隨著水力發電作為清潔能源開發具有重要的地位和不可取代的優勢，各方面對水電工程建設提出了越來越高的要求，尤其是水電站的工程質量。成品砂石骨料作為水電工程建設的一種原材料，其產品質量的好壞直接影響水電工程的質量。本文結合某工程實際，對破碎機選型、工藝設計以及系統運行完善等情況進行了闡述分析。
1、給料配置
    破碎能否獲得最高效率，直接取決于給料配置。如果給料適量，物料均勻地布滿破碎腔，破碎機就能實現最高效率。經認真的核對基礎圖和破碎機空間尺寸，能夠預先對給料設備的安裝采取一些措施。在檢修破碎機時，該給料裝置的結構應便于拆卸。因此，在最終施工前要考慮做出周密的計劃。
    1.1不正確的給料
    給進物料偏向給料口—側造成布料不均勻。布料不均勻的后果：降低生產能力；殘品粒度過大；調整環移位過大；軸承壓力最大；功耗最大。
    1.2正確的給料
    破碎機的分料盤相結合，給料箱將有助于保證經過充分混合的物料沿整個破碎腔均勻分布。應盡量使細料和粗料的偏析保持在最小的程度，以最大限度地減小襯板磨損。無論是短頭式還是標準型的破碎機，最好采用預先篩分，篩去給料中的細料和粘陛物料。這將避免物料堵塞，調整環過分運動以及生產效率降低。還應安裝一臺金屬探測器，以便除掉引起調整環移動的金屬物體。控制進入破碎機的給料速度很重要。從很高距離落到破碎機內的物料幾乎可以全部通過破碎腔的開口側。未經破碎而直接落入破碎腔底部的物料將會造成調整環不正常跳動，從而導致主機架于調整環接觸面的嚴重損壞。如果物料是落進超過36”或更大的破碎腔，必須要采用梯形落料，死角多料或類似的減速裝置。
    1.3排料室或漏斗滿足基礎圖要求
    由于排料配置隨每臺設備的不同而變化，因此不隨破碎機提供排料室或漏斗。但是，其結構應滿足基礎圖的要求。
    排料室可用金屬也可用木頭制作。排料室應留有檢查孔，以便入內進行清理和檢查。排料室內設有隔板，形成破碎物料的“料墊”，承受下落礦石的撞擊。該隔板吸收物料落到運輸設備前的大部分沖擊力，從而增加了設備的使用壽命。如果采用漏斗，它與水平面的傾斜度必須大于450；如果物料很黏，傾角還要增大。在主機架和排料室底部之間以及排料口或漏斗和帶式運輸機或提升機之前，應留有足夠的空間。在這些地方留有足夠的空間可以防止物料堵塞排料通道，造成物料在動錐下堆積，影響破碎機的運轉。這樣，就能保證破碎產品暢通無阻地排出。
2、機械設計
  2.1機架．支承套，彈簧
  用螺栓固定在基礎上的機架，把破碎力傳遞到基礎上，并且是破碎機其他零件的剛性支撐體。焊在機架內壁上的機架護板及筋護板是可更換的，以防止機架內壁磨損。裝在機架上部錐形加工面上的支承套內圓加工有鋸形螺紋，以便調整套部能夠調整。重型螺旋壓縮彈簧裝在機架上法蘭下部，用螺柱把在支承套上。當異物（如鐵塊）通過破碎腔時不至于損壞破碎機。異物通過破碎腔時彈簧壓縮量增加。彈簧壓縮使支承套升高，異物排出。定位銷從機架上表面伸出以防止支承套旋轉。當調整套抬高或傾斜時，定位銷起導向作用，以使支承套返回到正常工作位置。
    2.2傳動軸架，傳動軸，皮帶輪
    通過三角皮帶或直接驅動把動力從原動部傳遞給傳動軸。與傳動軸壓配合且以鍵定位的小錐齒輪，驅動偏心套上的大齒輪。傳動軸由倆個軸套支撐，軸套固定在傳動軸架上以防軸套旋轉，傳動軸里磋商法蘭承受來自小齒輪止推墊的全部止推磨損。用鍵固定在傳動軸另一端的甩油環靠離心力將傳動軸架竄出的油排出。套再甩油環上的集油則使排出的油返回油箱以便循環使用。傳動軸架與機架為緊配合，并用大直徑螺栓牢牢把緊。傳動軸架和機架配合表面之間的“0”形圈可實行潤滑油密封。傳動軸架護板可為傳動軸架的暴露部分提供保護，使之免受下落物料的磨損。
