前蘇聯(lián)從20世紀50年代開始研制慣性圓錐破碎機，經(jīng)過多年堅持不懈地努力，研制成功了破碎任何強度物料的慣性圓錐破碎機，先后在14個國家登記注冊c我國研制慣性圓錐破碎機稍后于前蘇聯(lián)，但取得初步成果后，又由于種種原因沒有一直研究下去，直到80年代末，一些科研院所及制造廠與俄羅斯合作后才又繼續(xù)開展研究工作。慣性圓錐破碎機不僅僅在俄羅斯已經(jīng)得到推廣使用，而且在美國、日本、中國和西歐各國都引進慣性圓錐破碎機技術(shù)。

慣性圓錐破碎機與傳統(tǒng)間接破碎機比較具有以下優(yōu)點：

①破碎比大，可以達到30。

②在增大排料口尺寸下不增大破碎產(chǎn)品的平均粒度。

③可以帶負荷起動和停車。

④工作狀態(tài)平穩(wěn)可靠，傳給地基的動負荷很小，不需要建造大而堅固的基礎(chǔ)。

⑤破碎腔個落入不能破碎的異物時．傳動裝置不會超載。

⑥單位功耗低40％以上。

⑦容易調(diào)節(jié)可變參數(shù)，達到預(yù)期要求的工藝效果，并能進行選擇性破碎和減少過粉碎。

⑧簡化破碎流程，減少基建投資，減少輔助設(shè)備臺數(shù)，提高經(jīng)濟效益。

可以說，慣性圓錐破碎機為推廣“多碎少磨”新工藝提供了一種理想的設(shè)備。

(1)KID型慣性圓錐破碎機的構(gòu)造及工作原理

KID型慣性圓錐破碎機的構(gòu)造如圖4-11所示。其工作機構(gòu)由外破碎錐10和內(nèi)破碎錐12組成，兩錐體表面亡均鍍有保護襯板，襯板相對著的表面形成破碎腔，整個機體安裝在充氣式隔振彈簧3上，在內(nèi)破碎錐12的主軸上裝有激振器5。電動機15的旋轉(zhuǎn)運動通過三角皮帶17、彈性聯(lián)軸節(jié)2傳給激振器5，使其繞破碎機中心線轉(zhuǎn)動。當激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力，離心力迫使支承在球面支承續(xù)置8上的內(nèi)破碎錐繞其球心擺動。如果破碎腔內(nèi)沒有物料，內(nèi)破碎錐12沿外破碎錐10的內(nèi)表面作無間隙的滾動，即內(nèi)、外破碎錐襯板直接接觸，從而導致不必要的襯板磨損，因此，KID型破碎機不允許空轉(zhuǎn)。如果破碎腔內(nèi)有物料，內(nèi)破碎錐則沿著物料層滾動，在滾動的同時隨物料層厚度變化伴隨有強烈地振動沖擊，從而實現(xiàn)對物料的有效破碎。

在慣性圓錐破碎機中，破碎力的大小是由激振器及內(nèi)破碎錐的離心力來決定的，內(nèi)破碎錐的振幅取決于物料層與破碎力的平衡條件。料層的阻力大小與其壓實度有關(guān)，因此，改變破碎力的大小可以便適當?shù)牧蠈訅簩�。被破碎物料在被碎腔中移動大約持續(xù)幾秒鐘，其間受破碎作用達幾十次左右。同時內(nèi)破碎銀沿不均勻料層滾壓，每液壓一周部伴隨著100多次的振動，由補充的這種脈動力加強了破碎作用。

(2)KHⅡ型慣性圓錐破碎機的構(gòu)造

KHⅡ型慣性圓錐破碎帆可以說是在傳統(tǒng)圓錐破碎機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但是，作為一種有效利用振動能量的新型設(shè)備，它與傳統(tǒng)圓錐破碎機在結(jié)構(gòu)上有許多不同之處。KHⅡ—2200型慣性圓錐破碎機的構(gòu)造如圖4-12所示。機架4通過隔振彈簧10安裝在地基上。機架卜固裝有支承環(huán)2，它與調(diào)整環(huán)1之間用螺紋聯(lián)接，定錐襯板裝在調(diào)整環(huán)上。主軸下部裝有激振器6，激振器又裝在軸套5上。中間鈾與軸套之間有球頭連桿7連接，其下部球頭借裝機架上的止推軸承9的中間軸8，與球形立軸11的上部連接。動力由電機經(jīng)過減速器12、立軸11、個間油8和球頭連桿7，驅(qū)動激振器6旋轉(zhuǎn)。微振器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，驅(qū)動文承在球面軸承上的動錐繞其球心擺動，同時動錐也產(chǎn)生離心力。兩種離心；合成為破碎力，實現(xiàn)對物料的破碎。

