|
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2DPC 2022
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Φ2018*2237
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1200 -1500
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50*2
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2670*2460
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1000*1000*1500
|
90%≤75
|
800*2
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145
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2DPC 2325
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Φ2300*2508
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1600 -2000
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66*2
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3065*2666
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1100*1100*1500
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90%≤75
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1125*2
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204
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DSJ系列技術(shù)參數(shù)
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型號
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最大給料度（mm)
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生產(chǎn)能力（t/h)
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進(jìn)料含水量
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電機(jī)率（Kw）
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重量（t）
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DSJ2015
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≤100
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30-35
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≤15%
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220
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40
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DSJ2515
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≤100
|
40-50
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≤15%
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250
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55
|
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DSJ2821
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≤100
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65-80
|
≤15%
|
450
|
78
|
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DSJ3026
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≤100
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110
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≤15%
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800
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128
|
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DSJ4325
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≤100
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150-160
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≤15%
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900
|
145
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2準(zhǔn)備工作
1根據(jù)適用場合和本機(jī)外形尺寸圖、基礎(chǔ)位置圖，進(jìn)行必要的工藝和土建設(shè)計(jì)，動載荷系數(shù)建議取3-4。
2 機(jī)器四周和上部均應(yīng)預(yù)留有足夠的檢修和喂料空間。
3 電動機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)與機(jī)器基礎(chǔ)同時澆筑。
4 準(zhǔn)備好必要的工器具和吊裝設(shè)施。
5 組織有關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)安裝規(guī)范。
3機(jī)器安裝
1 機(jī)器轉(zhuǎn)子在出廠前已經(jīng)過動、靜平衡校正，用戶安裝時通常無須再做平衡試驗(yàn)。若需要換錘頭或轉(zhuǎn)子部件時，徑向?qū)ΨQ偏差應(yīng)小于0.5kg。
2基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，方可進(jìn)行主機(jī)和電動機(jī)的安裝。
3機(jī)器（下機(jī)體與轉(zhuǎn)子）安裝應(yīng)調(diào)水平，主軸水平誤差應(yīng)小于0.35mm/m，主、從動皮帶輪軸向中心應(yīng)在同一平面內(nèi)。
4調(diào)整三角帶松緊適度。
5 檢查各部件是否有移位、變形；鎖緊所有螺栓；檢查密封是否良好。
6 檢查電控柜接線及緊固情況；檢查延時繼電器及過載保護(hù)器；選擇合適規(guī)格的保險絲；上三角帶前接通電路，試驗(yàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)向。
7 檢查篦架定位及限位是否正確、排鐵機(jī)構(gòu)是否靈活，初始安裝使用本機(jī)時，篦架軸應(yīng)處于調(diào)整最低極限位置。
8 人工盤動轉(zhuǎn)子，檢查是否有摩擦、碰撞現(xiàn)象。
4研發(fā)與應(yīng)用
破碎機(jī)簡介
單段錘式破碎機(jī)用于破碎一般的脆性礦石，如石灰石、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、石膏和煤等，也適合破碎石灰石和粘土的混合料，具有全回轉(zhuǎn)大質(zhì)量錘頭、可調(diào)整破碎板、順向篦子、安全門等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。適應(yīng)了入料粒度大、破碎比大、一次入磨的工藝要求。
當(dāng)前，5000t/d甚至l0000t/d水泥熟料生產(chǎn)線逐漸普及，水泥生產(chǎn)設(shè)備大型化需求也隨之增多，其中石灰石破碎能力l 000 t/h以上、適應(yīng)立磨工藝系統(tǒng)要求的單段錘式破碎機(jī)具有相當(dāng)廣闊的市場需求。
單段錘式破碎機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)如下。進(jìn)料口尺寸：1805mm×2560mm；最大給料尺寸：≤l 000mm×l 250mm×1500mm（其中≥1 m3的大塊不得超過l0%）；生產(chǎn)能力：l 000t/h；出料粒度：≤100 mm（占95%以上）；電動機(jī)功率：1000 kW；電動機(jī)電壓：10000 V；機(jī)器外形尺寸（不包括附屬裝置）：4900mm×4100mm×4200mm。
國內(nèi)各大水泥廠所選用的1000t/h級以上破碎機(jī)中，大部分是雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)。國產(chǎn)同類型單轉(zhuǎn)子破碎機(jī)中，目前只有單段錘式破碎機(jī)的單機(jī)產(chǎn)量能夠穩(wěn)定達(dá)到這一數(shù)量級。
