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1、破碎及破碎机械第1页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology本章主要内容：本章主要内容：3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论3.3 3.3 破碎机械破碎机械第2页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology1.了解各种破碎方法及其所使用的范围；了解各种破碎方法及其所使用的范围；2.掌握破碎流程及破碎比等概念；掌握破碎流程及破碎比等概念；3.了解目前主要使用的破碎机械。了解目前主要使用的破碎机械。学习要求：学习要求
2、：第3页，共61页，编辑于2022年，星期日3.13.1 概述概述 破碎、磨矿或粉碎在矿物加工及材料工程中非常重要。破碎、磨矿或粉碎在矿物加工及材料工程中非常重要。矿矿物物颗颗粒粒的的尺尺寸寸必必须须减减小小到到使使有有用用矿矿物物与与脉脉石石充充分分解解离离或或使使有有用用矿矿物裸露的程度。物裸露的程度。破破碎碎、磨磨矿矿及及粉粉碎碎在在使使用用的的方方法法及及产产物物料料度度上上有有所所不不同同，破破碎碎产产物物的粒度较大，而磨矿或粉碎产物的粒度微细。的粒度较大，而磨矿或粉碎产物的粒度微细。任何磨矿或粉碎作业都是耗费能量大、能量效率低的作业过程。任何磨矿或粉碎作业都是耗费能量大、能量效率低
3、的作业过程。Xian university of science and technology第4页，共61页，编辑于2022年，星期日1、破碎、破碎作作业在在选煤厂和煤厂和选矿厂中的厂中的应用用破碎是在外力作用下使物料变成小块的过程。破碎是在外力作用下使物料变成小块的过程。破碎作业在选煤厂和选矿厂生产中都占有重要地位。破碎作业在选煤厂和选矿厂生产中都占有重要地位。破碎作业的作用主要有以下几方面：破碎作业的作用主要有以下几方面：满足分选机械对入选物料最大入选粒度的要求。满足分选机械对入选物料最大入选粒度的要求。满满足足夹夹矸矸煤煤或或中中矿矿物物料料的的有有用用矿矿物物与与脉脉石石的的解解离离
4、要要求。求。满足用户对选后产品粒度的要求。满足用户对选后产品粒度的要求。Xian university of science and technology3.1概述概述第5页，共61页，编辑于2022年，星期日2、破碎作、破碎作业的分的分类 1 1）按在）按在选矿(煤煤)工工艺中的作用不同分中的作用不同分为:准准备破碎（分破碎（分选前）前）最最终破碎（分破碎（分选后）后）3.1概述概述Xian university of science and technology2 2）按破碎）按破碎产物的粒度不同分物的粒度不同分为:粗碎、中碎、粗碎、中碎、细碎与粉碎。碎与粉碎。作业名称作业名称粗碎粗碎中碎
5、中碎细碎细碎粉碎粉碎产品粒度产品粒度(mm)50625161表表1-3-1按产品粒度划分的破碎作业按产品粒度划分的破碎作业第6页，共61页，编辑于2022年，星期日3 3）按破碎作）按破碎作业所消耗的能量形式不同分所消耗的能量形式不同分为:机械能破碎机械能破碎:即用机械力破碎物料；即用机械力破碎物料；非非机机械械能能破破碎碎：即即用用电能能、热能能等等破破碎碎物物料料。选选煤煤厂厂和和选矿厂主要是采用机械能破碎。选矿厂主要是采用机械能破碎。机械能破碎的五种基本形式：机械能破碎的五种基本形式：Xian university of science and technology3.1概述概述第7页，
6、共61页，编辑于2022年，星期日(a)挤挤压压破破碎碎：物物料料在在两两个个工工作作面面之之间间受受到到缓缓慢慢增增大大的的压压力力作作用用而而破破碎。碎。Xian university of science and technology3.1概述概述第8页，共61页，编辑于2022年，星期日(b)劈劈裂裂破破碎碎：用用一一个个尖尖棱棱和和一一个个带带有有尖尖棱棱的的工工作作表表面面挤挤压压矿矿石时，矿石将沿压力作用线的方向劈裂而破碎。石时，矿石将沿压力作用线的方向劈裂而破碎。Xian university of science and technology3.1概述概述第9页，共61页，编
