物料的粉碎是許多行業產品生產中不可缺少的一種工藝過程。世界上約12%的電能用于粉碎物料，其中大約15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于破碎機與磨機相比金屬消耗量和電耗較小、便宜、運轉維護簡單，而且磨機的效率只有1%，破碎機的效率達10%。因此，經過50多年的實踐和總結，粉碎領域正大力提倡“多碎少磨”的新工藝流程，即降低破碎產品最終粒度，增加細粒級在破碎產品中的含量，從而提高磨機的處理能力，達到降低電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經濟效益的目的。
    俄羅斯圣彼得堡米哈諾布爾科技股份有限公司經過40多年努力研究，通過不斷的改進和完善，在大量的理論和試驗工作的基礎上，終于開發研制成功在破碎領域具有很大突破的新型節能細碎設備——慣性圓錐破碎機。慣性圓錐破碎機以其先進的破碎理論、獨特的設計思路、合理的機械結構和優良的性能代表了當今世界圓錐破碎機的最高水平，能夠很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
1、設備簡介
    (1)結構特點。慣性圓錐破碎機的結構如圖1所示。
    慣性圓錐破碎機與傳統的破碎設備相比，具有較高的功率一容積比，能合理的利用所供給的能量，這也要求該機的主要零部件具有較高的強度。慣性圓錐破碎機的外殼承受動錐的沖擊和擠壓，并通過隔振元件來減振，而不是像偏心圓錐破碎機那樣通過地腳螺栓傳給地基。如果外殼很輕，沖擊和擠壓的作用很小，物料的破碎就不可能實現，因此慣性圓錐破碎機比同類型偏心圓錐破碎機要重。如一般4600 mm偏心圓錐破碎機為5t左右，而GYP - 600型慣性圓錐破碎機為9t，幾乎重了1倍，以保證其工作可靠性。
    (2)優點。①具有良好盼‘料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強烈的脈動沖擊作用，料層內顆粒相互作用，造成顆粒間的強制自粉碎。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，延長了襯板的使用壽命。單位破碎比功耗僅為普通設備的一半左右。②破碎比大，產品粒度可調。調節偏心靜力矩、激振器轉速和排料間隙，可很方便地調節所需的破碎比(4～30)。③操作安裝方便。由于整機采用二次隔振，基礎振動小，工作噪音小，安裝時不需龐大基礎和地腳螺栓。④良好的過鐵性能。由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，如果物料中混入不可破碎的物體，動錐暫時停止運動，激振器將繞動錐軸繼續轉動，絕對不會破壞傳動系統和主機。⑤簡化碎磨流程，減少輔助設備臺數。該機充滿給料，無需專門的給料機，可滿負荷啟動和停車，操作、監測和控制十分方便；由于產品粒度細，無需振動篩構成閉路，大大節省設備和基建投資。⑥應用范圍廣。調節破碎機工作參數，可破碎任何硬度下的脆性物料。
2、慣性圓錐破碎機破碎力分析
    偏心圓錐破碎機的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎腔內物料的充填率來決定。偏心圓錐破碎機的應用范圍局限于抗壓強度為200 MPa以內的物料，更堅硬的物料則很難破碎，或破碎它們需要很高的能耗，且需要幾段破碎才能實現。
    慣性圓錐破碎機與偏心圓錐破碎機在破碎力的產生上有本質的不同。慣性圓錐破碎機工作時，動錐和激振器旋轉都產生慣性力。因為機器工作時，章動角8很小，一般不會大于2。，動錐的質心距機體中心線很近。所以動錐產生的慣性力遠小于激振器產生的慣性力，慣性圓錐破碎機破碎力的大小主要是由激振器旋轉時產生的慣性力來決定。現在忽略動錐所產生的慣性力，來分析慣性圓錐破碎機破碎力的大小。在忽略摩擦力和重力等一些次要力的情況下，動錐的受力情況如圖2所示。
