1、破碎的工藝組合
    破碎機有四種破碎工藝組合：閉路生產的破碎工藝組合、開路生產的破碎工藝組合、半開路生產的破碎工藝組合、擠壓破碎工藝組合。前i種破碎工藝組合是以錘（頭）式破碎機、反擊式破碎機為主的破碎工藝組合．因而，破碎機的原理設計和破碎效率以及原料含水率高低影響篩分效果是關鍵，另外，對較硬的頁巖、煤矸石來講，破碎難度還是很大的，解決這些問題是有難度的，因而，在這里推薦另一種形式的破碎組合工藝．既擠壓破碎T藝組合。
1.1閉路生產的破碎工藝組合
    所謂閉路生產的破碎工藝組合，就是在破碎機內完成對原料的破碎．不在有額外的設備配置。只有符合粒度要求的物料才能從破碎機下方的篩板、篩條的孔或間隙中排出，它偏向于強調對破碎物料粒度的要求，因而，該工藝線非常簡單。一般由顎式破碎機+錘（頭）式破碎機的組合，即粗碎+細碎的工藝組合。
    為配合閉路生產的破碎工藝組合，在錘（頭）式破碎機原理設計時，它不僅要充分發揮錘頭擊打，反擊板反擊．物料間的相互撞擊、擦洗等工作原理之外，還要額外的增加對物料的擠壓、剪切、搓、研磨等綜合作用，同時，還要重點要考慮到轉子的轉速，也就是錘頭的線速度不能過高：錘頭回轉直徑與篩板、篩條之間的間隙．以及問隙的調整，篩板、篩條更換的結構方式：如何在排料區域增加錘頭的下壓力；錘頭、篩板、篩條的耐磨程度等多方面要求。
    閉路生產雖然能簡化破碎工藝線設備的配置，但卻增加了對破碎機結構設計的難度和對耐磨材料的選擇。當篩板、篩條堵塞，錘頭和篩板、篩條磨損，使其之間的問隙加大．排料受阻，在錘頭下壓力不足的情況下．致使相當一部分能量轉化為熱能消耗掉了，即降低了破碎效率．導致產量下降，又白白消耗了功率。錘頭和篩板、篩條的急劇磨損，增大了維修量和更換易損零件的成本。綜上所述，該工藝線適合含水率低于10%的料塊。對于功率，大于相同規格開路生產的破碎機。鑒于錘頭、篩板、篩條等耐磨材料難于選擇的原因，該工藝線適合軟質物料的破碎。閉路生產所得到的物料，難免混入部分不符合要求的顆粒，最好再經過細碎對棍機、輪碾機等設備的擠壓、碾煉、均化等方面的處理。
1.2開路生產的破碎工藝組合
    所謂開路生產破碎t藝組合，就是在轉子的下方不設置篩板、篩條，破碎的物料直接從底部排出、開路生產必須經過篩分才能得到所需要的顆粒要求，因而，在工藝中須增加篩分設備。
    該工藝線的設備配置：一般由顎式破碎機+錘柄式破碎機（錘頭式破碎機）+振動篩的組合，即粗碎+細碎+篩分的工藝組合。
    為配合開路生產的破碎工藝組合，提高破碎效果，在破碎機設計時，它偏向于強調在排料區域之前的破碎過程，重點考慮粗、中、細破碎腔的構成，如反擊板的懸掛高度、角度，與錘頭、板錘回轉直徑的間隙調整；反擊板板面的形狀：物料塊被錘頭反復擊打，反擊板多次反擊．物料塊自身高速相互撞擊的次數。對于轉子的線速度．一般比閉路生產轉子的線速度可提高5m/s左右，為進一步提高破碎效果，在破碎腔內增設了自動退讓．可調節與轉子回轉直徑之間問隙的恒力調節機構。總之，在有效的空問內形成槍林彈雨，料塊橫飛，產生高效率的“解理破碎”，也就是說，物料塊沿自身的脆弱面（微裂紋、自然裂隙、節理面、層理而），結合力較弱的結合面破碎．而形成無數小顆粒和大量粉塵。