單段錘式破碎機(jī)與雙轉(zhuǎn)子破碎機(jī)相比，少一臺電機(jī)及傳動系統(tǒng)，少一只轉(zhuǎn)子，即主要優(yōu)勢在于破碎機(jī)本身的單機(jī)成本很低，且廣大用戶對單轉(zhuǎn)子破碎機(jī)的使用更為熟悉。
通過緊密跟蹤單段錘式破碎機(jī)的使用狀況，并及時修正了各個環(huán)節(jié)的不足，定型后的單段錘式破碎機(jī)，具有廣闊的市場前景。
工作原理
礦石存在不同的內(nèi)在缺陷，如層理，夾雜物、裂縫，特別是礦石在各個方向擴(kuò)展起來小至極細(xì)、大至肉眼可見的裂縫等導(dǎo)致礦石在各個方向上強(qiáng)度不同，利用劇烈的沖擊可以使礦石沿著最薄弱的脆弱點(diǎn)和脆弱面斷裂而破碎。但隨著破碎過程的進(jìn)行，礦石的粒度尺寸不斷減小，脆弱點(diǎn)和脆弱面也不斷減少，礦石的強(qiáng)度因而相應(yīng)地增加。礦石變得越來越堅(jiān)固，單位體積需要更高的沖擊能量才能破碎。
錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)都屬于沖擊式破碎機(jī)，利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭或板錘與礦石發(fā)生劇烈的撞擊，使礦石發(fā)生破碎的同時，還獲得一定的運(yùn)動速度，進(jìn)而與反擊板或襯板發(fā)生碰撞，或礦石彼此之間發(fā)生碰撞，多次碰撞后得到合格產(chǎn)品排出機(jī)外。
反擊式破碎機(jī)
反擊式破碎機(jī)的板錘與轉(zhuǎn)子之間為剛性連接，利用整個轉(zhuǎn)子的動能對礦石進(jìn)行沖擊，使礦石不僅遭到破碎，而且獲得較大速度和動能，與反擊板或襯板發(fā)生的碰撞也更加劇烈。其轉(zhuǎn)子所具有的動能的大小，必須達(dá)到這樣一個值，保證既可將礦石一擊而碎或一擊而撞開，又可確保轉(zhuǎn)子的速度波動在傳動系統(tǒng)允許的補(bǔ)償范圍以內(nèi)，轉(zhuǎn)子損失一部分動能后仍然能夠繼續(xù)正常回轉(zhuǎn)，即系統(tǒng)的不平衡系數(shù)在傳動系統(tǒng)的許可范圍內(nèi)�？梢赃@樣認(rèn)為，反擊式破碎機(jī)的板錘在單次打擊礦石時具有較高的能量交換效率，其一次交換的能量大小與礦石的質(zhì)量大小近似成正比。正因?yàn)榉磽羰狡扑闄C(jī)單次交換的能量較高，并隨沖擊負(fù)載的變化而變化，單次交換的能量強(qiáng)度超過礦石的抗壓強(qiáng)度就可形成有效的破碎，因此它的主要優(yōu)勢就是能夠處理抗壓強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密的礦石。但如果瞬態(tài)沖擊負(fù)載過大，則容易使板錘至電機(jī)的一系列零部件中的薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生損壞，或傳動失效。反擊式破碎機(jī)的進(jìn)料粒度也因此不能過大，這是其相對明顯的弱點(diǎn)。
錘式破碎機(jī)
錘式破碎機(jī)僅以鉸接在錘軸上的單個或數(shù)個錘頭對礦石進(jìn)行打擊，進(jìn)而使礦石破碎。礦石發(fā)生破碎的同時，所獲得的速度和動能較為有限，與反擊板或襯板之間的碰撞的劇烈程度也相對較低。如果礦石的抗壓強(qiáng)度較高而且塊度較大時，錘頭本身的動能不足以將礦石一擊而碎或一擊而撞開，錘頭能夠在鉸接軸上360°反方向回轉(zhuǎn)，并在碰撞結(jié)束后再逐步向工作方向加速至正常速度。這種情況下，礦石則沿著錘盤滑動、滾動，在幾十毫秒的時間間隔內(nèi)遭受下一排錘頭的打擊。可見，錘式破碎機(jī)單次撞擊交換的能量較低，最高不超過同時發(fā)生碰撞的錘頭的動能總和。
又由于錘頭重新恢復(fù)至額定速度過程中的時間較長、加速度較小，即轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對錘頭的動能補(bǔ)償是一個漸漸的過程，對整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度沖擊較小。另外，礦石被一擊而碎或一擊而撞開與否，僅和同時發(fā)生撞擊的錘頭動能之和相關(guān)，而與整個轉(zhuǎn)子所具有的動能大小無關(guān)。轉(zhuǎn)子動能的大小僅需保證碰撞后的錘頭能夠及時恢復(fù)原有速度，即確保對錘頭動能補(bǔ)償所產(chǎn)生的速度波動在許可范圍內(nèi)。如果礦石的抗壓強(qiáng)度過高、性質(zhì)過于致密堅(jiān)韌，單次撞擊所交換的能量達(dá)不到礦石的破裂強(qiáng)度，則單次破碎效率將明顯下降。若多次打擊后礦石仍未發(fā)生疲勞破壞，則破碎機(jī)的整體破碎效率將明顯下降。
可見，錘式破碎機(jī)僅適于破碎中等強(qiáng)度的脆性礦石，這是它的局限之處；錘式破碎機(jī)對大塊脆性礦石又具有極大的適應(yīng)性，可通過多批次中等強(qiáng)度的打擊使大塊礦石沿薄弱面得以逐漸碎裂，這是其明顯的優(yōu)勢。