    激振器由數塊扇形重塊組成，重塊之間相對旋轉以改變質心C的位置，從而改變艿、L的大小；也可拿掉幾塊扇形重塊以改變質量m；調鏊排料間隙可以改變8的大小；叫也可根據需要進行調節；調整Ⅲ、L、(o.p、艿可以針對任何工作條件產生所需的破碎力。由于慣性圓錐破碎機是擠滿給料，通過向物料層施加嚴格定量的由慣性力造成的壓力，可以使物料層適當地壓實，使物料承受全方位的擠壓，物料顆粒之間相互作用，從而實現“料層粉碎”。同時在由慣性力引起的強烈脈動沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉應力。物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強度越大，因此強度大的小顆粒可破碎相鄰的強度小的大顆粒；在等強度顆粒中，那些晶格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿晶格間的區域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最低過粉碎，從而實現了物料的“選擇性破碎”，可輕松破碎抗壓強度高達360 MPa的物料。
3、慣性圓錐破碎機工作參數對性能指標的影響
    慣性圓錐破碎機工作參數包括偏心靜力矩Sd，排料間隙2A(動錐和定錐底部徑向間隙之和)，激振器轉速姐以及破碎腔的形狀等。通過試驗來調節破碎機的工作參數，也可改變破碎機的性能指標，如產量、功耗和產品粒度組成等，以滿足不同性質物料的不同要求。
3.1  偏心靜力矩和排料間隙對仕能指標的影響
GYP - 300型慣性圓錐破碎機破碎柿竹園有色金屬礦鎢鉬礦石，在普氏硬度，- 11～13、給料粒度為0～25 mm時，不同偏心靜力矩和排料間隙時破碎機性能指標見表1。
    從表1可知：
    (1)隨著偏心靜力矩的增大，產量提高，單位功耗下降，產品粒度減小。
    (2)隨著排料間隙的增大，產量提高，單位功耗下降，產品粒度增大。
    (3)第10組試驗的排料間隙為9 mm，功耗為2.28×5.09 - 11.6 kW，超過了GYP - 300型慣性圓錐破碎機的裝機功率11 kW，這在實際工作中是不允許的。
3.2激振器轉速和腔內壓力對性能指標的影響
    GYP - 300型慣性圓錐破碎機破碎鎂砂時激振器轉速和破碎腔內壓力與性能指標的關系見圖3。
    由圖3可見：
    (1)增大激振器轉速，產量降低，產品加權平均粒度減小。
    (2)增加破碎腔內壓力，提高了物料層的密實度，增大了物料顆粒被破碎的可能性。因此產量提高，產品加權平均粒度減小。
4、慣性圓錐破碎機生產應用情況
    慣性圓錐破碎機目前己形成動錐底部直徑從60 mm到2 200 mml0種規格的產品，技術參數見表2，其破碎產品粒度分布見圖4。
    俄羅斯開發研制成功慣性圓錐破碎機以來，其專利已賣給德國、日本、法國、意大利等國公司，已經
有數百臺慣性圓錐破碎機在世界各地的生產中應用。北京礦冶研究總院和俄羅斯圣彼得堡米哈諾布爾科技股份有限公司合資成立的北京凱特破碎機有限公司是俄羅斯在中國唯一授權生產慣性圓錐破碎機的企業。作為“八五”、“九五”國家重點科技攻關項目，慣性圓錐破碎機的研制、應用榮獲1996年部級科學技術進步二等獎。
    短短幾年，北京凱特破碎機有限公司已生產出數十臺不同規格的慣性圓錐破碎機并已廣泛用于金屬及非金屬礦、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業的物料破碎領域，均取得了顯著的經濟效益和社會效益。表3列舉了部分應用實例。某廠用GYP - 300型慣性圓錐破碎機加工鎂砂，開路產品全部為-3 mm，襯板耐磨度為輥式破碎機的9～14倍，而單位功耗卻下降了30%。
