制砂机破碎理论模式

文章来源：河南中誉鼎力   发布时间：2018-01-23

制砂机-体积破碎理论

计算制砂机破碎所需要的能量，认为与喂料和产品的尺寸大小有关，即仅与破碎比有关。体积破碎理论有不同的解释方法：①在相同的技术条件下，将几何形状相似的物料，破碎成形状亦相似的产品时，所消耗的能量与其体积(或重量)成正比。②当破碎单位重量的物料时，所需要消耗的能量，与物料体积之减小成比例，与物料原来之大小无关。

当岩块在外力作用下，若达到临界值时，岩块即破碎成小块，其破碎比是的，其意义是：同一种岩石破碎时，不管其大小如何，应力分布是相似的，破碎的样式也是相似的，破碎后的块度也是相似的，所以，体积破碎的破碎体积比例理论，可以理解为破碎相似理论。

体积破碎理论认为，破碎做的功，其能量分布到被破碎体的整个体积中，当单位体积储蓄的能量达到某种限时，就破碎达到某一i的新状态。破碎做的功，其能量是分布到被破碎体的表面上，当单位表面上积储的能量达到某种限状态时，就破碎达到某一i的表面破裂状态。

(1)当物料粒度很大，表面积较小，亦即表面能较小到可以忽略不计时，体积破碎理论较接近于实际，亦即体积破碎理论适用于岩块的粗碎和中碎的作业。

(2)当物料是脆性的，其弹性模量到破碎为止仍保持为常数值，则外力所做的功将等于物料弹性变形能，并与体积成正比，所以，体积破碎理论适用于弹性或脆性的物料，而不适用于塑性或韧性的物料。

(3)体积破碎理论设定物料的结构是均匀的，有的限抗压强度和弹性模量，而且物料的内、外部结构是相似的，这些设定与实际岩块相差甚远，因此理论计算的功耗只能是一个近似值。

制砂机-新表面破碎理论

制砂机的新表面破碎理论是破碎和粉磨所用的功与的表面积成正比，亦即与产品的直径成反比。当破碎比时，破碎比功和物料破碎前的粒度成反比;当破碎比很大时，破碎比功和破碎产物的粒度成反比。

当产品粒度分布小于74um(0.074mm,200号筛径)时，新表面理论符合实际。用A.M.Gaudin颗粒分布方程式验证时，先设定“粉磨限”(大致为0.7um)，即从接近胶体颗粒范围开始，计算粉磨所施加的能量，结果证实新表面破碎的理论是比较合适的。

大多数是根据已知喂入颗粒大小F，破碎到不同的产品颗粒粒度，如果产品颗粒大小P不变，而去变换喂料颗粒F的大小，从新表面破碎理论可以看出：的表面积和能量消耗将与2(i-1)/i成正比。如果喂料颗粒F大小不变，需要的能量与产品颗粒的大小P成反比。将上述两种情况结合起来，也就是喂料与产品的颗粒尺寸均在变化，则需要的能量h(单位为马力·小时/吨)将与2(i-1)/Pi成正比例。

在物理概念上，功是力与距离的乘积，力须通过距离才能使不同的物料产生破碎，但是，在新表面破碎的理论中，并未表现出距离(应变或形变的大小)的问题。实际的破碎与粉磨的结果，只有在的假定条件下新表面破碎理论是合适的，因而引起混乱，导致新表面破碎理论没能树立威信。无论如何，对于破碎(crushing)和粉碎来说，形变至少是应当考虑的问题。排除形变因素，就导致新表面破碎理论引申出机械效率仅为0.1%的错误说法。

对该理论的分析表明，相当大的能量用于粉碎很细的颗粒，同时还需要一个大致明确的“粉磨(ginging)限”。按照所获得的表面能进行计算后表明，在破碎与粉磨过程中所输人的功可能9%以上都是浪费的。按照这种含义，似乎无法得出合理的、高的机械效率。

(1)新表面破碎理论认为破碎所消耗的功，都变为表面能。即外力所做的功，都用来克服物料的内聚力，亦即仅考虑到物料破碎过程的晶格面裂开的分离功。晶格分离前发生的变形(即距离)产生的功=力X距离，形成的变形功没有被考虑。这个理论将物料理想化成为完均匀、各向同性、完脆性的，这与现实物料有相当大的差异。

(2)破碎产生的单位新表面积，其所需的能与物料的粒度无关。这只有非晶体、没有节理和层理的结构的物料才近于此条件。

(3)功耗要随着破碎比及表面积的增加而急剧增加。这只有在破碎比很大、表面积增加很多的作业(如细磨作业)，才比较适用。对于破碎比较小(如一般小于10)的破碎作业，表面积增加不大，这个理论是不相适应的。

制砂机械的选择与岩石的性质相关

制砂机械的选择应与岩石的性质相适应，以便取得好的制砂效果和维护制砂机的良好运转。对于脆性岩石，选择具有折碎作用和劈碎作用的制砂机械较为有利，或者选择以击碎作用为主的制砂机，效率也较高。对于硬性岩石，采用具有折碎作用和击碎作用的制砂机械，效率较高，勿选用具有磨剥作用的制砂机械，否则会导致机械磨蚀性显著增加。对于韧性及粘性较大的岩石，选用磨剥方式的机械设备较为合理。

颚式或环式制砂机主要具有压碎作用;锤式制砂机主要具有冲击制砂作用;而棒磨机、球磨机主要具有冲击、压挤、磨擦或磨碎等综合作用。

岩石中各种矿物的机械强度差别很大，各矿物接受制砂作用力的速度也各异，是具有斑晶结构的岩石，往往出现选择性制砂。反击式制砂机和自磨机容易产生选择性制砂。

制砂机的动力制砂较静力制砂效率要高得多。在动力制砂作用下，冲击的动能迅速地转变为形变位能，并局部地集中于被冲击处。这种形变位能来不及扩展到岩石的各个部位，紧接着下一个冲击动能又施加其上而被垒加起来，导致反复冲击势垒出现，引起局部应力激增，使岩石迅速制砂。用高频冲击制砂效率高，功耗小，制砂比大，过粉碎少，容易使较粗粒级颗粒发生解离。制砂机就具有高频冲击的功能。