破碎機(jī)的研發(fā)和改進(jìn)
由于沖擊式破碎機(jī)的高速特性，一般情況下設(shè)計(jì)人員無法實(shí)際觀測到破碎機(jī)內(nèi)的詳細(xì)破碎過程。設(shè)計(jì)人員更多的是根據(jù)理想模型或已有經(jīng)驗(yàn)提出若干假設(shè)。并通過觀察監(jiān)測試驗(yàn)或生產(chǎn)中設(shè)備外部的振動、聲響、溫度，或停機(jī)時觀察其內(nèi)部各零部件的磨損、沖擊痕跡、缺失甚至零部件的損壞，進(jìn)而得以印證，再加以改進(jìn)。
單段錘式破碎機(jī)的最初設(shè)計(jì)，是在現(xiàn)有錘擊式破碎機(jī)型基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)放大設(shè)計(jì)，并挖掘破碎機(jī)的最大潛力，但在最終成型前走了一些彎路。在有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我們經(jīng)過細(xì)致的觀察、分析、總結(jié)以及深刻的反思，找到了相關(guān)不利影響因素，提出了新的設(shè)計(jì)理念，對破碎機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，并加強(qiáng)了對設(shè)備操作、維護(hù)人員的培訓(xùn)，最終順利通過產(chǎn)品各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的考核驗(yàn)收，獲得了用戶的認(rèn)可。以下進(jìn)行具體分析，并對若干傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)進(jìn)行再探討和修正，其中不妥之處，懇請專家斧正。
落料點(diǎn)及起始破碎角
礦石落料點(diǎn)所處的轉(zhuǎn)子半徑與錘頭回轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)子水平半徑之間的夾角（α）稱為起始破碎角。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，起始破碎角越大所形成的破碎腔其破碎效率越高。破碎腔的型式，文獻(xiàn)[1]按α角的大小進(jìn)行了分類：α<90°為承擊式；α=90°為平擊式；α>90°（最大l35°）為仰擊式（見圖l）。
錘式破碎機(jī)腔型型式
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，α值越大，破碎區(qū)間越大，打擊碰撞的機(jī)會越多，破碎效率越高。通過實(shí)踐，我們認(rèn)為，α角并非越大越好，過大的α角將帶來諸多不利影響，并導(dǎo)致極低的破碎效率。
在臺泥英德一期工程用破碎機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)要求，板喂機(jī)頭輪中心與轉(zhuǎn)子中心水平距離較大，并且利用加長板喂機(jī)頭部的鏈幕擋住礦石，使落料點(diǎn)偏離轉(zhuǎn)子中心較遠(yuǎn)，以獲得較大的α角，如圖2(a）所示。但實(shí)際生產(chǎn)效果并沒有達(dá)到預(yù)期效果。生產(chǎn)過程中，破碎機(jī)入料口正下的受料區(qū)域沉悶聲響明顯偏大，正面豎直布置的襯板磨損痕跡明顯，該區(qū)域襯板螺栓剛預(yù)緊不久就極易松脫，破碎機(jī)返料嚴(yán)重，正上方較薄的頭罩頂部受返料打擊變形較大，產(chǎn)生很大的噪聲，電機(jī)電流的波動較大。我們分析，α角過大已經(jīng)直接對破碎進(jìn)程產(chǎn)生了不利影響，具體分析如下。
⑴ α角過大影響了順暢料流的形成。高速回轉(zhuǎn)的錘頭的作用有二個，首先是它的撞擊破碎作用，其次是使礦石獲得一定的運(yùn)動速度。錘頭充分的撞擊破碎作用是提高破碎效率的最直接因素；撞擊后礦石運(yùn)動速度的大小、方向則確定了料流的形成。顯然，只有礦石獲得錘頭及時、有效的破碎作用的同時，礦石碎裂后的總體運(yùn)動又方向正確、大小合適，才能確保破碎強(qiáng)度在各個破碎區(qū)間合理分布，進(jìn)而獲得順暢的料流及較高的生產(chǎn)效率。
由于α角過大，受到打擊的礦石運(yùn)動速度在豎直方向的分量較大，在水平方向的分量卻很小，很不利于破碎后的礦石及時向破碎板和排料篦子方向移動，礦石向上運(yùn)動碰撞到進(jìn)機(jī)料流后又落到原來的落料點(diǎn)附近，再次下落遭受反復(fù)多余的打擊。極端地講，如果α等于l80°，則礦石根本不能排出破碎機(jī)，生產(chǎn)效率為零；另外那些向上高速運(yùn)動卻又未與進(jìn)機(jī)料流發(fā)生碰撞的礦石就形成劇烈返料，對破碎機(jī)上游設(shè)備及非標(biāo)產(chǎn)生很大沖擊。礦石在這一區(qū)域的總體運(yùn)動形態(tài)類似于沸騰的狀態(tài)，結(jié)果產(chǎn)生過破碎，錘頭的磨損也必然嚴(yán)重，而產(chǎn)量并沒有大的提高。