7、辑于2022年，星期日(c)折断破碎：折断破碎：矿石受弯曲作用而破碎。矿石受弯曲作用而破碎。Xian university of science and technology3.1概述概述第10页，共61页，编辑于2022年，星期日(d)研研磨磨破破碎碎：矿矿石石与与运运动动的的工工作作面面之之间间存存在在相相对对运运动动而而受受到到一一定定的的压压力力和和剪剪切切作作用用，当当剪剪切切应应力力达达到到矿矿石石的的剪剪切切强强度度时时，矿矿石石被被粉碎。粉碎。Xian university of science and technology3.1概述概述第11页，共61页，编辑于2022年，星
8、期日(e)冲冲击击破破碎碎：物物料料受受到到足足够够大大的的瞬瞬时时冲冲击击力力而而破破碎碎。其其破破碎碎效效率率高，破碎比大、能量消耗少。高，破碎比大、能量消耗少。Xian university of science and technology3.1概述概述第12页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.1概述概述第13页，共61页，编辑于2022年，星期日3、矿石破碎的难易程度及破碎方法选择矿石破碎的难易程度及破碎方法选择 矿矿石石破破碎碎过过程程中中所所表表现现出出来来的的抵抵抗抗外外力力的的强强度度大大
9、小小，称称为为矿矿石石破破碎碎的的难难易易程程度度。它它是是衡衡量量矿矿石石可可碎碎性性的的标标准准，主主要要取取决决于于矿矿石石的的结构特性和矿物的结晶形态。结构特性和矿物的结晶形态。影响矿石破碎难易程度的影响矿石破碎难易程度的最主要因素是矿石的硬度最主要因素是矿石的硬度。矿矿石石的的破破碎碎方方法法主主要要根根据据矿矿石石的的物物理理机机械械性性质质、矿矿石石块块入入料料的尺寸的尺寸和和所要求的破碎比所要求的破碎比来选择。来选择。Xian university of science and technology3.1概述概述第14页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian univer
10、sity of science and technology 选选矿矿工工业业常常引引用用可可碎碎性性系系数数定定量量地地衡衡量量矿矿物物机机械械强强度度对对破破碎碎的影响，其表示方法如下：的影响，其表示方法如下：（1-3-1）式中式中物料的可碎性系数；物料的可碎性系数；Qo某破碎机破碎中硬矿石的处理能力；某破碎机破碎中硬矿石的处理能力；Q1同一破碎机在同样条件下破碎指定矿石的处理能力。同一破碎机在同样条件下破碎指定矿石的处理能力。中硬矿石通常用中硬矿石通常用石英石英代表，其可碎性系数与可磨性系数均代表，其可碎性系数与可磨性系数均为为1。第15页，共61页，编辑于2022年，星期日矿石的硬度、
11、可碎性系数及可磨性系数如表矿石的硬度、可碎性系数及可磨性系数如表1-3-2所示。所示。Xian university of science and technology3.1概述概述表表1-3-2 矿石硬度、可碎性系数和可磨性系数矿石硬度、可碎性系数和可磨性系数 硬度等级硬度等级极限抗压极限抗压强度强度bMPa普氏硬度普氏硬度系数系数f(f=b/10)可碎性系数可碎性系数可磨性系数可磨性系数实实例例很软很软2021.301.401.402.00石膏、无烟煤石膏、无烟煤软软2040241.151.251.251.50页岩、泥灰岩页岩、泥灰岩中等硬度中等硬度4080481.001.00石英、石英、
12、硫化矿硫化矿硬硬801008100.800.900.750.85一般铁矿一般铁矿很硬很硬100100.650.750.500.70玄武岩、含铁石玄武岩、含铁石英岩英岩第16页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.1概述概述 矿矿物物破破碎碎的的难难易易程程度度与与矿矿物物的的力力学学性性质质有有关关。不不同同矿矿物物集集合合体体之之间间的的结结合合力力比比同同种种矿矿物物内内部部的的结结合合力力要要小小；在在同同样样的的矿矿物物集集合体内，晶体面上的结合力比晶体内部的要小。合体内，晶体面上的结合力比晶体内部的要