    開路生產的破碎工藝組合，卡H對于閉路生產的破碎工藝組合而言，降低了破碎機的設計難度，以及對耐磨材料的選擇和依賴。產量高，節省功率，原料含水率可略高于閉路生產料塊的含水率。恒力調節機構的設置．雖然提高了破碎效果，但只要存在問隙的調整，必然加劇錘頭的磨損。
    該破碎工藝組合需要有高性能．高篩通量篩子的有效配合，一般講，開路生產的破碎工藝組合，破碎后的物料符合粒度要求的，也就是說，能夠篩分出來的，篩出量為破碎量的30%～40%之間，達到50%已經是相當高的效率了．特別是物料含水率高時，產生糊篩，篩通量會急劇的下降。未被篩出的物料塊，還要重新返回破碎機再次破碎．之后，再次篩分．多次重復上述過程。該破碎工藝組合存在兩個不足之處，一是經過幾次破碎后．略大于合格粒徑的物料，即小粒徑的物料，質量輕，再破碎的難度很大，過多篩上．料的回反，降低了破碎效率，增加了功率的消耗：二是對于含水率較高的物料，提高篩出量，減少篩上料的回反是關鍵。
1.3半開路生產的破碎工藝組合
    所謂半開路生產的破碎工藝組合，就是閉路、開路生產破碎工藝組合的優選，在開路生產破碎工藝組合的形式下，在排料區域設置一段篩條，其區域的弧長可以為90°，或略大于90°，產生部分閉路生產的效果．
    該工藝線的設備配置與開路生產破碎工藝組合相同：也是由顎式破碎機+錘柄式破碎機（錘頭式破碎機）+振動篩的組合，即粗碎+細碎+篩分的工藝組合。
    半開路生產破碎工藝組合不僅吸收了開路生產排料區域之前的有效破碎過程，而且又兼顧了閉路生產排料區域（篩條）的結構設置，使物料得到進一步的細碎。從破碎效果上來講，半開路生產實現了前兩種破碎工藝的優化組合，但從利弊的角度看，半開路生產也繼承了前兩種破碎工藝的不足之處。如恒力調節機構與篩條結構的設置，會加劇錘頭的磨損，降低轉子的線速度：錘頭回轉直徑與篩條之間的間隙調整以及篩條簡單易行的更換方式等。另外，同樣存在物料含水率高時，產生糊篩，篩通量會急劇的下降。未被篩出的物料塊，還要重新返回破碎機再次破碎，之后，再次篩分，多次重復上述過程。半開路生產破碎工藝組合，目前被廣泛的應用。
1.4擠壓式破碎工藝組合
    所謂雙棍擠壓式破碎工藝組合，就是以雙棍擠壓式破碎機為中心的閉路循環系統生產的破碎工藝組合。因為整個工藝設備組成的是一個循環系統．所以稱之為閉路生產的破碎工藝組合。
    其工藝組合是：反擊式錘破機+篩分+雙輥擠壓式破碎機+打散機+篩分，再返回雙輥擠壓式破碎機的循環過程，即粗碎+細碎+篩分的工藝組合。該工藝細碎是由雙輥擠壓式破碎機來實現，粗碎則是由反擊式破碎機來完成，由于反擊式破碎機不再額外擔負細碎的作用，因而，它偏向于強調在破碎區域粗、中、細破碎腔的構成，不再設置恒力調節機構，即使要設置恒力調節機構，也是與轉子回轉直徑保持較大的間隙，總之，原則上保證符合進入雙輥擠壓式破碎機的粒徑（度）要求既可。
    在排料區域不設置篩條，相應提高轉子的線速度，充分發揮開路生產反擊式破碎機在破碎腔的破碎過程．延長物料在破碎腔的停留時間，以增加錘頭高速擊打，反擊板的多次反擊，物料間的反復撞擊、擦洗的次數，來提高“解理破碎”的效率。不僅降低了錘頭的磨損，而且，簡化了反擊式錘式破碎機的結構。破碎后的物料，進入篩分，篩分后的篩上料進入雙輥式擠壓破碎機，實施擠壓破碎。破碎后成餅狀的料塊，經打散機打散，再經過篩分，合格的料篩出，不合格的細料，再次實施雙棍式擠壓破碎，往復循環，形成完整的閉路生產破碎工藝組合。該工藝不僅大大減少篩上料返回，降低物料的含水率，而且徹底釋放了反擊式破碎機的負擔，提高了破碎效率。