KHⅡ型慣性圓錐破碎機除圖4-12所示結(jié)構(gòu)外，還有如圖4-13所示的結(jié)構(gòu)。

(3)PZ型振動圓錐破碎機的構(gòu)造與特點

PZ型振動圓錐破碎機的構(gòu)造如圖4-14所示。它由動錐1、定錐2、機架3、偏心塊4、主振彈簧5、波動軸承6、主軸7和隔振彈簧8等件組成。破碎機的動錐1通過主振彈簧5支承在機架3上，偏心塊4通過滾動軸承6懸掛在動錐1下部的主軸7上，整個破碎機通過機架3坐落在隔振彈簧8上。當動力源(圖中未畫出)驅(qū)動偏心塊旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生激據(jù)力迫使動錐擺動。從上部給料口將物料給入由動錐和定錐組成的破碎腔內(nèi)，物料在破碎腔內(nèi)受到動錐的高頻脈動力作用，在此力作用下物料內(nèi)部原有的裂紋或缺陷不斷擴大，直至破裂成小顆粒，然后進入破碎腔下一個合適的位置再次或多次被破碎。一般進入破碎腔的物料受到動錐的作用次數(shù)可達30-40次，與KHⅡ型慣性圓錐破碎機不同的是動錐只產(chǎn)生擺動，而沒有自轉(zhuǎn)運動。當滾動軸承采用油脂潤滑時，可省去KHⅡ型慣性圓錐破碎機的高壓稀油裝置。PZ型振動圓錐破碎機采用滾動軸承，相對于KHⅡ型破碎機可提高激振頻率，從而可提高動錐的擺動次數(shù)，提高生產(chǎn)率和破碎比．使P2型振動圓錐破碎機除具有KHⅡ型慣性圓錐破碎機的優(yōu)點外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、加工制造容易、成本低、可采用更高的動錐擺動頻率提高產(chǎn)量等優(yōu)點。

(4)復(fù)合同步振動圓錐破碎機的構(gòu)造與特點

在集俄羅斯KHⅡ慣性圓錐破碎機優(yōu)點的基礎(chǔ)上，在沈陽市科委的資助下，東北大學與某生產(chǎn)廠共同研制成功一種復(fù)合同步振動圓錐破碎機，復(fù)合同步是指振動同步與控制同步。復(fù)合同步振動圓錐破碎機結(jié)構(gòu)新穎，完全脫離了傳統(tǒng)圓錐破碎機和KHⅡ型慣性圓錐破碎機的框架模式，具有獨特的結(jié)構(gòu)模式。復(fù)合同步振動圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)如圖4-15所示。該破碎機主要由電機、激振器、帶給料口的上聯(lián)接板、帶排料口的下聯(lián)接板、內(nèi)破碎錐體、外破碎錐體和隔振彈簧等組成。破碎機的工作機構(gòu)由外破碎錐體10和內(nèi)破碎錐體9構(gòu)成，兩錐面上均鍛有錳鋼襯板，襯板相對著的表面形成破碎腔。內(nèi)破碎錐體9的主軸兩端分別與上、下聯(lián)接板連在一起，平行鈾式激振器3通過其軸承座分別與上聯(lián)接板4、下聯(lián)接板5固接在一起，這樣內(nèi)破碎錐體、激振器和上、下聯(lián)接板組成一體，并通過懸吊裝置11懸吊在外破碎錐體10的立板上。電機1安裝在與外破碎錐體立板固接的電機座板上。整個破碎機坐落在底板8上的隔攝彈簧7上。電機通過彈性聯(lián)軸器2驅(qū)動兩平行軸式激振器3等速同向回轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，在離心力作用下．內(nèi)破碎錐繞機器中心線作圓運動。若破碎腔內(nèi)沒有物料時，內(nèi)破碎錐在離心力迫使下沿外破碎錐的內(nèi)表面作無間隙的滾動，若破碎腔內(nèi)有物料時，則內(nèi)破碎錐沿物料層滾動，在滾動的同時伴隨有強烈地擠壓和振動沖擊，從而實現(xiàn)對物料的有效破碎。

