隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的綜臺利用技術(shù)與其產(chǎn)業(yè)迅猛前進，到1999年我國已建成10879座國有大中型礦山和227 854個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集俸企業(yè)，全國礦石采掘總量超過50億t，礦業(yè)總產(chǎn)值為4000億元。
    在礦業(yè)中以金屬選礦廠為例，其碎礦與磨礦流程的設(shè)備費用約占選礦廠全部投資費用的65%～70%，電耗約占全廠電耗的50%～600%．而鋼耗約占全廣鋼耗的500%以上。物料粉碎過程中，由于在作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、發(fā)熱、振動和摩擦等作用，使能源大量消耗。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前用于破碎物料的總用電量為250-300億kW．h。占全國總用電量的5%以上。
    破碎磨礦過程中的大量能量消耗及全世界能源日趨緊張，能源價格不斷上漲，迫使人們努力去探索高效、節(jié)能的粉碎設(shè)備。新設(shè)備的研發(fā)必須遵守以下兩個基本原則，首先設(shè)備設(shè)計的原理要先進，其次設(shè)備的使用能使用戶獲得大的收益。PC破碎機就是根據(jù)這兩點而設(shè)計并投放市場的。
1、選擇最佳破碎產(chǎn)品粒度的原則
    磨礦的能量效率遠低于破碎的能量效率，而磨礦的單位能耗又遠高于破碎的單位能耗。在實際生產(chǎn)中磨礦成本是破碎成本的數(shù)倍之多。因此降低礦物加工前準備作業(yè)的費用，降低能耗與鋼耗，首先要降低磨礦費用。降低磨礦費的途徑可通過降低磨礦的給料粒度，即降低破碎產(chǎn)品最終粒度的辦弦來實現(xiàn)。從而使總的粉碎（包括碎礦與磨礦）費用大幅度下降，最終實現(xiàn)“多碎少磨”提高選礦效益。
    選礦廠采用破碎流程所要達到的最終產(chǎn)品粒度即是給人磨礦的給料粒度，如何確定它的最佳值．經(jīng)過粉碎界幾十年的研討，提出以下幾個方法。
    羅蘭法：該法認為磨機的最佳給礦粒度與功指數(shù)的平方根成反比。對硬而難磨的礦石最佳粒度可小些，對軟而易磨的礦石最佳粒度可大些。如給人磨機的人磨粒度超過最佳值，磨機效率要降低。
    奧列夫斯基方法：該法認為在適宜磨礦條件下，球磨機的處理能力與給礦粒度上限的關(guān)系計算結(jié)果是給料粒度降低，生產(chǎn)能力提高。磨機的給料粒度由20mm降至15mm，相對生產(chǎn)能力可提高1O%以上，若降至12mm，相對生產(chǎn)能力可提高18%至20%。
    邦德方法：本法按照邦德的功耗理論分別計算碎礦的能耗，計算結(jié)果是：只有磨礦的給礦粒度為13mm時，粉碎總能耗達最低值。
    沙伐哈特金方法：本法認為選礦廠的生產(chǎn)率愈大，則由于破碎產(chǎn)物粒度的縮小而產(chǎn)生的經(jīng)擠效益愈大。表1給出了不同規(guī)模選礦廠磨機最佳給礦粒度和等費用區(qū)的粒度范圍。
2、減小磨機給料粒度會帶來巨大效益
    實現(xiàn)“多碎少磨”工藝，質(zhì)在降低碎礦產(chǎn)品粒度，即
減小磨機給料粒度提高磨機處理能力，增大選礦廠處理量，降低電耗、鋼耗，取得更高經(jīng)濟效益。表2為某些黃金礦山降低破碎產(chǎn)品粒度后的經(jīng)濟效益統(tǒng)計。表3是某水泥廠中2.6x 13m磨機磨水泥熟料時，不同人磨粒度，與磨機生產(chǎn)能力的變化關(guān)系。
3、為什么設(shè)計PC破碎機
    要實現(xiàn)多碎少磨的目標，選用生產(chǎn)效能高和細碎性能好的高效細碎機是關(guān)鍵所在，在生產(chǎn)實踐中那些傳統(tǒng)的壓縮式細碎機如顎破機和傳統(tǒng)圓錐破碎機其生產(chǎn)效率和細碎性能已達不到現(xiàn)代選廠的要求。而傳統(tǒng)沖擊式破碎機如錘破機和反擊破碎機，由于工作部件的磨損率為壓縮式破碎機的十倍，而能量利用率僅是壓縮式破碎機的一半，所以對大量中硬以上物料的破碎一般不會被采用。