    以雙輥式擠壓破碎機為中心的破碎工藝組合．雖然第一道破碎仍然采用反擊式破碎機．但在此工藝線中屬于是輔助設備，其作用是將大粒徑的塊料破碎成符合進入雙輥式擠壓破碎機的人料粒度要求而以．其后的第一道篩分．也只是篩出其中部分符合粒徑要求的物料，不再承接篩上料的破碎工作．這樣錘式破碎機或者是反擊式破碎機破碎效率將大大提高。
    直接進入到雙輥擠壓機的篩上料．在雙棍式擠壓破碎機大間隙，低轉速，高壓力的擠壓下，不僅使各種粒徑的物料得到有效的破碎，而且在擠壓破碎的過程中，還可以起到對物料所含水分的均化、增塑作用，擠壓產生的熱能可以使部分水分蒸發。
    打散機的作用是將被壓成餅狀的料塊打碎．成為松散狀態，利于之后的篩分，進而提高篩出量。
    雙輥式擠壓破碎機結構形式類似于高速細碎對輥機，但其原理、結構、應用與高速細碎對輥機截然不同，它不再追求高速細碎對輥機“高速”的破碎效果：不再追求1mm～3 mm的雙輥間隙：也不再為雙輥間隙磨損不均勻，達不到破碎細度而發愁，設置磨、車削裝置：更不需要再更換耐磨輥圈．只需要補焊高硬度耐磨層即可。
    擠壓破碎的缺點，是因擠壓機的價格高，而使該工藝組合一次性投入較高。
2、破碎機的排料生產模式
    通過閉路、開路、半開路、擠壓破碎四種破碎工藝組合可以得知，破碎機的結構設計原理，完全由破碎工藝組合來決定的，采用什么樣的破碎工藝，配置相適應的破碎設備，破碎工藝決定著破碎機設計原理的指導思想，也就是說，破碎機的結構設計原理，是圍繞著四種排料生產模式而實施設計的。下面就以四種破碎工藝組合來論述錘（頭）式破碎機，錘柄式（反擊式）破碎機，雙輥式擠壓破碎機的排料生產模式。
2.1錘（頭）式破碎機
2.1.1對錘（頭）式破碎機的要求
根據閉路生產破碎工藝組合的特點，錘（頭）式破碎機的設計原理、性能、結構必須滿足以下幾個方面的要求：①在破碎腔內的破碎能力，要求錘頭對于料塊具有較高的擊打能力；②在排料區域的破碎能力。要求增加對物料的擠壓、剪切、搓、研磨、特別是增加錘頭下壓力的作用；③錘頭回轉直徑與篩板、篩條磨損后，之間間隙簡易可行的調整方法，錘頭、篩板、篩條等易損件方便快捷的更換方法；④要求錘頭、篩板、篩條的耐磨性能。
    從上述對錘（頭）式破碎機的要求內容可以看出，實現所有要求對設計而言，還是有一定難度的，難度的核心是錘頭的耐磨問題。
2.1.2在破碎腔內錘頭的破碎能力
    在破碎腔內對物料實施高效率，強有力的解理破碎，對設計來講，需要從三個方面人手：①提高轉子的轉速；②設置反擊板；③延長物料在破碎腔內的停留時間。下面對所述的三個方面加以認知分析。
    a．提高轉子的轉速，也就是提高錘頭的線速度，錘頭線速度提高可以使錘頭獲得很高的動能．蘊藏著極強的擊打能力。
    對提高轉子轉速的認知分析：提高轉子的轉速，對于設計而言沒有任何難度，只是一個速比的問題，但對于錘（頭）式破碎機的工作性能和自身的結構特點來講，提高錘頭的線速度則是有難度的。