13、小。一般来说，矿物粒度愈细愈难磨碎一般来说，矿物粒度愈细愈难磨碎。矿物破碎的物破碎的难易程度与易程度与矿物的脆性也有关系：物的脆性也有关系：1）破裂前无变形或变形很小的物料叫破裂前无变形或变形很小的物料叫脆性物料脆性物料；2）破破碎碎时先先变形形而而后后碎碎裂裂的的物物料料叫叫塑塑性性物物料料。煤煤和和大大多多数数矿矿石都是脆性物料，煤属于软矿物。石都是脆性物料，煤属于软矿物。第17页，共61页，编辑于2022年，星期日 矿矿石石通通常常都都是是多多种种不不同同性性质质矿矿物物的的共共生生体体，破破碎碎时时，不不同同矿矿物物的破碎程度是不一样的。的破碎程度是不一样的。矿矿石石的的抗抗压压强强度
14、度最最大大，抗抗弯弯强强度度次次之之，抗抗磨磨强强度度再再次次之之，抗抗拉强度最小。拉强度最小。针针对对矿矿石石这这一一机机械械强强度度特特点点，选选择择恰恰当当的的破破碎碎方方法法，可可以以使破碎更加有效。使破碎更加有效。Xian university of science and technology3.1概述概述第18页，共61页，编辑于2022年，星期日4、破碎比及破碎产物的粒度特性、破碎比及破碎产物的粒度特性在在破破碎碎过过程程中中，入入料料粒粒度度与与产产物物粒粒度度的的比比值值叫叫做做破破碎碎比比。破破碎碎的的能能量量消消耗耗和和处处理理能能力力均均与与破破碎碎比比有有关关。破破
15、碎碎比比通通常常由由入入料料最最大大颗颗粒粒直直径径（Dmax）与产物最大颗粒直径（）与产物最大颗粒直径（dmax）的比值来确定，即）的比值来确定，即 Xian university of science and technology3.1概述概述（1-3-2）在工业应用中，由式（在工业应用中，由式（1-3-2）确定的破碎）确定的破碎比并不能准确地描述破碎过程。因为粒度特性比并不能准确地描述破碎过程。因为粒度特性相同的物料经破碎后，虽然产物中的最大粒度相同的物料经破碎后，虽然产物中的最大粒度是一样的，但破碎后粒度特性未必相同，如图是一样的，但破碎后粒度特性未必相同，如图1-3-2所示。所示。第
16、19页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology真实粉碎比：真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，粉碎前后物料的平均粒度的比值，i=Dp/dp。式中：式中：Dp、dp根据粒度特性计算出的原料与产物的加权平均根据粒度特性计算出的原料与产物的加权平均直径，直径，mm；,原料和产物的各粒级产率（按筛分分析），；原料和产物的各粒级产率（按筛分分析），；D、d 原料和产物各粒级的算术或几何平均直径，原料和产物各粒级的算术或几何平均直径，mm。第20页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of s
17、cience and technology选煤过程中的破碎比一般比较小，一段破碎即可满足。选煤过程中的破碎比一般比较小，一段破碎即可满足。但对于选矿，其入选粒度很细，故破碎比但对于选矿，其入选粒度很细，故破碎比i值很大，往往需要进行值很大，往往需要进行多次（段）破碎，其多次（段）破碎，其总破碎比总破碎比i等于各段破碎比的乘积等于各段破碎比的乘积。i=i1i2i3in=Dmax/dmax为了鉴定破碎机的破碎效果和检查破碎产品的质量，必须确定它为了鉴定破碎机的破碎效果和检查破碎产品的质量，必须确定它们的产品粒度组成和粒度特性曲线。们的产品粒度组成和粒度特性曲线。第21页，共61页，编辑于2022年
18、，星期日Xian university of science and technology3.1概述概述第22页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.1概述概述第23页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.1概述概述根据图中的粒度特性曲线，可以根据图中的粒度特性曲线，可以比较各种矿石的破碎难易程度，比较各种矿石的破碎难易程度，检查破碎机的工作情况，比较各检查破碎机的工作情况，比较各种破碎机的破碎效果。种破碎机的破碎效果。第24页
19、，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology1 1 1 1）矿石粒度的影响）矿石粒度的影响）矿石粒度的影响）矿石粒度的影响 2 2 2 2）破碎粒度与破碎效率及能耗）破碎粒度与破碎效率及能耗）破碎粒度与破碎效率及能耗）破碎粒度与破碎效率及能耗 3 3 3 3）选择性破碎）选择性破碎）选择性破碎）选择性破碎 物料破碎过程随破碎粒度的变细，效率下降，能耗大幅度上升，物料破碎过程随破碎粒度的变细，效率下降，能耗大幅度上升，被破碎颗粒粒度愈细，其抗破碎的能力愈强。被破碎颗粒粒度愈细，其抗破碎的能力愈强。大多数物料的力学性质是不均