    某電化集團公司生產電解二氧化錳，要求- 40目～+100目的窄粒級產品盡可能多，- 200目為過粉碎，用GYP - 300型慣性圓錐破碎機加工的產品- 40目～+100目占50.8%，過粉碎率為6.5%。
    用GYP - 300型慣性圓錐破碎機加工一級棕剛玉，通過調整破碎力大小和破碎腔形狀，在給料粒度- 25 mm時，產品中-1.4 mm～+140目的粒級占60%，過粉碎率（-140目的產率）有效地控制在9%以下，且產品中等積狀顆粒占76.5%，從而使成品率大大增加，顯著地降低了生產成本。
    用GYP - 300型慣性圓錐破碎機代替雷蒙磨和塔式磨機加工碳化硅，全部產品為-1.5 mm，- 60目占50.5%，而且產品大多呈立方體狀。
    GYP - 600型慣性圓錐破碎機加工剛玉，當給料粒度為- 60 mm時，破碎產品的加權平均粒度只有2.8 mm，破碎比達10以上。
    某礦產品加工廠用GYP - 600型慣性圓錐破碎機加工高鋁釩土燒結礦時，成品率（產品中-5 mm的顆粒）占80%，-8 mm顆粒則達到100%；原來用6臺對輥破碎機構成的閉路作業破碎篩分系統，產量每小時不足6t，而1臺GYP - 600型慣性圓錐破碎機產量可達14 t左右，單位功耗只有原來的40%，節能效果十分明顯。
    某鋼鐵公司采用GYP - 600型慣性圓錐破碎機破碎鋼渣，鋼渣中的小鋼塊被軋扁從破碎腔排出，即使物料中混入了前面磁選工序沒有選出的大鋼塊或其它不可破碎的物體，由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，動錐被卡住不動，激振器將繞動錐軸繼續轉動，絕對不會破壞傳動機構和主機，有效地解決了鋼渣破碎過程中的“卡鋼”問題；由于鋼渣中“鋼”和“渣”的顆粒強度不同，在選擇性破碎時鋼渣中的“渣”被破碎，而“鋼”由于具有壓延性，在破碎力的作用下被軋扁，隨同破碎的“渣”一同排出，徹底的解離了鋼渣中的“鋼”和“渣”；通過磁選回收鋼粒，-8mm的廢渣重新回高爐做溶劑，使鋼渣變廢為寶。
    某有色金屬礦應用GYP - 600型慣性圓錐破碎機，產品粒度-5 mm占95%，整個破磨系統比原系統能耗下降20%，產量提高28%。
某公司采用GYP - 600型慣性圓錐破碎機和棒磨機配套，濕法破碎石英巖，作為冶煉銅的熔劑，0.1～1.0 mm的成品砂產量為15 t/h，過粉碎率低于15%。
    某公司生產高純石英粉，要求純度達到99.99%，采用GYP - 100型慣性圓錐破碎機破碎后，產品中鐵含量只有60×10-6。
    俄羅斯用慣性圓錐破碎機和棒磨機做粉碎剛玉的對比試驗，其結果見表4。
    從表4可知，用慣性圓錐破碎機粉碎剛玉的單位功耗不到棒磨機的一半，而研磨體的耗量只有棒磨機的1/19。
    哈薩克斯坦某銅礦采用俄羅斯生產的+2200mm慣性圓錐破碎機代替普通∮2200 mm短頭偏心圓錐破碎機破碎硫化銅礦石，在給料粒度為- 120mm時，產品粒度-14 mm占95%，其中-6 mm占60%，產量為240～280 t/h。極大地降低了入磨粒度，磨機產量提高50%左右。
5、結  論
    綜上所述，與傳統破碎設備相比，慣性圓錐破碎機作為物料加工的細碎設備具有破碎比大，產品粒度細而均勻，單位電耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的優點，是一種理想的節能超細破碎設備。在金屬及非金屬礦、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業的物料破碎加工領域具有極其廣闊的應用前景，推廣使用可產生巨大的社會效益和經濟效益。