    2.3推力軸承和偏心套部
    偏心套每旋轉一周，軀體和主軸也跟著有一個偏心運動軌跡。主軸襯套用填料固定在偏心套內孔中，為主軸提供一個軸承面。通過壓裝并用鍵固定在偏心套頂部的大齒輪由傳軸上的小齒輪驅動，機架襯套內的偏心套隨之轉動起來。整個偏心套部由放置在底蓋上的一組推力板支撐。一組推力或止推軸承板減少了偏心套部的磨損。大小齒輪間的側隙和頂隙可由增加或減少推力軸承板墊片來調整。
    2.4碗型軸承架
    裝有碗型瓦的碗型軸承架支撐主軸部并把破碎力傳遞給機架。通過過盈配合和碗型軸承架四周的螺釘使其緊緊地固結在機架上。重要的是要防止破碎作業產生的粉塵和研磨粒子進入潤滑系統，以免損壞破碎機內高精度的機器部件。現在的標準密封，空氣密封和水密封三種形式均可滿足這種柔性密封的需要。標準密封利用裝有潤滑脂環實現密封。一般在供水受到限制或者破碎機安裝再可移式設備上的情況下，大多采用標準密封。
    2.5主軸，破碎壁和分料盤部
    只有通過主軸襯套與主軸的接觸，才能迫使軀體作偏心旋擺運動。裝再軀體上的破碎壁是有互換性的，這是—個既作選擺運動又發出破碎動作的破碎元件。不能用分料盤起吊主軸部，分料盤螺栓不足以承受主軸部的重量，否則可能發生嚴重的人生或設備事故。主軸部吊出破碎機后，要檢查軀體和主軸的所有拋光面，修復一切擦傷或刻痕及鐵銹或麻點。
    2.6調整套，車L臼壁及調整帽部
    調整套外圓加工有鋸形螺紋，由支承套內圓的鋸形螺紋支承。通過在支承套內順時針或逆時針旋轉調整套可使其上升或下降。調整調整套可控制給礦口和排礦口尺寸。調整帽于調整套外部嚙合并座在支承套上。調整帽可將調整套調整到破碎位置。
    2.7給料平臺支架部
    給料支架由四根粗的給料架支桿支撐。給料漏斗是給料支架的一部分，對進料起導向和控制作用。支桿上部的螺紋使得給料漏斗和分料盤問的距離可調。
    2.8潤滑系統
    潤滑油從油箱進入油泵的吸油腔，經油泵后，潤滑油在壓力下進入過濾器。如果過濾器堵塞，潤滑油可打開旁路截止閥，從過濾器的旁路通過。過濾器前后的壓力表用來檢查過濾器的壓降，根據此壓降，可確定過濾器是否需要清洗或更換。
3、工程實際
    3.1工程概況
    某水電站樞紐左岸人工骨料加工系統工程主要承擔左、右岸混凝土系統的骨料供應，混凝土總量約177.7萬m3。左岸混凝土系統供應大壩工程部位，其中碾壓混凝土85.83萬m3，常態混凝土22.25萬m3，高峰月流筑強度10.2萬m3。右岸混凝土系統供應廠房、臨建等部位常態混凝土，其中廠房工程部分57.33萬m3，施工臨建工程部分5.96萬m3，噴混凝土6.31萬m3。左岸砂石加工系統設計處理能力為lOOOt/h，成品骨料生產能力750t/h。加工系統兩班制生產作業。加工工藝流程必須滿足電站施工期不同級配混凝土的骨料需求。
   3.2破碎工藝設備選型
   料源為該工程開挖料主要為右岸地下廠房系統開挖料，包括地下廠房、主變室、調壓井等，地下工程圍巖主要為青灰色變質砂巖與灰白色變質石英砂巖組成，間夾灰黑色砂質板巖，其中青灰色變質砂巖占37%，灰白色變質石英砂巖占41%，灰黑色砂質板巖占22%。變質砂巖與變質石英砂巖分布較為集中。試驗結果表明：青灰色變質砂巖及變質石英砂巖干抗壓強度106-127Mpa，飽和抗壓強度66-109MPa，軟化系數在0.80-0.92，干密度為2.65-2.78g/cm3，基本物理力學指標滿足要求。施工工藝復雜，必須選用適合此料源特性的破碎機。為了簡化工藝，決定采用四段破碎。其中對粗碎開路生產、中細碎閉路生產、超細碎整形閉路制砂。