⑵ α角過大對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了更大的額外豎直沖擊。根據(jù)理論力學(xué)對鉸接支座的反碰撞沖量分析可知，僅當(dāng)?shù)V石與錘頭的碰撞沖量作用于錘頭對稱平面內(nèi)的撞擊中心，且垂直于鉸接點(diǎn)與質(zhì)心的連線時，在鉸接錘軸處不引起碰撞沖量，從而對轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時沖擊亦為零。
顯然，由于破碎機(jī)腔型的結(jié)構(gòu)及尺寸的限制，礦石的自由落體運(yùn)動對錘頭的碰撞沖量并不能符合上述對轉(zhuǎn)子主軸和軸承的瞬時沖擊為零的條件，因而將在錘軸處產(chǎn)生豎直向下的碰撞沖量，該沖量直接將作用于轉(zhuǎn)子剛性部分。又根據(jù)動量矩定理：
M=I×L=JΔω，即：Δω=(I×L)/J
式中：M為沖量矩；I為轉(zhuǎn)子在錘軸處所受沖量；L為轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，△ω為轉(zhuǎn)子角速度變化量。在錘軸處碰撞沖量I的作用下，轉(zhuǎn)子所受沖量矩M的大小，與轉(zhuǎn)子中心和沖量I的水平距離三成正比。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量J為定值，故轉(zhuǎn)子角速度變化量△ω與L成正比。α角越大，轉(zhuǎn)子中心與沖量I的水平距離L值越大，這樣轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波動較大，電機(jī)電流也會有很大波動，破碎機(jī)工作狀態(tài)不穩(wěn)定。
基于這些分析，我們將鏈幕的長度由原來超過板喂機(jī)頭輪中心線以下0．5～0．8m減短至不超過該頭輪中心線，減少礦石水平方向的阻力，α角稍小，如圖2(b）所示。經(jīng)仔細(xì)觀察正面豎直布置的襯板磨損情況，以及辨聽破碎機(jī)內(nèi)的聲響大小、發(fā)生區(qū)域，我們認(rèn)為使用效果有了明顯的改善。
另外，我們在陜西堯柏石灰石破碎系統(tǒng)上的一些使用經(jīng)驗(yàn)也可以進(jìn)一步佐證α角過大的危害。在該系統(tǒng)中，板喂機(jī)頭輪與破碎機(jī)中心的水平距離較小，將形成較小的α角。為了使礦石的落料點(diǎn)遠(yuǎn)離破碎機(jī)中心、滿足傳統(tǒng)思路較大α角的要求，板喂機(jī)上方的鏈幕采用了單位質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鏈條的輪船錨鏈，借此壓迫礦石。由于錨鏈對礦石的阻力很大，下落時基本上是沿著豎直滑落。此時的α角應(yīng)該是最大的了。但實(shí)際使用出現(xiàn)了以下不利影響：
①破碎機(jī)受料區(qū)域的破碎聲響極大；
②正面豎直布置的襯板沖刷磨損異常，30mm厚的襯板在一個月內(nèi)僅余不足10 mm，幾乎磨穿：
③錘頭磨損嚴(yán)重，且工作面與非工作面磨損程度相差無幾，而一般情況下錘頭非工作面幾乎不磨損；
④出料粒度過細(xì)。
經(jīng)過重新調(diào)整鏈幕的規(guī)格和位置后，α角得以降低，問題均順利得以解決，破碎機(jī)圓滿通過考核。生產(chǎn)運(yùn)行中，由于進(jìn)機(jī)礦石的粒徑組成從幾毫米到1．5m都有，小顆粒的下落過程基本為自由落體形態(tài)，而大塊礦石則受設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的影響，因此實(shí)際α角并沒有一個精準(zhǔn)的數(shù)值，而是在一定區(qū)間內(nèi)變化，只能從統(tǒng)計(jì)角度確定理論落料點(diǎn)。
根據(jù)我們總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，宜使α角在100°～ll5°范圍。如此，礦石既能在足夠長的破碎區(qū)間受到打擊，撞擊后礦石的運(yùn)動速度在水平方向上的分量又有利于礦石及時向破碎板和排料篦子方向移動。當(dāng)然，在生產(chǎn)中仍然有必要根據(jù)實(shí)際效果對鏈幕的位置稍加調(diào)整。
礦石探入錘頭打擊區(qū)深度控制及錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在轉(zhuǎn)子圓周方向上有數(shù)排錘頭，每個錘頭還有一定的寬度。相鄰兩排錘頭之間，以及錘頭頂端至錘盤外緣之間所形成的區(qū)域?yàn)殄N頭打擊區(qū)，礦石只有進(jìn)入該區(qū)域才能被錘頭有效撞擊破碎。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，應(yīng)盡可能使礦石探入錘頭打擊區(qū)，并將錘盤設(shè)計(jì)成帶豁口狀。通過分析，我們認(rèn)為，礦石探入錘頭打擊區(qū)的深度要適當(dāng)，過深將錯誤地導(dǎo)致錘盤參與破碎，錘盤的豁口設(shè)計(jì)是完全沒有必要的。