20、匀的，粒度愈粗微裂缝愈多，机械大多数物料的力学性质是不均匀的，粒度愈粗微裂缝愈多，机械强度愈差，愈易破碎。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难破碎。强度愈差，愈易破碎。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难破碎。力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强度力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强度大的则残留下来，这种现象称选择性破碎。大的则残留下来，这种现象称选择性破碎。5、破碎产品的细度与性能、破碎产品的细度与性能3.1概述概述第25页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology4 4 4 4）破碎过程中细粒物料的
21、凝聚现象）破碎过程中细粒物料的凝聚现象）破碎过程中细粒物料的凝聚现象）破碎过程中细粒物料的凝聚现象 物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料颗粒会自发物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料颗粒会自发地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。胶体分散体系是指分散相大小在胶体分散体系是指分散相大小在1m到到lnm之间的分散体系，之间的分散体系，具有明显的布朗运动现象。具有明显的布朗运动现象。6 6 6 6）随颗粒粒度变细，表面化学力增强，料浆的粘度增加，料）随颗粒粒度变细，表面化学力增强，料浆的粘度增加，料）随颗粒粒度变细，表面化学力增强
22、，料浆的粘度增加，料）随颗粒粒度变细，表面化学力增强，料浆的粘度增加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。变细而引起的细磨恶化的现象。变细而引起的细磨恶化的现象。变细而引起的
23、细磨恶化的现象。5 5）微细颗粒布朗运动的影响）微细颗粒布朗运动的影响 3.1概述概述第26页，共61页，编辑于2022年，星期日6、选煤煤矿常用的破碎工常用的破碎工艺流程流程煤煤矿运运到到选煤煤厂厂的的原原煤煤粒粒度度很很大大，可可达达300mm。我我国国目目前前选煤煤方方法法主主要要采采用用重重介介或或跳跳汰汰，一一般般对入入选原原煤煤的的粒粒度度都都有有要要求求。为了了满足足重重选设备对原原煤煤粒粒度度的的要要求求，选煤煤厂厂有有两两种破碎系种破碎系统。（1）开路破碎系统）开路破碎系统（2）闭路破碎系统）闭路破碎系统Xian university of science and techn
24、ology3.1概述概述第27页，共61页，编辑于2022年，星期日（1 1）开路破碎系统）开路破碎系统 开路破碎系统：一般是带有准备筛分作业，破碎产品不检查。开路破碎系统：一般是带有准备筛分作业，破碎产品不检查。准备准备 筛分筛分原原 煤煤破破 碎碎Xian university of science and technology3.1概述概述第28页，共61页，编辑于2022年，星期日（2 2）闭路破碎系统）闭路破碎系统 闭路破碎系统：一般是带有检查筛分。闭路破碎系统：一般是带有检查筛分。检查检查 筛分筛分破破 碎碎原原 煤煤Xian university of science and t
25、echnology3.1概述概述第29页，共61页，编辑于2022年，星期日7、破碎效果评定方法、破碎效果评定方法根根据据原原煤煤炭炭工工业业部部于于1980年年发发布布的的指指导导性性技技术术文文件件规规定定，选选煤煤厂厂破破碎碎设设备备工工艺艺效效果果的的评评定定方方法法（MTZ21979），应应采采用用破破碎碎效效率率为为主主要要指指标标，细细粒粒增增量量为为辅辅助助指指标标，综综合合评评定定破破碎碎机机的效果。的效果。破碎效率按下式计算：破碎效率按下式计算：细粒增量按下式计算：细粒增量按下式计算：Xian university of science and technology3.1概
