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破碎機(jī)物料的破碎方式分解

1.物料破碎方法

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)物料破碎的認(rèn)識(shí)也取得了很大進(jìn)展。巨大的顆粒物料采用各種不同的破碎方法，可獲得幾個(gè)微米的產(chǎn)品，以適應(yīng)各種工藝要求。 在工業(yè)中，目前廣泛應(yīng)用的物料破碎方法仍是機(jī)械力破碎，主要有擠壓、劈碎、折斷、研磨和沖擊破碎等。非機(jī)械力破碎至今尚未在大工業(yè)生產(chǎn)中使用。物料在外力作用下，所產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到極限強(qiáng)度，物料即行破碎。破碎機(jī)械施力方式有下列幾種。

A壓碎  

   將物料放在兩擠壓表面之間（圖1-3），施力后，因物料壓應(yīng)力達(dá)到抗壓強(qiáng)度限而破碎。

B劈碎 

   將物料放在一個(gè)平面和一個(gè)牙齒之間（圖1-3），當(dāng)施加擠壓力后，物料中產(chǎn)生拉應(yīng)力，因其拉應(yīng)力達(dá)到拉伸強(qiáng)度限，則沿作用力方向劈裂。 

C折斷  

   將物料放在兩個(gè)帶牙齒的袁面之間（圖1-3），當(dāng)施加擠壓力后，其彎曲應(yīng)力達(dá)到物料彎曲強(qiáng)度極限時(shí)，則物料被折斷。 

D沖擊破碎

       物料受高速旋轉(zhuǎn)的沖擊力而破碎(圖1-3)。這種方法可用多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于施力是瞬間作用的，變形來(lái)不及擴(kuò)展到被撞擊物的各部位，只在被沖擊處產(chǎn)生相當(dāng)大的局部應(yīng)力，沿著內(nèi)部的微觀裂紋破碎。所以，動(dòng)載荷的破碎作用遠(yuǎn)較靜載荷大。     E  磨碎  將物料放在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)工作表面之間（圖l-3e），同時(shí)施加壓力和剪切力，物料中產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到其剪切強(qiáng)度限時(shí)，則物料破碎。 實(shí)際上，各種破碎機(jī)在破碎物料過(guò)程中，都是幾種破碎方式綜合作用的結(jié)果。但是，其中必以某一種或兩種施力方式為主，兼有其他破碎方式。由于各種物料物理機(jī)械性質(zhì)差別很大，所以破碎機(jī)施力方式應(yīng)該與物料機(jī)械性質(zhì)相適應(yīng)，才能取得好的破碎效果。對(duì)于各種硬度的物料采用沖擊破碎或配合折斷來(lái)破碎比較合適，如用研磨破碎，機(jī)件磨損嚴(yán)重；對(duì)于脆性物料，采用劈碎、彎折和壓碎破碎比較有利，若用研磨粉碎，則產(chǎn)品中細(xì)粉會(huì)增多；對(duì)于韌性及黏性較大物料采用磨碎和劈碎方式比較適宜。

2.物料破碎力學(xué)分析 

       所有機(jī)械的破碎都是用外力施于被破碎的物料上，克服物料顆粒之間的內(nèi)聚力使物料產(chǎn)生破碎物料的內(nèi)聚力有兩種：一種內(nèi)聚力作用于晶體內(nèi)部的晶體各質(zhì)點(diǎn)之間；另一種內(nèi)聚力作用于晶體與晶體之間，即作用在晶界面上。兩種內(nèi)聚力的物理性質(zhì)相同，區(qū)別在于內(nèi)聚力大小不同，前者比后者大很多倍。

       內(nèi)聚力的大小，取決于物料塊中晶體本身的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，也與晶體結(jié)構(gòu)中所具有的錯(cuò)位和微裂紋等缺陷有很大關(guān)系。如果選擇晶體物料的缺陷處破碎，不僅能省功而且又能保證要求的粒度，減少過(guò)粉碎。達(dá)到這樣破碎的目的叫“選擇性破碎”。