傳統(tǒng)思路認(rèn)為應(yīng)使礦石沿半徑方向盡可能探入打擊區(qū)，在錘盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還要盡可能擴(kuò)大打擊區(qū)的深度。根據(jù)這一思路，甚至將整圓錘盤的外圓沿特定角度切除一部分，形成每個錘頭的前方均有一個很深的豁口，以容納探入的礦石，其外形如圖3所示。這樣設(shè)計(jì)的預(yù)期是，錘頭擊打大塊礦石的部位便可更接近礦石中心，一擊而未能碎裂的大塊礦石可以被托在豁口部位繼續(xù)接受錘頭有效打擊。
但根據(jù)現(xiàn)場使用情況來看，這樣的設(shè)計(jì)并未達(dá)到所設(shè)想的效果，反而產(chǎn)生一系列副作用。
⑴錘盤承受了過大的沖擊作用，豁口的迎料面發(fā)生嚴(yán)重的磨損，其磨損程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他部位，且有明顯的塑性變形或蹦口。在錘盤有豁口的情況下，當(dāng)錘頭不足以一擊而碎大塊礦石而反轉(zhuǎn)縮入錘盤，或者錘頭未能及時展開成輻射狀時，迎擊面還將立刻撞向大塊礦石，充當(dāng)了類似反擊破碎機(jī)板錘的作用，與礦石之間發(fā)生了剛性撞擊，這就無意中引入了反擊式破碎機(jī)的破碎原理。如前所述，這種剛性撞擊交換的能量巨大，對礦石的破碎有較高效率，但剛性打擊件所承受的沖擊同樣巨大。錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)適宜于多批次中等強(qiáng)度撞擊。錘盤豁口的迎料面不足以承受這樣大的撞擊，迎料面的金屬組織發(fā)生塑性變形，進(jìn)而硬化剝落而很快磨損。
⑵多個錘盤沿錘盤與橫撐之間的焊接界面開裂。與反擊式破碎機(jī)整體大剛性轉(zhuǎn)子不同的是，錘式破碎機(jī)的錘盤是分片型式的，并以橫撐結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)錘盤軸向剛度，但由于結(jié)構(gòu)空間的限制，橫撐與錘盤的聯(lián)接孔消弱了錘盤的局部強(qiáng)度。錘盤豁口的迎料面承受多次大沖擊時，錘盤與橫撐的焊接接口部位形成大的應(yīng)力集中，逐漸出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，最后導(dǎo)致錘盤沿此處嚴(yán)重開裂。
⑶個別錘軸發(fā)生斷裂。如前所述，當(dāng)?shù)V石與錘頭的碰撞滿足一定理想條件時，錘頭和錘軸之間的碰撞沖量為零，錘軸、錘盤、主軸、軸承等的使用壽命受碰撞的影響最小，這是錘式破碎機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)。也就是說，應(yīng)當(dāng)盡可能使破碎作用所需的碰撞發(fā)生在錘頭撞擊中心附近的區(qū)域。根據(jù)計(jì)算，錘頭的理論撞擊中心比較偏靠于錘頭外端部。如果碰撞都發(fā)生在該處，礦石伸入太少，每次打擊的破碎效率可能較低，達(dá)不到產(chǎn)量要求。因此，礦石還是需要探入打擊區(qū)適宜深度，碰撞將偏離撞擊中心。此時錘軸的強(qiáng)度需要滿足長期承受一定大小的碰撞沖量的要求。但如果礦石過于探入打擊區(qū)乃至伸入錘盤外圓以內(nèi)，大量的撞擊將遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離撞擊中心。甚至撞擊到與錘軸鉸接的錘頭部位。撞擊點(diǎn)越偏離撞擊中心，在鉸接點(diǎn)引起的碰撞沖量越大，錘軸越容易斷裂。同時，由于豁口迎料面的存在，錘盤在巨大的沖擊作用下，也可能在圓周方向發(fā)生一定變形，進(jìn)而導(dǎo)致個別錘軸受力不均而斷裂。
基于以上分析，我們在以下兩個方面進(jìn)行了改進(jìn)，盡可能避免錘盤直接參與破碎作用。
⑴提高錘頭回轉(zhuǎn)速度。通過合理提高錘頭的回轉(zhuǎn)速度，使圓周方向上兩排錘頭之間打擊礦石的時間間隔減少到合適值，以保證礦石探入打擊區(qū)的合適深度。根據(jù)動量定理，可以認(rèn)為，礦石經(jīng)受第一次錘頭打擊后，探入打擊區(qū)的部分被錘頭鑿削而與主體部分分開，并以較大的水平速度向前做拋物線運(yùn)動，剩余主體部分由于質(zhì)量較大將以較小的水平速度在該排錘頭轉(zhuǎn)過而下一排錘頭未趕到之前的時間內(nèi)進(jìn)行自由落體運(yùn)動，合適的時間間隔將使得礦 石下落到足夠深的區(qū)域而又尚未接觸錘盤外緣時，便遭到后續(xù)錘頭的有效撞擊。
⑵改為圓錘盤。當(dāng)然以上所有對礦石的下落點(diǎn)及下落過程的分析都是基于一種理想模型，實(shí)際上不可能每次實(shí)際碰撞都符合理想條件，破碎過程中的礦石之間還彼此干涉。經(jīng)過多次碰撞所形成的料流總體運(yùn)動方向是沿著錘頭的回轉(zhuǎn)方向，但是礦石在運(yùn)動的過程總有一些落到錘頭打擊區(qū)內(nèi)較深的區(qū)域，即使轉(zhuǎn)子速度已有所提高也是如此。因此，我們將錘盤直接改為整圓結(jié)構(gòu)。取消了帶有迎料面的豁口結(jié)構(gòu)。這樣礦石與錘盤發(fā)生正面碰撞的概率大大降低，碰撞的強(qiáng)度將大為降低，錘盤的塑性變形及應(yīng)力集中必將大為減少。礦石在錘盤上滾動或滑動產(chǎn)生的磨損可由錘盤外圓的耐磨堆焊層承受。另外圓錘盤又提高了材料的利用率。因?yàn)�，在利用零部件回轉(zhuǎn)運(yùn)動的動能進(jìn)行工作的設(shè)備中，金屬材料盡可能分布在遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心的區(qū)域時，材料的利用率才最高。原有的錘盤豁口結(jié)構(gòu)在這一點(diǎn)上存在明顯不足�？梢�，圓錘盤既消除了豁口結(jié)構(gòu)，又簡化了加工工藝，更增加了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，提高了轉(zhuǎn)子動能富裕量，進(jìn)而降低系統(tǒng)速度波動。