復(fù)合同步振動圓錐破碎機結(jié)構(gòu)是一個嶄新的方案，完全擺脫了傳統(tǒng)圓錐破碎機的框架模式。結(jié)構(gòu)完全相同的兩激振器分別安裝在錐體兩側(cè)，可方便地通過調(diào)整激振器的偏心塊來調(diào)節(jié)破碎力。內(nèi)破碎錐錐面傾角比較大，可提高生產(chǎn)能力。內(nèi)破碎錐是錐面與柱面45°相間，防止破碎力過大出現(xiàn)過粉碎。整機坐落在隔振彈簧亡，不需要大而堅固的基礎(chǔ)。復(fù)合同步振動圓錐破碎機與XH凰型慣性圓錐破碎機相比，除了有KHⅡ具有的破碎比大、可加上任何強度的物料、可帶負荷起動和停車、破碎腔內(nèi)掉入異物時不會過載、無需配置附助設(shè)備和簡化了破碎工藝流程等特點外，還具有整機高度低、結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝容易、維護方便、沒有加工復(fù)雜的球面滑動軸承、功耗低、產(chǎn)品粒度特性好、整機投資少和采用了振動同步與控制同步的復(fù)合同步原理等特點。

復(fù)合同步振動圓錐破碎機控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-16所示。該控制系統(tǒng)由兩臺相同規(guī)格型號的異步電機、電路的控制回路、電機的變頻調(diào)速裝置、一塊數(shù)據(jù)采集卡PCL-711B、一臺微型計算機、轉(zhuǎn)速檢測元件及電路等組成。因檢測系統(tǒng)和控制運算全部是數(shù)字量，所以屬于全數(shù)字控制系統(tǒng)。驅(qū)動兩個偏心轉(zhuǎn)子的兩臺交流異步電機，分別定義為主電機1和隨動電機2．控制隨動電機2使其跟蹤主電機1，實現(xiàn)跟蹤控制。主電機的啟動和停機由磁力驅(qū)動器控制，而磁力驅(qū)動器的交流控制回路由固態(tài)繼電器來控制。CL-711B板的DO2與固態(tài)繼電器的直流控制端聯(lián)接，D02為高電平時，驅(qū)動器接通，電機啟動，DO2為低電平時，驅(qū)動器斷開，電機停止，因此可通過軟件控制主電機啟動和停機。隨動電機由一臺高性能變頻調(diào)速器供電，變頻調(diào)速器的輸出控制方式是v／f為定值的正弦脈寬調(diào)制，并由低頻電壓補償．變頻調(diào)速器的輸出頻率由控制端的直流電壓確定，其電壓值等于PCL板D／A的輸出，所以通過調(diào)節(jié)D／A的輸出即可改變變頻調(diào)速器的輸出功率。兩臺光電編碼器分別安裝在兩臺電機的轉(zhuǎn)軸上，作為轉(zhuǎn)速的檢測元件，可同時檢測兩轉(zhuǎn)子間的相位差。FCL-711B是一塊多功能數(shù)據(jù)采集卡，直接插入微機的總線擴展槽內(nèi)，并通過軟件控制，整個系統(tǒng)的開關(guān)量控制、狀態(tài)檢測及模擬量輸出均通過它完成。微機通過光電編碼器從兩臺電機轉(zhuǎn)軸上，接受經(jīng)過檢測系統(tǒng)傳來的信號，并對這些信號進行運算處理，然后再通過數(shù)據(jù)傳輸通道向變頻調(diào)速器輸出控制電壓，實現(xiàn)對隨動電機的跟蹤控制，確保整個機械系統(tǒng)同步同相運轉(zhuǎn)，以提高新型振動圓錐破碎機的機械性能。