26、述概述(1-3-3)(1-3-4)第30页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology这里的这里的“细粒细粒”是针对破碎产物粒度而言的：是针对破碎产物粒度而言的：排排料料粒粒度度要要求求大大于于和和等等于于50mm的的粗粗碎碎时时，“细细粒粒”是是指指013mm；排排料料粒粒度度要要求求小小于于50mm的的中中碎碎和和细细碎碎，“细细粒粒”是是指指00.5mm。第31页，共61页，编辑于2022年，星期日3.2 3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 破破碎碎及及粉粉碎碎理理论论是是研研究究物物料料在在破破碎碎过过程程中中
27、能能量量消消耗耗与与哪哪些些因因素素有有关，并确定外力破碎物料时所做的功的学说关，并确定外力破碎物料时所做的功的学说，也叫，也叫破碎的功耗学说破碎的功耗学说。在在选选矿矿厂厂中中，4060的的动动力力消消耗耗是是在在破破碎碎和和磨磨碎碎作作业业中中，这这必必然然引起人们的关注。引起人们的关注。破破碎碎物物料料块块所所消消耗耗的的功功，一一部部分分使使被被破破碎碎的的物物料料变变形形，并并以以热热的的形形式式散散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。破破碎碎过过程程的的能能量量消消耗耗与与很很多多因因素素有有关
28、关，如如矿矿石石的的物物理理机机械械性性质质、矿矿石的形状、尺寸和湿度，还有破碎方法等。石的形状、尺寸和湿度，还有破碎方法等。现现有有的的破破碎碎理理论论都都没没有有完完整整地地解解释释物物料料被被破破碎碎的的实实质质，均均有有一一定定的的局限性。目前，公认的破碎及粉碎理论有以下几种理论和假说。局限性。目前，公认的破碎及粉碎理论有以下几种理论和假说。Xian university of science and technology第32页，共61页，编辑于2022年，星期日1、面积假说、面积假说破破碎碎理理论论的的面面积积假假说说是是由由德德国国学学者者PR雷雷廷廷格格（PRRittinger
29、）于）于1867年提出的年提出的。雷雷廷廷格格认认为为：破破碎碎过过程程是是以以减减小小物物料料颗颗粒粒尺尺寸寸为为目目的的的的，破破碎碎过过程程将将使使物物料料的的表表面面积积不不断断增增加加。为为此此，物物料料破破碎碎时时，外外力力所所做做的的功功用用于于产产生生新新表表面面，即即破破碎碎功功耗耗与与破破碎碎过过程程中中物物料料新新生生成成表表面面的的面面积积成成正正比比，或或破破碎碎过过程程所所消消耗耗的的功功dA1与与物物料料的的新新生生表表面面积增量积增量dS成正比。即：成正比。即：dA1K1dS(1-3-5)式中式中K1 比例系数。比例系数。Xian university of s
30、cience and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论第33页，共61页，编辑于2022年，星期日假假设设物物料料块块的的形形状状为为立立方方体体，边边长长为为D，如如顺顺着着一一个个面面把把它它破破碎碎开开，则新生成表面的面积为则新生成表面的面积为S=D2，式（，式（1-3-5）可写为；）可写为；dA1K1dS=K1dD22K1DdD 破碎破碎Q立方米物料时所作的单元功为：立方米物料时所作的单元功为：设设原原矿矿和和破破碎碎产产物物的的平平均均直直径径为为Dpj和和dpj。将将式式（1-3-6）积积分分，即即得破碎得破碎Q立方米物料时所需要的功。立方米物料时所需要的功。
31、Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论（1-3-6）第34页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论由由式式（1-3-7）可可知知，当当原原矿矿的的平平均均直直径径Dpj一一定定时时，破破碎碎功功与与破破碎碎比比减减1之之值值成成正正比比；如如原原矿矿的的平平均均直直径径不不同同而而破破碎碎比比相相同同，则则破破碎碎功功与原矿的平均直径成反比。与原矿的平均直径成反比。实实践践证证明明，当当破破碎碎比比一一定
