粉碎工程及其加工设备的发展趋势

喻家华 叶向红 余昊驰 余昊华 葛学东

摘要：粉碎工程指的是将固体类的物料粉碎到人们所需要的粒级物质的一向系统性的工程，也指的是生产和加工过程中的第一道工序，粉碎工程在工业行业领域中扮演着十分重要的角色。诚然，我国的粉碎工程与西方一些发达国家的粉碎工程相比来说，依然存在着很大的差距，主要表现为粉碎质量偏低。因此，提高粉碎加工设备的整体水平是粉碎工程实现可持续发展的基本要求。

关键词：粉碎工程;加工设备;发展趋势

本文从粉碎工程基本理论出发，详细探讨粉碎工程及其加工设备的发展趋势，突出介绍了破碎机设备、中细破碎机设备、超碎破碎机设备、碎石站设备、筛分机设备的发展趋势，期望为整个粉碎工程的发展提供一定的理论依据。

一、粉碎工程的基本理论

（一）粉碎过程

粉碎过程中是粉碎工程的基本手段之一，是粉碎工程的基础和本质，是物质粒度尺寸和形状发生变化的一个过程。

（二）粉碎机理

粉碎机理是在粉碎过程的基础上对粉碎的规律、作用和结果的探讨，主要研究物质在力的作用下是如何实现粉碎的。粉碎指的是物体的尺寸和形状逐渐变化的一个过程，具有不可逆转的特点。粉碎工程大致可以分为以下三个阶段：（1）破碎阶段。只将物体粉碎成大片或大块，使物料产生损伤。（2）压裂阶段。将大片或大块的物料继续压碎。（3）压实阶段。压实主要指的是经过压裂后的物料。在此过程中，首先将单粒子压碎，其次让粒群受力被压碎，最后再被压实，直至粉碎作用完全消失。

二、粉碎工程及其加工设备的发展趋势

粉碎加工设备可以分为粗碎机、中细破碎机、超细破碎机、碎石站设备、筛分式设备等几种，以下详细介绍这几种类型破碎机的发展趋势。

（一）粗碎机设备的发展

粗碎机设备的主要任务是对粗物料进行加工的一种工艺，它可以将1000-1200mm的物料破碎到200mm的一种作业工艺。粗碎机破碎设备主要包括旋回式破碎机、反击式破碎机和轮齿式破碎机这3种。1878年，回旋式破碎机由夏丽斯·布朗提出，1898年第一台回旋式破碎机在美国问世。直至1960年回旋式破碎机的规格才从250mm发展到了1500mm，后逐渐发展成为粗碎机中的一个通用设备。至此，粗碎机的性能也得到了基本的改善。轮齿式破碎机又称作分级破碎机，属于一种新型的粗加工破碎机，轮齿式破碎机在对物料进行破碎的过程中不使用压力，而采取的是张力和剪力来完成对物料的粉碎工作。

（二）中细破碎机设备发展

中细破碎机设备分为碎颚式、双腔式、圆锥式破碎机等。中细破碎机设备是影响产品粒度和形状的一个重要设备。在过去，企业中使用的中细破碎机设备由于其性能普遍偏低，难以满足对物料加工的实际需求。比如经过碎颚式破碎机加工的物料形状和粒度都比较差。中细破碎机设备经过不断的探索与发展，双腔破碎机应运而生，随之其使用性能得到了显著性的提升。虽然圆锥破碎机在1920年才得到发展和普及，但一直沿用至今，这是因为圆锥破碎机经过不断地的发展，其工作原理、运动方式以及结构都发生的很大的变化。当下，圆锥破碎机已经改变了传统的滑动轴承，成为了全滚动轴承结构。

（三）超碎破碎机发展

超碎破碎机主要包括立轴冲击式破碎机和高压辊式破碎机这两种，其中立轴冲击式破碎机又可以细化为单层形式和多层形式的破碎机。高压辊式破碎机由德国人发明，在水泥行业领域中备受青睐。而在我国，河北洛阳矿山机械厂通过与德国KHD 之间的共同合作，研究和开发出的多台高压辊式破碎机也被广泛地应用到了水泥行业领域中，并实现了良好的社会效益好经济效益。

（四）碎石站设备的发展

随着经济与社会的不断发展，我国的基础设施建设工程的数量和规模不断上升，几乎每时每刻都需要对大量的岩石物料进行破碎加工，这也在一定程度上推动着碎石站数量的与日俱增。而在碎石站中，必须具备的设备应当具备破碎机、筛分机、制沙机以及给料机，才能促进碎石设备的发展。

（五）筛分机设备发展

以单轴和双轴为自定中心的筛分机设备依然占据着较大的市场空间，筛分机设备主要由水平式直接运动设备和倾斜是圆振动筛分机设备组成。在美国，隆重提出三轴椭圆筛分机设备。相比较而言，我国生产和制造的筛分机设备大多数采用的是焊接式结构的形式，导致筛分机设备在高频振动的作用下出现断裂。基于此，应当采取螺栓铆钉将其连接，以此提高筛分机设备的使用性能。

三、粉碎工程及其加工设备其他方面的发展

随着科学技术的日新月异，粉碎工程及其加工设备在电气自动化、设备检修方面以及设计安装方面等方面都取得了很大的进步。尤其是在设计安装方面也正在向着人性化的方面发展，在降低了生产成本和劳动力的同时，更实现了对设备与建筑的保护。与此同时，粉碎工程加工设备中的圆锥式破碎设备、立轴式破碎设备全部实现了自动化的故障显示，实现了等级划分，技术人员可通过等级的报警，了解和掌握设备是否可以继续进行启动和工作，降低和减少了由于任何故障报警对设备的整体使用情况。除此之外，粉碎工程及其加工设备的自动化发展，使得设备的排放口检测、校对都实现了更加可靠与方便的操作方式。

四、结语

综上所述，在工业行业领域中，粉碎工程作为加工和生产过程中的第一道工序，通过粉碎可以将较大的固体物料粉碎至生产活动所需要的规格。以上内容重点探讨了粉碎工程及其加工设备的发展趋势，期望可以推动粉碎工程作业向着更好的方向发展。

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