物料的物理機(jī)械特性主要有:抗壓強(qiáng)度,硬度,彈性模量,韌性,易碎性和磨蝕性等。除強(qiáng)度外,物料的韌性、易粹性和磨蝕性對機(jī)器的性能影響很大,同一臺機(jī)器用于破碎不同的物料時,它可能表現(xiàn)出異常的優(yōu)越,也可能表現(xiàn)得很拙劣,甚至工作效率幾乎為零。這是機(jī)器的通用性與專用性相矛盾的突出表現(xiàn),如何調(diào)和這一矛盾,對通用型機(jī)器具有重要意義。
一、國產(chǎn)機(jī)器的現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)生產(chǎn)的各種機(jī)型,因其所具有的通用性而被廣泛地用于對各種不同物料的加工。從結(jié)構(gòu)型式和工作原理來看,每種機(jī)器都有其個性,如
顎式破碎機(jī)、
反擊式破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)等等,但這種個性實(shí)質(zhì)上是機(jī)型本身所具有的共性。
在進(jìn)行機(jī)器的設(shè)計(jì)時,為保證其安全可靠,主要考慮的是物料的強(qiáng)度,其次考慮的是它對金屬材料的磨蝕性,而它的韌性、易碎性等則交由設(shè)備選型來考慮。當(dāng)機(jī)器的規(guī)格一定時,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都是固定不變的,面對各種不同特性的物料,其通用性得到了充分的體現(xiàn),然而也顯現(xiàn)出了一個不容忽視的問題——設(shè)備的性能難以把握。
某石料廠曾選用反擊式破碎機(jī)加工建筑骨料,因破碎的巖石至密堅(jiān)韌,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用居高難下,該項(xiàng)目最終未獲成功。顯然,這是機(jī)器適用程度過低所至。
某廠曾選用標(biāo)準(zhǔn)顎式破碎機(jī)加工陶瓷,因效率十分低下,至使工作難以為繼。之后,在專家的指導(dǎo)下,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),最終以提高動顎的運(yùn)動速度得到突破。顯然,這一突破源自機(jī)t器適用程度的提高。
還有不少用戶,對同一型號的機(jī)器褒貶不一,相距甚遠(yuǎn)。原因是,對不同特性的物料,機(jī)器有不同的適用程度,以至設(shè)備性能顯現(xiàn)出較大的差距。
上述事實(shí)不勝枚舉,F(xiàn)行的通用型機(jī)器如同一輛普通平板貨車,可以運(yùn)輸許多種類的貨物,但較為適宜的只在少數(shù)。然而,尚有各種罐車、集裝箱車以及拖掛車等等,適用于運(yùn)輸不同特性的各種物料。
通常,設(shè)備所面對的是單一物料,其性能的優(yōu)劣基本上取決于機(jī)器的個性或?qū)ξ锪系倪m用程度。機(jī)器的通用性越高,設(shè)備的適用程度就越低。因此,通用型機(jī)器的性能與設(shè)備的性能不可等同而言,上述事例清楚地說明了這一點(diǎn)。
在現(xiàn)實(shí)的經(jīng)營活動中,眾多的經(jīng)營人員從另一個側(cè)面也印證了這一點(diǎn)。當(dāng)用戶手執(zhí)機(jī)器的使用說明書,詢問一些與設(shè)備性能相關(guān)的問題時,他們很難做出令人滿意的回答。因?yàn)樗麄兯私獾男阅苁菣C(jī)器的共性,而要回答的問題與設(shè)備的個性相關(guān)。換言之,賣的只有“通用性”,買的想要“專用性”。
事實(shí)上,用戶關(guān)心的是設(shè)備的工作效率和運(yùn)行費(fèi)用,即設(shè)備的性能,而目前的設(shè)計(jì)工作主要賦予機(jī)器功能,對它的使用效果并未給予足夠的重視?紤]到物料的不同特性,如果認(rèn)為機(jī)器的功能就是它的性能,那么與設(shè)備的性能比較,其間尚有實(shí)質(zhì)性的工作需要做,即專業(yè)的技術(shù)服務(wù)。這一服務(wù)著眼于機(jī)器對物料的適用程度,目的在于提高設(shè)備的性能。
二、通用型機(jī)器的適用性