    為滿足現(xiàn)代選廠對優(yōu)秀細碎機的需求，國內(nèi)外破碎機研發(fā)單位為此投入大量人力物力進行了卓有成效的工作+希望開發(fā)出工作效能更高細碎性能更好的高效細碎機械。在選擇開發(fā)方向時，被所有專家達成共識的有兩點，第一是采用連續(xù)漸進破碎，使機器達到最高的工作效率。第二是運用層壓破碎原理，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用獲得極高的破碎率和極好的細碎效果。
    就目前已知眾多新研發(fā)的細碎機中，成熟可靠并已真正達到上述共識目標的高效細碎機，有美國諾德伯格公司生產(chǎn)的GP100系列高效圓錐破碎機和我國亞耐公司生產(chǎn)的PC破碎機（P代表破碎機．C代表層壓破碎），它們都達到了上述兩點共識的目標，兩種機器的區(qū)別在于其工作部件一個是做豎向旋擺運動，另一個是做橫向旋擺運動。
4 PC破碎機的設(shè)計原理與結(jié)構(gòu)特點
4.1 PC破碎機的設(shè)計原理
    眾所周知，固體物料受外界壓力時產(chǎn)生壓力變形，形成內(nèi)部應力集中，當應力達到顆粒在某最弱的軸向的破壞應力時，顆粒就會在最弱處首先發(fā)生破裂和粉碎。
    層壓理論的基本觀點是物料在每個移動循環(huán)中對相鄰顆粒相對改變其方位，結(jié)果相互作用力的矢量也不斷改變。由此達到被粉碎物料的負載改變方向的目的，同時造成強制性自磨的條件，結(jié)果結(jié)構(gòu)缺陷少的最堅硬的顆粒可破碎相鄰那些粒子間鍵力弱的顆粒。在等硬度顆粒中剪切力與位錯滑動力相重合的顆粒被破碎。
    在破碎機的生產(chǎn)實踐中，層壓破碎的概念是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間，同時也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多個顆粒層，將充足的破碎功作用于巖石顆粒群，充分發(fā)揮層壓破碎和歡生破碎作用（次生破碎是利用巖石破碎過程中所產(chǎn)生的強大碎片飛濺動能對相鄰巖石進行再破碎）獲得極高的破碎率。這時即便是比較大的排口間隙，也能大量生產(chǎn)細粒產(chǎn)品。因此，顯現(xiàn)出驚人的高產(chǎn)量和細產(chǎn)品。除此之外，那些強度低的針、片狀巖石被首先破碎，故能生產(chǎn)出篩分率高的優(yōu)粒形產(chǎn)品。PC破碎機正是遵循上述原理進行設(shè)計，為此該機具有優(yōu)化的破碎室形狀，配以最佳的機械狀態(tài)參數(shù)，真正傲到使高能化層壓破碎完全實現(xiàn)，并表現(xiàn)出與眾不同的優(yōu)越性。
    因不同用戶有不同粒形要求，PC破碎機設(shè)計有不同形狀的襯板以供選擇，提供不同腔型而產(chǎn)出不同大小不同形狀的產(chǎn)品。
4.2 PC破碎機的結(jié)構(gòu)特征
    PC破碎機的工作部件是一個高速回轉(zhuǎn)的破碎輥。該輥與左右對稱設(shè)置的一對曲線形破碎板耦臺組成兩個鉗料好的優(yōu)化破碎室。破碎輥通過軸承裝于主軸的偏心位置上，電動機驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，在主軸偏心的作用下使破碎輥做橫向旋擺運動，使之產(chǎn)生強勁的循環(huán)擠壓力，連續(xù)漸進對兩個破碎室中的巖石交替進行破碎，產(chǎn)品從兩條排料口不斷排出。
5、PC破碎機與顎式破碎機的比較
    通過工業(yè)驗證，PC破碎機與目前生產(chǎn)中廣泛使用的顎式破碎機比較，PC破碎機有以下幾方面優(yōu)點。
    (1)工作效率高
    顎式破碎機是單破碎室結(jié)構(gòu)的機器，所以只能采取低效率的間斷工作方式，當電機帶動主軸每轉(zhuǎn)動一周，只有一半是工作行程，這種間斷工作方式使電機負載不能保持均衡，所以不能充分發(fā)揮電機能效。該機只有一條長度與機寬相等的排料口，這就限制了排料量。這些都是嚴重制約顎破機高效工作的瓶頸。