32、定时时，原原矿矿粒粒度度越越小小，破破碎碎所所需需的的能能量越大。量越大。面面积积假假说说只只能能近近似似地地计计算算破破碎碎比比很很大大时时的的破破碎碎总总功功耗耗，也也就就是是只只能能近近似似地地用用在在磨磨矿矿机机的的磨磨矿矿中中，因因为为它它只只考考虑虑了了生生成成新新表面所需的功。表面所需的功。（1-3-7）式中式中i为破碎比。为破碎比。第35页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 2、体积假说、体积假说 破破碎碎的的体体积积假假说说是是由由俄俄国国学学者者吉吉尔尔皮皮
33、切切夫夫与与德德国国学学者者基基克克（kick）提提出出的的。体体积积假假说说认认为为：将将几几何何形形状状相相似似的的同同类类物物料料破破碎碎成成几几何何形形状状也也相相似似的的产产品品时时，其其破破碎碎功功耗耗与与被被破破碎碎物物料料块块的的体体积积或或质质量量成成正正比比，或或破破碎碎过过程程所所消消耗耗的的功功dA2与与破破碎碎物物料料块的变形体积的微量块的变形体积的微量dV成正比。即：成正比。即：dA2K2dVK2dD33K2D2dD（1-2-5）式中：式中：K2比例系数。比例系数。破碎破碎Q立方米立方米物料时的单元功：物料时的单元功：（1-2-6）第36页，共61页，编辑于2022
34、年，星期日 破碎破碎Q立方米立方米物料所需之功：物料所需之功：由由式式（1-2-7）可可见见，根根据据体体积积假假说说，破破碎碎功功只只与与破破碎碎比比有有关。关。体体积积假假说说只只能能近近似似地地计计算算粗粗碎碎和和中中碎碎的的破破碎碎总总功功耗耗，因因为为它它只考虑了变形。只考虑了变形。Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论（1-2-7）第37页，共61页，编辑于2022年，星期日 3、裂缝假说、裂缝假说 裂裂缝缝假假说说是是由由F.C.榜榜德德（F.C.Bond）于于1952年年提提出出，它它介介于于面面积积
35、假假说说和和体体积积假假说说之之间间的的一一种种破破碎碎理理论论。裂裂缝缝假假说说认认为为破破碎碎矿矿石石时时，外外力力首首先先使使物物料料块块产产生生变变形形，外外力力超超过过强强度度极极限限以以后后，物物料料块块就就产产生生裂裂缝缝而而破破碎碎成成许许多多小小块块。榜榜德德提提出出的的一一个个计计算算破破碎碎功功耗耗的公式为：的公式为：Wi是是理理论上上无无限限大大的的粒粒度度破破碎碎到到80%可可以以通通过100m筛孔孔宽时所所做做的的功功，它它在在一一定定程程度度上上表表示示物物料料粉粉碎碎的的难易易程程度度，即即可可碎性或可磨性，也成碎性或可磨性，也成为功指数。功指数。Xian un
36、iversity of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论(1-2-8)第38页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 榜榜德德认认为为：破破碎碎物物料料时时外外力力所所做做的的功功先先是是使使物物体体变变形形，当当变变形形超超过过一一定定限限度度后后即即产产生生裂裂缝缝，储储存存在在物物体体内内的的变变形形能能促促使使裂裂缝缝扩扩展展并并生生成成断断面面。输输入入功功的的有有用用部部分分成成为为新新生生表表面面上上的的表表面面能能，其其
37、它它部部分分成成为为热热损损失失。因因此此，破破碎碎所所需需的的功功，应应考考虑虑变变形形能能和和表表面面能能两两项项，变变形形能能和和体体积积成成正正比比，而而表表面面能能与与表表面面积积成成正正比比。因因此此，根根据据榜榜德德所作的解释，将质量所作的解释，将质量m的矿物从的矿物从D破碎到破碎到d所需的功耗所需的功耗A3为：为：（1-2-9）式中：式中：K3综合比例系数。综合比例系数。第39页，共61页，编辑于2022年，星期日 榜德假说适用于破碎和磨碎。榜德假说适用于破碎和磨碎。以以上上所所介介绍绍的的三三种种破破碎碎理理论论都都有有局局限限性性和和误误差差，都都从从某某一一个个角角度解释