嘗試模擬印證
正如前文所述，我們難以對沖擊破碎的具體進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時、近距離的觀察，也就難以對某一具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確評價。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，我們將有可能對這一破碎過程進(jìn)行一定程度的模擬，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)。
由于巖石破碎實(shí)際上是一個非常復(fù)雜的過程，相關(guān)的力學(xué)理論還不成熟，因此對于邊界條件的選取具有很大的難度。我們僅利用相關(guān)軟件定性地分析了零部件的受力狀態(tài)，以便在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中能夠準(zhǔn)確地關(guān)注到應(yīng)力集中發(fā)生的部位，并逐步嘗試相關(guān)定量分析。我們的模擬結(jié)果顯示圓錘盤比帶豁口錘盤顯然更有效地避免了應(yīng)力集中，與橫撐相聯(lián)接處的最大應(yīng)力僅為后者的30%左右。
破碎機(jī)的使用和維護(hù)
事實(shí)上，正確使用和維護(hù)對于破碎系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的。鑒于篇幅所限，以下僅對進(jìn)料粒度和破碎機(jī)間隙調(diào)整提出一些建議，供使用參考。
進(jìn)料粒度控制
要嚴(yán)格控制進(jìn)料粒度，并防止異物進(jìn)機(jī)。破碎機(jī)的基本運(yùn)轉(zhuǎn)條件極為惡劣，但符合設(shè)計(jì)要求的大塊礦石在破碎機(jī)內(nèi)一般經(jīng)過極短時間便可被破碎為較小塊，沖擊強(qiáng)度中等而短暫。對相關(guān)件所產(chǎn)生的不良影響較小，亦在設(shè)計(jì)考慮之內(nèi)。在正常破碎的情況下，破碎機(jī)內(nèi)料流順暢，適量大塊進(jìn)入也能在很短時間內(nèi)破碎，破碎聲響大而不沉悶，且轉(zhuǎn)瞬即逝，相應(yīng)瞬時電流可能很大，但亦可在極短時間內(nèi)迅速回落。而一旦入料粒度過大、大塊過多時，破碎機(jī)錘頭、錘軸、錘盤將可能遭受持續(xù)、頻繁的過大沖擊，極易導(dǎo)致微細(xì)裂紋。雖然未必在當(dāng)時就產(chǎn)生宏觀上可見到的破壞，但裂紋在以后的生產(chǎn)中很容易延續(xù)擴(kuò)展，最后發(fā)生損壞。為保障設(shè)備壽命與穩(wěn)定運(yùn)行及產(chǎn)能要求，應(yīng)按使用說明書要求嚴(yán)格控制過大尺寸物料及其數(shù)量，并防止異物進(jìn)入設(shè)備。
單段錘式破碎機(jī)在生產(chǎn)初期，進(jìn)料粒度控制不夠嚴(yán)格，板喂機(jī)甚至曾因物料過大而卡料跳停。其中一次，喂入大量過大礦石，破碎機(jī)內(nèi)發(fā)出巨大的聲響并伴隨劇烈的振動，甚至在停止喂料后，異常振動及沉悶聲響仍持續(xù)約6 min。事后檢查，從料坑內(nèi)清理出超標(biāo)大塊礦石一大礦車，最大的直徑達(dá)2．75 m。這種情況下，必定對破碎機(jī)零部件造成重大傷害。
在生產(chǎn)中，還應(yīng)當(dāng)避免各種異物進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)。雖然單段錘式破碎機(jī)的安全門在大部分情況下可以排出進(jìn)機(jī)異物，但仍然不能完全避免各種意外發(fā)生。如果鏟牙、鋼軌等較大尺寸異物混入，在這些異物被打斷或排出機(jī)外之前，破碎腔內(nèi)相對薄弱的零部件極有可能發(fā)生損壞。如果大樹根之類韌性很強(qiáng)并帶有纖維的異物夾雜在礦石中，這些異物并不能被破碎機(jī)及時破碎，但很容易纏繞或夾在破碎腔各零部件上，造成排料不暢，甚至卡堵、損毀傳動帶等故障。
轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板間距的調(diào)節(jié)