    錘（頭）式破碎機的工作性能是指轉子轉速的高低．與破碎物料的物理機械性能，入料粒度和出料粒度有直接關系，也就是與破碎比有關。這里物料的物理機械性能是指物料自身風化程度、硬度、解理面的組成，比如軟質頁巖與煤矸石的區別。
    對于錘（頭）式破碎機的自身結構，連接錘頭的錘柄與轉子轉盤為絞鏈連接，由于是絞鏈連接，因而錘頭的重量要受到限制，也就是說，錘頭重量不能太重，否則，處于自然下垂狀態的錘頭在轉子帶動其啟動時產生很大的力矩，造成啟動困難：另外，絞鏈連接結構也不適合過重的錘頭，穩定性差。鑒于上述原因，規格800~1000直徑的錘（頭）式破碎機，錘頭的重量一般為10 kg~15kg。為滿足產量和錘頭在轉子軸向長度的間隔排列，一般錘頭的數量為18～24個。
    這里需要說明：錘頭重量，錘頭個數是根據裝機功率計算得出的。
    絞鏈連接結構的錘柄屬于非剛性連接．具有一定的退讓性，相當于降低了錘頭的線速度，直接影響錘頭的擊打力和反擊板的反擊力。
    在閉路生產的破碎工藝組合中．錘頭還肩負著對物料的擠壓、剪切、搓、研磨、特別是增加錘頭下壓力的作用，在此作用下，會加劇錘頭的磨損。
    綜合上述原因，不難看出，提高轉子的轉速是有很大難度的。所以錘（頭）式破碎機在設計時，錘頭的線速度只能確定在40m/s左右。質（重）量輕的錘頭，在相對低的線速度下，要想獲得高動能的擊打力．顯然還是達不到的。若一定要提高錘頭的線速度．其結果只有一個j就是加劇錘頭的磨損。
    在開路生產的破碎工藝組合中．根據我國西南地區破碎中、軟質頁巖的經驗看，錘頭線速度控制在51m/s~53 m/s之間，破碎效果是最理想的。
    美國STEELE公司．雙轉子反擊式破碎機錘頭的線速度在39 m/s。主要破碎中硬質以下的煤矸石．破碎比為1/25。
    b．設置反擊板，可以使物料產生碰撞破碎。在錘頭擊打+反擊板反擊的雙重作用下，實現了物料之間的相互撞擊、擦洗等作用。
    由于上面所述，錘（頭）式破碎機轉子的轉速不可能很高，所以錘頭所獲得的擊打力相對降低，必然，反擊板的反擊破碎效率和其他作用也同樣隨之下降。
    c．延長物料在破碎腔內的停留時間，就是指反擊板的設置原理．
    延長物料在破碎腔內的停留時間，其目的就是讓物料塊在破碎腔內增加被擊打、反擊板反擊、相互間的碰撞、擦洗的機會。如何讓物料塊在破碎腔內的停留時間延長，就是靠反擊板的設置原理來實現。反擊板的設置原理有以下幾種，前進式、后退式和圓弧式。前進式反擊板布置、物料塊在破碎腔內的停留時間短：后退式反擊板布置，可以延長物料塊在破碎腔內的停留時間：圓弧式反擊板布置，介于前兩者之間。
    對于錘（頭）式破碎機，屬于相對簡單的破碎機，從絕大多數廠家的產品看．常用的反擊板為某一直徑的圓鋼，以前進式排列鑲嵌在上方。
2.1.3在排料區域的破碎能力
    在排料區域的破碎能力．是指在該區域增加對物料的擠壓、剪切、搓、研磨，特別是增加錘頭下壓力的作用。擠壓、剪切、搓、研磨等作用，可以使物料得到進一步細化，達到出料粒度的要求。增加錘頭下壓力，其作用是當錘頭與篩板、篩條磨損后，兩者之間間隙加大，造成排料困難，增加下壓力，可以使物料及時排出。增加錘頭下壓力的方法是靠排料區域的容積變化，如何實現容積變化，就是轉子回轉直徑中心與篩板、篩條的安裝中心不在同一中心點上，而是偏離一定距離，形成容積由大逐漸變小，以此，增加錘頭對物料的擠壓力，達到加快物料排出的目的。