38、了破碎的某一阶段。度解释了破碎的某一阶段。面面积积假假说说只只注注意意了了新新生生表表面面积积所所需需要要的的能能量量，而而忽忽视视了了物物料料破破碎碎前前先出现变形和实际中物料又是非均质的。先出现变形和实际中物料又是非均质的。体体积积假假说说只只考考虑虑了了破破碎碎时时的的变变形形能能，没没有有考考虑虑到到新新生生表表面面积积的增加，同样具有片面性。的增加，同样具有片面性。裂裂缝缝假假说说是是介介于于面面积积假假说说与与体体积积假假说说之之间间，提提出出破破碎碎功功耗耗与与D5/2成成正正比比，但但没没有有充充足足的的理理论论根根据据，而而且且由由于于它它是是根根据据实实际际资资料料整整理理
39、出出的的经验公式，所以具有一定的适用范围。经验公式，所以具有一定的适用范围。Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论第40页，共61页，编辑于2022年，星期日 根根据据试试验验研研究究证证实实：粗粗碎碎时时新新生生表表面面积积不不多多，体体积积假假说说较较为为准准确确，裂裂缝缝假假说说结结果果不不可可靠靠；细细碎碎时时（破破碎碎到到10m以以下下时时）裂裂缝缝假假说说求求得得的的数数据据过过小小，此此时时新新生生表表面面积积增增加加，表表面面能能是是主主要要的的，面面积积假假说说较较为为准准确确；在在粗粗碎碎与与细细
40、碎碎之之间间的的广广泛泛范范围围内内，裂裂缝缝假假说说比比较较适适用用，因因为为榜榜德德的的经经验验公公式式是是根根据据一一般般破破碎碎设设备备得得出出结结论论，所所以以在在中中等等破碎比情况下与它大致相符。破碎比情况下与它大致相符。各各假假说在在适适合合各各自自的的粒粒度度范范围内内与与实际情情况况的的误差差不不大大，因因而而在在应用用时，应正正确确加加以以选择。其其中中，裂裂缝假假说较有有实际意意义与与应用用价价值。Xian university of science and technology3.2破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论第41页，共61页，编辑于2022年，星期日 3.3 3.3
41、 破碎机械破碎机械 在在工工业业中中应应用用的的破破碎碎设设备备种种类类繁繁多多，其其分分类类方方法法也也有有多多种种。按按照照使使用用的粒度范围可将破碎设备分为破碎机与磨碎机两大类。的粒度范围可将破碎设备分为破碎机与磨碎机两大类。两者的根本区别是什么？两者的根本区别是什么？破破碎碎机机可可按按工工作作原原理理和和结结构构特特征征划划分分为为：鄂鄂式式破破碎碎机机、圆圆锥锥破破碎碎机机、辊辊式式破破碎碎机机和和冲冲击击式式破破碎碎机机。图图为为主主要要类类型型破破碎碎和和磨磨碎碎设设备备的的原原理理示示意意图。图。Xian university of science and technolog
42、y第42页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology目目前前，金金属属矿矿选选矿矿厂厂，主主要要采采用用颚颚式式破破碎碎机机、旋旋回回破破碎碎机机和和圆圆锥锥破破碎碎机机等等常常规规破破碎碎设设备备。破破碎碎机机的的型型号号和和规规格格，主主要要根根据据所所处处理理的的矿矿石石性性质质、选矿厂的规模等综合比较确定。选矿厂的规模等综合比较确定。在在上上述述破破碎碎机机中中，除除圆圆锥锥破破碎碎机机外外，其其余余几几种种在在选选煤煤厂厂都都有有应应用用。此此外外，还还有有一一种种专专门门用用于于选选煤煤的的滚滚筒筒碎碎选选
43、机机（也也叫叫选选择性破碎机）。择性破碎机）。煤煤是是脆脆性性软软物物料料，适适合合采采用用以以劈劈碎碎或或冲冲击击作作用用为为主主的的破破碎碎机机。在在选选煤煤厂厂中中对对于于较较硬硬煤煤，特特别别是是含含矸矸石石和和黄黄铁铁矿矿较较多多的的原原煤煤，可可采采用用以以挤挤压压为为主主的的颚颚式式破破碎碎机机；对对大大块块原原煤煤的的破破碎碎多多采采用用齿齿辊辊式式破破碎碎机机；对对中中煤煤破破碎碎多多采采用用锤锤式式破破碎碎机机和和反反击击式式破破碎碎机机，因因为为冲冲击作用易产生较细的粒度，有助于净煤和矸石的解离。击作用易产生较细的粒度，有助于净煤和矸石的解离。3.3破碎机械破碎机械 第4
44、3页，共61页，编辑于2022年，星期日 1、颚式破碎机颚式破碎机（Jawcrusher）俗称俗称“老虎口老虎口”，是破碎硬物料最有效的设备。，是破碎硬物料最有效的设备。选选矿矿厂厂常常用用颚颚式式破破碎碎机机。在在选选煤煤厂厂，若若原原煤煤混混有有较较多多矸矸石石与与黄铁矿，或将矸石破碎作为沸腾炉的燃料时，常采用颚式破碎机。黄铁矿，或将矸石破碎作为沸腾炉的燃料时，常采用颚式破碎机。物物料料在在颚颚式式破破碎碎机机中中的的破破碎碎是是在在两两块块颚颚板板之之间间进进行行的的。破破碎碎机机的的可可动动颚颚板板绕绕悬悬挂挂轴轴或或可可动动轴轴对对固固定定颚颚板板作作周周期期性性地地靠靠近近和和离离