很多人對破碎機(jī)內(nèi)幾個重要的間隙值的認(rèn)識存在誤區(qū)。如：認(rèn)為破碎機(jī)轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距，應(yīng)當(dāng)?shù)扔诔隽狭６鹊拇笮。徽J(rèn)為該間隙值越大，越不會產(chǎn)生過粉碎，同時破碎機(jī)的通過量也越大，等等。錘式破碎機(jī)的破碎主要發(fā)生在轉(zhuǎn)子上方的上破碎腔，礦石經(jīng)受錘頭強(qiáng)烈打擊、破碎板反擊作用使得絕大部分的礦石得以破碎，上破碎腔起到粗碎、中碎的作用；轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的下破碎腔，僅能將小塊礦石擠碎以及對礦石進(jìn)行顆粒均化，同時將合格礦石強(qiáng)制排出，下破碎腔僅起到細(xì)碎的作用。
有關(guān)文獻(xiàn)對具體的排料過程進(jìn)行了細(xì)致的論述和分類：當(dāng)排料篦子具有足夠的通過面積，同時進(jìn)入排料區(qū)的礦石中不合格粗粒少時，礦粒主要是沿錘頭打擊力作用方向直接從篦縫空間中射出，或者射到篦條上再折射出篦縫，稱為暢通型排料；當(dāng)排料面積不足，進(jìn)入排料區(qū)礦石中不合格粗粒多，篦子區(qū)域內(nèi)有大量的積料，這時礦粒主要依靠推擠和重力作用從篦縫中排出，稱為擠滿型排料。
我們認(rèn)為，破碎機(jī)轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距應(yīng)當(dāng)確保絕大部分的破碎過程在破碎上腔完成，使單段錘式破碎機(jī)處于暢通型排料，才能達(dá)到高破碎比、高產(chǎn)量的要求。
轉(zhuǎn)子工作圓與破碎板之間的間隙（圖2中的a值）決定了上下破碎腔的破碎強(qiáng)度的分布。若該值過大，將有過多礦石進(jìn)入下破碎腔，超過了下破碎腔的破碎能力，礦石對錘頭的運(yùn)轉(zhuǎn)將產(chǎn)生阻滯作用，致使錘頭不能在下一擊打周期內(nèi)恢復(fù)原狀，會進(jìn)一步降低破碎效率，破碎機(jī)產(chǎn)能自然下降。
轉(zhuǎn)子工作圓與篦子板之間的間隙（圖2中的b值）決定了破碎機(jī)排料效率，它的大小僅與篦子板的出料機(jī)制相關(guān)，而與出料粒度的要求無關(guān)。若該值過大，錘頭掃不到的礦石顆粒必定相對較多、較大，礦石夾在篦子板的排料縫隙中而不能及時排出的幾率大大增加，排料過程變?yōu)閿D滿型排料，進(jìn)而在這一區(qū)間內(nèi)逐步形成料墊層，極大削弱了錘頭強(qiáng)制排料的功能。由此惡性循環(huán)而使得破碎效率更進(jìn)一步下降，最終造成破碎機(jī)產(chǎn)能下降、電機(jī)電流持續(xù)居高不下。合適的間隙值可以形成暢通型排料。將粒度合格的物料及時、順暢排出機(jī)外。
使用證明：改進(jìn)型單段錘式破碎機(jī)具有優(yōu)異的性能，得到了用戶的認(rèn)可，應(yīng)進(jìn)一步推廣使用，有廣闊的市場前景。它的成功應(yīng)用，使廣大用戶在在單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)向雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)過渡的這一區(qū)間內(nèi)，又增加了一個可靠選項(xiàng)，也使我院的裝備水平得到進(jìn)一步提高，必將有利于我院整體競爭能力的提升。通過對單段錘式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)、使用、改進(jìn)的實(shí)踐，我們加深了對破碎這一復(fù)雜進(jìn)程的認(rèn)識，設(shè)計(jì)理念得到了一次提升，這將有利于我們將來的裝備開發(fā)和技術(shù)進(jìn)步。
5安全操作四點(diǎn)
1、 破碎機(jī)要確保在空負(fù)荷的情況下啟動。出料的皮帶輸送機(jī)需要和板式喂料機(jī)聯(lián)鎖，不能和破碎機(jī)聯(lián)鎖。如果皮帶輸送機(jī)出現(xiàn)故障，那么板喂機(jī)就馬上停機(jī)，破碎機(jī)則繼續(xù)保持運(yùn)轉(zhuǎn)，待機(jī)體內(nèi)部物料的破碎工作結(jié)束才可以停機(jī)。
2、 破碎機(jī)在開機(jī)前都要檢查內(nèi)部和外部的旋轉(zhuǎn)部件的擋板螺栓、緊固螺栓、緊環(huán)螺栓是否出現(xiàn)松動，若有，則馬上維修，破碎機(jī)內(nèi)部的襯板螺栓必須每星期檢查一次。
3、 破碎機(jī)給料要均勻，不得讓金屬異物等進(jìn)入破碎機(jī)，開機(jī)人員若看到電流表負(fù)荷過大或者異物撞擊的聲音，要馬上停機(jī)，等破碎機(jī)完全停止后立即排除異物，檢查各轉(zhuǎn)動部件是否有損壞現(xiàn)象，確認(rèn)正常后才可繼續(xù)開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、 破碎機(jī)的維修和操作只有經(jīng)過優(yōu)秀的培訓(xùn)，才能開始上崗。工作人員要充分掌握操作知識，了解機(jī)器的原理和構(gòu)造，還要按照操作說明的規(guī)定，確保機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