    PC破碎機是雙破碎室結(jié)構(gòu)的破碎機，它改變了單室破碎機的間斷工作方式，使機器高教連續(xù)工作。雙室結(jié)構(gòu)比同寬度單室破碎機的排料口長度增加一倍，創(chuàng)造了優(yōu)越的排料條件，它的高效連續(xù)工作，使運轉(zhuǎn)中的機器總在連續(xù)排料，讓機器保持較均衡的負載，使驅(qū)動電機更能充分發(fā)揮能效。
    (2)細碎性能好
    PC破碎機是層壓破碎機械，由于多層顆粒之間的相互作用，使針、片狀顆粒減少，其獲得的高破碎率使細粒增多。又由于該機破碎輥的高速回轉(zhuǎn)，提供了很高的擺動頻率，使已被破碎的物料在向排料口下落的過程中要經(jīng)過更多次的破碎，從而使排料粒度大大降低。最后一個因素是高能化帶來的細產(chǎn)品，其原理是：“當給料塊度一定，產(chǎn)品越細，所消耗的能量越多，即產(chǎn)品細粒級含量百分數(shù)與輸入功率成正比。要獲得更多的細粒產(chǎn)品，則應給予更多的能量，而不一定是更小的排料口”。PC破碎機是高能化的層壓破碎機，可以對物料加以充分的破碎功。所以能生產(chǎn)出更多的細產(chǎn)品。
    以上三個因素共同保證PC破碎機是細碎性能極好的細碎機械。
    (3)節(jié)能明顯
    顎式破碎機是靠動顎板移近時才能使物料破碎。其破碎力同時作用于破碎室中所有物料，這就需要很大破碎力才能將大量物料一次性進行破碎完成。在動顎板移開時排出物料，不產(chǎn)生破碎作用，因此，能量利用率比PC破碎機低50%。
    PC破碎機在破碎物料時，破碎輥做旋擺運動。其破碎作用力主要發(fā)生在破碎輥的偏心位置附近，形成高功率密度破碎。隨著破碎輥偏心位置的循環(huán)移動又形成漸進破碎的過程，因為破碎力只集中作用于破碎室中某區(qū)段的較少量物料，所以工作時使用的最大破碎力比顎破機小得多，而連續(xù)工作又比間斷工作的能量利用率高得多，所以具有明顯的節(jié)能效果。
    (4)鋼耗小
    鄂式破碎機的動顎在工作時做復臺運動，其垂直行程是水平行程的兩倍，垂直行程雖有促進排料作用，但會使齒板與物料之間造成嚴重的大行程的直接摩擦，這是顎破機齒板磨損大的主要原因。加上機器排料口處是強磨損區(qū)，使該處磨出橫向深溝槽，這些局部嚴重磨損會造成整塊齒板使用壽命的結(jié)束，這都將嚴重影響耐磨件的使用率，一般只占20%-30%，
    PC破碎機的破碎輥用耐磨性極強的特種鋼制成，它的主軸與破碎輥之間有軸承連接，輥面可自由轉(zhuǎn)動，當輥面與物料產(chǎn)生摩擦時該輥會產(chǎn)生與摩阻力方向相間而與偏心軸轉(zhuǎn)動方向相反的慢回轉(zhuǎn)，這就大大減小了物料與輥面之間由于相對運動所產(chǎn)生的直接摩擦，這種慢回轉(zhuǎn)還能使輥面得到均勻利用，克服了被局部嚴重磨損的現(xiàn)象發(fā)生，降低摩擦和均勻磨損，故可大幅延長耐磨件的使用壽命。讓低鋼耗為企業(yè)帶來低使用成本。
    (5)工作時震動小
    顎式破碎機由于有肘板支承結(jié)構(gòu)和動顎復擺運動造成垂直方向的大行程，所以工作時震動大，機器必須固定在三倍于機重的混凝土基礎(chǔ)上。
    PC破碎機無肘板支承結(jié)構(gòu)，破碎輥工作在動平衡回轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以工作時震動小、噪聲低�？稍跓o基礎(chǔ)的鋼架上平穩(wěn)工作。
    (6)維護簡單
    PC破碎機零部件承裝部位都采用脹套連接，所以拆裝十分方便，反復拆裝也不會影響緊配度。該機排料口調(diào)整容易，整機采用潤滑脂潤滑，所以維護簡單，使用成本低。
    PC破碎機超凡的技術(shù)性能可大幅度提高破碎作業(yè)的效率和質(zhì)量，使選礦廠在多碎步磨的流程中體會到高效益的實惠。低鋼耗和低能耗盡顯低成本生產(chǎn)帶來的好處。
6、結(jié)論
    PC破碎機是21世紀初的高科技產(chǎn)品，它完美利用了層壓破碎理論使該機能充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用而獲得極高破碎率，PC破碎機有數(shù)種襯板相配可有不同破碎室形狀。從而根據(jù)用戶需求對產(chǎn)品粒形和破碎比提供多種選擇，是選礦廠、水泥廠及公路碎石的理想破碎機。