45、开开运运动动。当当可可动动颚颚板板靠靠近近固固定定颚颚板板时时，位位于于两两颚颚板板间间的的物物料料受受以以挤挤压压为为主主的的作作用用力力而而破破碎碎；当当可可动动颚颚板板离离开开固固定定颚颚板板时时，已已破破碎的物料在重力作用下由破碎机排料口排出。碎的物料在重力作用下由破碎机排料口排出。Xian university of science and technology3.3破碎机械破碎机械 第44页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.3破碎机械破碎机械 破破碎碎机机通通常常按按给给料料口口的的宽宽度度B的
46、的大大小小把把颚颚式式破破碎碎机机分分为为三三类类：大大型型颚颚式式破破碎碎机机（600mm）；中中型型项项式式破破碎碎机机（300mm600mm）；小小型型颚颚式式破破碎碎机机（600mm）。目目前前广广泛泛应应用用的的颚颚式式破破碎碎机机有有简简单单摆摆动动颚颚式式破破碎碎机机和和复复杂杂摆摆动动颚颚式式破破碎碎机机两两种。种。1 1）简单摆动颚式破碎机式破碎机 右右图图为为国国产产1500（B）2100（L）型型简简单单摆摆动动颚颚式式破破碎碎机机构构造造图图。图图中中固固定定颚颚板板1又又是是机机架架的的前前壁壁，可可动动颚颚板板悬悬挂挂在在悬悬挂挂轴轴11上上，两两块块顶顶板板上上均
47、均镶镶有有破破碎碎齿齿板板3和和4。在在垂垂直直连连杆杆7的下部装有前、后肘板的下部装有前、后肘板8和和9。第45页，共61页，编辑于2022年，星期日2 2）复杂摆动颚式破碎机）复杂摆动颚式破碎机复复杂杂摆摆动动颚颚式式破破碎碎机机结结构构如如图图1-3-12所所示示。与与图图1-3-11相相比比，复复摆摆破破碎碎机机比比单单摆摆破破碎碎机机少少了了一一根根可可动动颚颚板板的的悬悬挂挂轴轴；可可动动颚颚板板与与连连杆杆合合为为一一个个部部件件，没没有有垂垂直直连连杆杆；肘板也只有一块。肘板也只有一块。复复摆摆式式破破碎碎机机的的构构造造比比简简摆摆式式破破碎碎机机的的构构造造简简单单。但但可
48、可动动颚颚板板运运动动却却复复杂杂了了，当当破破碎碎机机工工作作时时，飞飞轮轮8带带动动偏偏心心轴轴6转转动动，由由于于偏偏心心轴轴的的偏偏心心作作用用，悬悬挂挂在在它它上上边边的的可可动动颚颚板板2在在肘肘板板9的的制制约约下下，相相对对于于固固定定颚颚板板往往复复地地做做一一种种复复合合摆摆动动运运动。动。Xian university of science and technology3.3破碎机械破碎机械 第46页，共61页，编辑于2022年，星期日Xian university of science and technology3.3破碎机械破碎机械 颚颚式式破破碎碎机机破破碎碎产产
49、物物粒粒度度的的大大小小，是是通通过过改改变变其其排排料料口口宽宽度度来来实实现现的的。破破碎碎齿齿板板磨磨损损后后，其其排排料料口口宽宽度度变变大大，破破碎碎产产物物的的粒粒度度也也变变大，所以排料口宽度须定期调整。大，所以排料口宽度须定期调整。调调整整方方法法主主要要有有两两种种：一一种种是是垫垫片片调调整整；另另一一种种是是楔楔块块调调整。整。颚颚式式破破碎碎机机工工作作时时，在在偏偏心心轴轴上上装装有有两两个个沉沉重重的的飞飞轮轮，在在空空转转行行程程中中，把把能能量量储储存存下下来来；在在破破碎碎行行程程中中再再把把能能量量释释放放出出来来，使得破碎机运转平稳。使得破碎机运转平稳。两
50、两种种颚颚式式破破碎碎机机在在结结构构上上差差异异造造成成它它们们运运动动特特征征的的不不同同。规规格格相相同同时时，复复摆摆式式破破碎碎机机的的处处理理能能力力比比简简摆摆式式大大2030。复复摆摆式式破破碎碎机机破破碎碎比比i可可达达到到10，简简单单摆摆动动破破碎碎机机破破碎碎比比i为为36。第47页，共61页，编辑于2022年，星期日2、圆锥破碎机和旋回破碎机、圆锥破碎机和旋回破碎机（TheConeCrusher）圆圆锥锥破破碎碎机机和和旋旋回回破破碎碎机机都都是是借借助助于于旋旋摆摆运运动动的的圆圆锥锥面面，周周期期地地靠靠近近固固定定锥锥面面，使使夹夹于于两两个个锥锥面面间间的的物