    3.2.1粗碎車間。左岸砂石加工系統的毛料運輸采用汽車運輸，屬于間斷運輸，粗碎車間的生產具有不均衡性，綜合生產的不均衡性因素及設備的檢修等因素后，粗碎車間選用顎式破碎機2臺為Metso公司C125型顎式破碎機屬于成熟設備，在系統生產中，設備穩定性較好。進口C型顎式破碎機作為粗碎設備是優良的機型之一，在國內許多大中型砂石系統中已成功應用，具有進口粒徑大、磨耗件耐用、破碎骨料粒形好、生產的骨料針片狀少的特點。給料設備為ZSW600x150棒條式振動給料機2臺。棒條式振動給料機的蓖條間隙為150 mm，給料巖石粒徑<800 mm，蓖條篩后>150 mm的塊料進入顎式破碎機，經破碎后的顆粒和蓖條篩下料一起經膠帶機運往半成品料堆。破碎機開口為150mm時，破碎石出料＜80mm。考慮毛料中小于<150mm的巖塊，粗碎的料流為740t/h，設備負荷率約為74%。所選設備產量高、性能穩定。
    3.2.2中碎車間。中碎車間選用圓錐破碎機2臺，為Metso公司GP300SEC型液壓圓錐破碎機（備選設備為Sandvik公司的CS440C型），進口GP型圓錐破碎機作為中碎設備，具有磨耗件耐用長、破碎骨料粒形好、生產的骨料針片狀少的特點。在國內許多工程中也得到了驗證，尤其是在青海省拉西瓦水電站工程得到驗證，拉西瓦水電站的毛料為天然河卵石，硬度高、磨蝕性較大，但經GP型圓錐破碎機破碎后，其破碎料的質量良好，完全達標。經第一篩分車間篩分后的大于80mm的石料進人中碎圓錐破碎機，經破碎后再閉路返回第一篩分車間檢查篩分。圓錐破碎機開口設定為50mm，中碎的料流為703t/h，設備負荷率為69%。
    3.2.3細碎車間。同中碎設備一樣，細碎也采用圓錐破碎機，細碎車間選用3臺圓錐破碎機，其中兩臺為國內知名品牌的PYFB-1613型復合圓錐破碎機、l臺進口的HP400型圓錐式破碎機相結合。細碎所選設備也均經過實際工程驗證過，效果良好。第一篩分車間多于的40-80mm的石料和第二篩分車間篩分后的40-80mm的石料進入細碎圓錐破碎機，經破碎后再閉路返回第二篩分車間檢查篩分。圓錐破碎機開口設定為26mm，細碎的料流為405t/h，設備負荷率約為78%。
    3.2.4制砂車間。制砂采用立軸式沖擊破碎機與棒磨機聯合作業的工藝，立軸式沖擊破碎機為干法制砂，棒磨機為濕法制砂。
    (1)立式沖擊破碎機制砂。超細碎（制砂）設備采用立軸式沖擊破碎機4臺，為國內知名品牌的PL9500SD型（備選設備為VS1500R型），隨著國內企業技術的成熟，貴州成智、南昌礦機等企業目前均能生產，國產設備也在諸多水電工程得到過驗證，已屬于成熟產品。第二篩分車間的部分20-40 mm和全部≤20 mm骨料進入立式沖擊破碎機破碎制砂。破碎后的石料經第三篩分車間檢查篩分后，全部20-40 mm、部分5-20mm石料閉路回超細碎車間。超細碎的料流為1094t/h。
    (2)棒磨機制砂。棒磨機制砂車間磨砂設備為MBS-22136棒磨機3臺，制砂原料為第一篩分車間<5mm的石屑、第三篩分車間5-20mm小石及3-5mm的粗砂。棒磨機制砂車間處理量為120t/h，其中來自第一篩分車間<5mm的石屑計算料流量為89t/h，其余為第三篩分車間5-20mm小石及3-5mm的粗砂。兩種制砂設備優勢互補，性能優越，砂產品質量好。
4、結束語
    從該工程近3年的運行隋況來看，破碎機設備產量高、性能穩定、破碎后的產品粒形好、自動化程度高、操作簡單、損耗較小、大大降低了生產運行成本，獲得較為明顯的經濟效益，值得在同行中推廣。


相關破碎機產品：
1、顎式破碎機
2、圓錐破碎機
3、雷蒙磨粉機