    從增加排料區域對物料的破碎能力要求可以看出．各種作用完全是依靠錘頭來實現的，因而，對錘頭的耐磨性能要求很高，所以，在此情況下，錘頭的線速度更應該受到限制。
2.1.4間隙調整和易損件的更換
    在排料區域設置篩板、篩條，必然產生磨損問題，磨損后的間隙需要調整，間隙調整結構的設計，看起來好像很簡單，其實難度是很大的。從目前國內非本行業內生產破碎機的大型企業，還是本行業內的諸多企業，所設計間隙調整結構種類很多，但實際應用都不十分理想。另外，這其中還有一個致命的地方，就是錘頭、篩板、篩條磨損的不均勻性，使間隙調整根本達不到理想要求。對于具有增加下壓力結構的，其間隙調整設計結構難度更大。
    對于篩板、篩條易損件更換結構的設計，從廠家的產品看，也并不盡人意，更換時需要大拆大卸，人工搬抬，費時費力。
2.1.5錘頭、篩板、篩條的耐磨
    耐磨材料對于任何一種破碎機來講都是至關重要的，對于錘（頭）式破碎機就更為重要，因為錘頭肩負的責任太重。
    頁巖、煤矸石等制磚原料，氧化硅的含量占有很大比例，氧化硅的硬度折算成洛氏硬度(HRC)大約在75左右．而目前錘頭材料的硬度大多數在洛氏硬度(HRC)50 - 55之間，達到60就很不容易了，況且此硬度使材料變脆，沖擊韌性值下降很多，工作中容易碎裂。
    制磚原料硬度與錘頭材料之間的硬度差是顯而易見，加大成本，提高錘頭的耐磨性能，對于磚瓦行業來講是不可取的，因而，從這一點而言，錘（頭）式破碎機不太適合閉路生產的破碎工藝組合。
2.2錘柄式（反擊式）破碎機
2.2.1對錘柄式（反擊式）破碎機的要求
    在前面講到，錘柄式破碎機屬于沖擊式破碎，所謂沖擊式破碎，是指在破碎腔內錘頭對物料塊實施強有力的擊打和撞擊的能力．也就是說，物料塊被高速旋轉的錘頭撞擊（擊打）后，產生彈性壓縮應力（變型）和隨后的應力釋放．一張一弛由此產生的強大破碎力；同時，在物料塊被錘頭撞擊瞬間，又獲得比錘頭更高的飛行（線）速度，再撞擊到反擊板上，或者是撞擊到其他高速飛行的物料塊時．彈性壓縮應力再次增加，當彈性壓縮應力（變型）超過物料塊的內在結合力時，物料塊就會沿其自身的脆弱面、層理面、微裂紋、自然裂隙處得到有效的破碎。
    根據沖擊式破碎原理和開路生產破碎工藝的組合特點，錘柄式（反擊式）破碎機的設計原理、結構、性能必須滿足上面所講的要求：①在破碎腔內要求錘頭對于料塊具有較高的沖擊（擊打）能力；②在破碎腔內要求粗、中、細破碎區域反擊板的反擊能力與其合理構成和布局；③錘頭、反擊板的耐磨性能。
2.2.2在破碎腔內錘頭的沖擊能力
    提高破碎腔內錘頭對物料塊實施強有力的沖擊（擊打）能力，對設計來講，需要從兩個方面人手，①提高轉子的轉速；②錘頭無退讓性。下面就此加以認知與分析。
    a．提高轉子的轉速：在開路生產的破碎工藝組合中．破碎原理是利用錘頭所獲得的沖擊力破碎物料塊．在排料區域不再附加其他的功能．因此．具備適當提高轉子轉速的條件，從而提高錘頭的線速度，使其蘊藏著很高的動能。一般錘頭的線速度可以設計在45m/s左右。
    另外．由于錘柄與轉子剛性連接特點，錘頭重量可以加大，一般錘柄式（反擊式）破碎機錘頭比錘（頭）式破碎機錘頭重量大一倍以上．因而獲得的動能更大。錘頭重量是根據裝機功率計算得出的。