      實(shí)現(xiàn)選擇性破碎的技術(shù)方法是，被破碎的物料應(yīng)在體積粒層中承受全方位的擠壓，同時(shí)在晶體或微晶邊緣引發(fā)應(yīng)力，料塊應(yīng)承受組合負(fù)荷，包括剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)，最好還兼有拉伸。若具體到破碎機(jī)上是，物料在破碎腔中承受全方位擠壓；料塊彼此多次沖擊或沖擊到襯極上，料塊群的快速轉(zhuǎn)移；控制料層有一定密實(shí)度，并使物料從破碎腔入口到出口，破碎力是逐漸增加。此外，若對(duì)料層采用高頻強(qiáng)烈振動(dòng)作用，可使料塊彼此改變方向，從而可在料塊中產(chǎn)生交變剪切和彎曲應(yīng)力。這種破碎方法稱為強(qiáng)迫內(nèi)層振動(dòng)破碎。      現(xiàn)有破碎機(jī)，如慣性振動(dòng)圓錐破碎機(jī)就是采用強(qiáng)迫內(nèi)層振動(dòng)破碎，兼有上述某幾種辦法，從而可完全實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。  

       旋盤(pán)破碎機(jī)采用料層粉碎，料塊承受全方位擠壓，并產(chǎn)生物料層間沖擊作用以及動(dòng)錐對(duì)物料沖擊取向作用。物料有一定的密實(shí)度并滿足了逐漸增加破碎力的要求等，從而這種破碎機(jī)在較大程度上實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。傳統(tǒng)圓錐破碎機(jī)若能采用旋轉(zhuǎn)布料器，正確控制給料也能在一定程度上實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。

        對(duì)傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)若不改變結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，僅就改善腔形及其運(yùn)動(dòng)參數(shù)很難實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。故早年德國(guó)洪堡特公司曾研制一種沖擊顎式破碎機(jī)，它的沖擊速度高達(dá)500-1200r/min，國(guó)內(nèi)也曾試制，至今都未得到推廣使用。慣性振動(dòng)顎式破碎機(jī)基本上可以實(shí)現(xiàn)選擇性破碎，但也沒(méi)能得到廣泛應(yīng)用，  沖擊破碎可實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。因在沖擊破碎開(kāi)始的瞬間，顆粒內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，迅速向四方傳播，并在內(nèi)部缺陷、裂紋和晶粒界面等處產(chǎn)生應(yīng)力集中，促使顆粒首先沿這些脆弱面破碎。像已有的沖擊式破碎機(jī)，如反擊式破碎機(jī)和立軸沖擊式破碎機(jī)等，從物料破碎機(jī)理來(lái)看沖擊式破碎機(jī)是非常先進(jìn)和有發(fā)展前途的設(shè)備。但這種破碎機(jī)易損件壽命較低，一直是阻礙它快速發(fā)展的重要因素。 運(yùn)用選擇性破碎方法的研究成果，可建立新的工藝，制成各種規(guī)格尺寸破碎機(jī)，可破碎極高強(qiáng)度的物料而沒(méi)有晶粒的過(guò)粉碎，從而達(dá)到在一個(gè)工作循環(huán)中，用最小的力和能耗量，得到很高的破碎比。  礦石的力學(xué)性能對(duì)物料破碎效果、破碎機(jī)零部件的磨損、強(qiáng)度和選擇破碎方法等有重要意義。也是破碎機(jī)選型和設(shè)計(jì)的主要考慮因素。如國(guó)內(nèi)某選廠，在引進(jìn)美國(guó)底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)時(shí)，沒(méi)能充分結(jié)合本廠礦石很硬或礦石含泥量太多，最后導(dǎo)致不能使用，不得不拆除這種破碎機(jī)。