前文多次提到機(jī)器的適用程度,相對于機(jī)器的通用性與設(shè)備的專用性,可以把它改為機(jī)器的適用性。那么,機(jī)器與設(shè)備兩者性能的交集,或兩者的共有特性,就是它們的適用性。因此,提高機(jī)器的適用性,等于提高設(shè)備的性能。
習(xí)慣上,把物料大致劃分為三類,即難碎性物料、中等可碎性物料和易碎性物料,它們的粒度特性如圖l所示。
針對不同的機(jī)型,或者可以把其劃分為不同的級別,以降低它的通用性:或者在通用性的基礎(chǔ)上,局部采用不同的幾何參數(shù)來響應(yīng)物料的分類:再或者,可以對每一臺機(jī)器的運(yùn)動參數(shù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。目的只有一個,就是提高機(jī)器的適用性。
例如,顎式破碎機(jī),這種機(jī)型可以簡化為一個簡單的幾何模型——由一個動顎和一個定顎共同組成的一個破碎腔,如圖2所示。當(dāng)破碎腔的嚙角a取定后,它的形狀以及動顎的運(yùn)動參數(shù)——沖程與速度至關(guān)重要,不同的取值會產(chǎn)生決然不同的效果。
多年以來,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該機(jī)型的破碎能力為250MPa,安全覆蓋的物料范圍幾乎達(dá)到90%。實(shí)際上,約有50%左右的物料,其抗壓強(qiáng)度低于150MPa。由此可見,現(xiàn)行機(jī)器有太多的安全,裕度,在一定范圍內(nèi)浪費(fèi)了資源。如果增加一檔破碎能力為150MPa的機(jī)器,既有利于節(jié)約資源,又有利于降低機(jī)器成本,從而增加市埸競爭力。
對破碎腔的形狀,公認(rèn)曲線型的工作效率優(yōu)于直線型的。那么,可以為每一個型號的機(jī)器設(shè)計(jì)三個弧度大小不同的齒板,以適應(yīng)上述三類物料的粒度特性,從而提高機(jī)器的適用性。
如同前文所述加工陶瓷的事實(shí),當(dāng)知道某一臺機(jī)器將被用于加工某種特定物料,在掌握這種物機(jī)型,都應(yīng)該最大限度地提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù),最大限度地提升機(jī)器的使用價值。
三、結(jié)束語
破碎技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)非常成熟,在現(xiàn)有條件下,要想獲得重大突破幾乎是不可能的,目前迫切需要做的是——提高設(shè)備的性能。因此,從設(shè)計(jì)入手,降低機(jī)器成本,提高機(jī)器的適用性,不但是今后工作料特性的基礎(chǔ)上,可以對機(jī)器的轉(zhuǎn)速作適當(dāng)調(diào)整,從而進(jìn)一步提高機(jī)器的適用性。
例如,反擊式破碎機(jī),這是一種純粹靠沖擊作用對物料實(shí)施破碎的機(jī)器,可以簡化為由一組回轉(zhuǎn)運(yùn)動的板錘以及反擊板和導(dǎo)料板共同構(gòu)成的幾何模型,如圖3所示。在對物料實(shí)施破碎時,板錘的運(yùn)動速度無疑是最為主要的動力學(xué)參數(shù)之一。當(dāng)速度一定時,對于不同韌性的物料,破碎的效果各不相同。實(shí)踐證明,低韌性的物料更適合于沖擊破碎。
與顎式破碎機(jī)相同,也可以對這種機(jī)器的轉(zhuǎn)速作針對性的適當(dāng)調(diào)整,從而提高它的適用性。此外,甚至可以通過改變板錘的數(shù)目,對機(jī)器的動力學(xué)參數(shù)作更大的調(diào)整。
其它的機(jī)型也同樣如此,只要掌握了機(jī)器與物料的特性,都可以采取特定的方法,提高機(jī)器的適用性。
總之,不論何種的方向,更應(yīng)該是當(dāng)前工作的中心。
事實(shí)上,國外同行很早就進(jìn)行了機(jī)器參數(shù)與物料特性的適應(yīng)性研究,并籍此大幅度地提升了設(shè)備的性能。廣西龍灘電站石料廠進(jìn)口了多臺不同型號的破碎機(jī),為何未選用國產(chǎn)機(jī)器?原因在于,境外廠商對當(dāng)?shù)匚锪线M(jìn)行了試驗(yàn)分析,給出了讓用戶滿意的答疑。同樣的例子很多,這就為國產(chǎn)機(jī)器的發(fā)展以及設(shè)備的改造指出了方向。