    b．錘頭無退讓性：錘柄式破碎機與錘（頭）式破碎機兩者在設計上最大的區別在于錘柄與轉子之間的連接方式上，前者，是剛性連接：后者則是非剛性連接。剛性連接，是無退讓性錘頭將所獲得的沖擊（擊打）能力的先決條件，是實施擊打、撞擊力的可靠保證。
2.2.3在破碎腔內粗、中、細破碎區域反擊板的反擊能力與其合理構成和布局
    沖擊式破碎再配以反擊板是破碎物料塊的最佳組合，可以得到很好的破碎效果。對于破碎腔內反擊板的構成和布局可以從以下兩個方面考慮：
    a．提高物料塊被錘頭反復擊打，反擊板多次反擊，物料塊相互撞擊的次數
    提高擊打，反擊、撞擊的次數，其實質就是延長物料塊在破碎腔內的停留時間，延長停留時間的方法．就是采用后退式反擊板的布局。
    對反擊板的要求。物料塊飛速撞擊到反擊板上，反擊板要有足夠的剛性和硬度，剛性強的，硬度高的，反彈（作用）力大及破碎效果好，剛性弱的，硬度低的，能吸收撞擊力，俗話說的“懈力”，反彈（作用）力小及破碎效果差。保證反擊板的剛性和硬度，要求反擊板有一定的厚度，厚度最好在60mm以上，硬度至少在洛氏硬度(HRC)大于62。
    另外，在反擊板布局時，盡量采用層層疊加的形式，避免出現死角，形成死泥區，死泥區同樣會“懈力”
    c．恒力調節機構的設置：為進一步提高破碎比，也就是說，控制最大出料粒度，可以設置恒力調節機構。當然．設置恒力調節機構會加劇錘頭的磨損以及功率的消耗。
2.3  篩分設備
    破碎后的物料是以不同的粒度混合在一起的，要得到某一顆粒級配的物料．需要經過篩分設備完成．目前，篩分設備宏觀上講有兩種形式：①多層振動篩；②圓筒篩。
    多層振動篩：多層振動篩一般由2層或3層組成，傾斜安裝，篩分時裝有篩網的篩框在高頻率較小的振幅下振動，通過強烈的振動，篩面上的物料發生拆裂，為提高篩通量，防止糊篩（篩網堵塞），在篩網上放置鋼球，擊打篩網。
    圓筒篩f圓筒旋轉篩或六角旋轉篩）：圓筒篩多數是單級的．與多層振動篩的顯著區別是將直線運動改變為旋轉運動。圓筒篩比多層振動篩結構簡單，造價低，但其缺點是篩網沒有振幅，也就是說，工作時篩網不振動，若能讓篩網振動，增加鋼球擊打篩框，將是設計上的重大改進。另外，因其篩網面只有回轉到下方才起作用，不能全部處在工作狀態中，所以篩分效率低。但這也有其有利的一面，就是借助于時間差，采取某種方法，清除不處在工作狀態中篩網的附著物。
    目前，篩分存在著兩大難題。一是篩分時大量粉塵的溢出：其次是篩通量的問題。
    制磚生產本身就是一個環境較差的行業．若再有大量的粉塵溢出，工作環境會更加惡劣。防止大量粉塵溢出的最好方法，就是將篩分設備封閉起來，并使其內部處在負壓狀態。
    篩通量是評價、檢驗篩分設備性能好壞，篩分效率高低的重要指標之一。提高篩通量的有效方法就是讓篩分設備動起來，熱起來。所謂動起來，就是讓裝有篩網的篩框工作時處于復合運動狀態．或者對其施加一些外力，讓符合粒度要求的顆粒迅速排出：所謂熱起來，就是將篩網加熱，讓附著在篩網上的顆粒及時剝離、脫落，迅速排出。熱起來的辦法是有一定難度的。據了解，國外有加熱振動篩。


相關礦山機械設備：
1、圓錐破碎機
2、雷蒙磨粉機
3、顎式破碎機