1、Xian university of science and technology第第3 3章章 破碎及破碎机械破碎及破碎机械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
2、破碎机械。学习要求：学习要求：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。矿物颗粒的尺寸必须减小到使有用矿物与脉石充分解离矿物颗粒的尺寸必须减小到使有用矿物与脉石充分解离或使有用矿物裸露的程度。或使有用矿物裸露的程度。破碎、磨矿及粉碎在使用的方法及产物料度上有所不同，破碎、磨矿及粉碎在使用的方法及产物料度上有所不同，破碎产物的粒度较大，而磨矿或粉碎产物的粒度微细。破碎产物的粒度较大，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。业过程
3、。Xian university of science and technology1、破碎、破碎作业在选煤厂和选矿厂中的应用作业在选煤厂和选矿厂中的应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。满足夹矸煤或中矿物料的有用矿物与脉石的解离满足夹矸煤或中矿物料的有用矿物与脉石的解离要求。要求。满足用户对选后产品粒度的要求。
4、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 2、破碎作业的分类、破碎作业的分类 1 1）按在选矿）按在选矿(煤煤)工艺中的作用不同分为工艺中的作用不同分为:准备破碎（分选前）准备破碎（分选前）最终破碎（分选后）最终破碎（分选后）3.1 概述概述 Xian university of science and technology2 2）按破碎产物的粒度不同分为）按破碎产物的粒度不同分为:粗碎、中碎、细碎与粉碎。粗碎、中碎、细碎与粉碎。作业名称作业名称粗碎粗碎中碎中碎细碎细碎粉碎粉碎产品粒度产品粒度(mm)506
5、25161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3 3）按破碎作业所消耗的能量形式不同分为）按破碎作业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；非机械能破碎非机械能破碎：即用电能、热能等破碎物料。：即用电能、热能等破碎物料。选煤选煤厂和选矿厂主要是采用机械能破碎。厂和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 (a)挤压破碎：挤压破碎：物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力物料在两个工作面
6、之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。作用而破碎。Xian university of science and technology3.1 概述概述 (b)劈裂破碎劈裂破碎：用一个尖棱和一个带有尖棱的工作表面挤压用一个尖棱和一个带有尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石将沿压力作用线的方向劈裂而破碎。矿石时，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 (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
7、述 (d)研磨破碎：研磨破碎：矿石与运动的工作面之间存在相对运动而受矿石与运动的工作面之间存在相对运动而受到一定的压力和剪切作用，当剪切应力达到矿石的剪切强到一定的压力和剪切作用，当剪切应力达到矿石的剪切强度时，矿石被粉碎。度时，矿石被粉碎。Xian university of science and technology3.1 概述概述 (e)冲击破碎：冲击破碎：物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎。其破物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎。其破碎效率高，破碎比大、能量消耗少。碎效率高，破碎比大、能量消耗少。Xian university of science and technology3.1 概
8、述概述 Xian university of science and technology3.1 概述概述 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 矿石破碎过程中所表现出来的抵抗外力的强度大小，矿石破碎过程中所表现出来的抵抗外力的强度大小，称为矿石破碎的难易程度。它是衡量矿石可碎性的标准，称为矿石破碎的难易程度。它是衡量矿石可碎性的标准，主要取决于矿石的结构特性和矿物的结晶形态。主要取决于矿石的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。矿石的破碎方法主要根据矿石的破碎方法主要根据矿石的物理机
9、械性质矿石的物理机械性质、矿石矿石块入料的尺寸块入料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 Xian university of science and technology 选矿工业常引用选矿工业常引用可碎性系数可碎性系数定量地衡量矿物机械强度定量地衡量矿物机械强度对破碎的影响，其表示方法如下：对破碎的影响，其表示方法如下：（1-3-1）01QQ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
10、样条件下破碎指定矿石的处理同一破碎机在同样条件下破碎指定矿石的处理能力。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代表，其可碎性系数与可磨性系数均为数均为1。矿石的硬度、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
11、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、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Xian university of science and technology3.1 概述概述 矿物破碎的难易程度与矿物的力学性质有关。不同矿矿物破碎的难易程度与矿物的力学性质有关。不同矿物集合体之间的结合力比同种矿物内部的
12、结合力要小；物集合体之间的结合力比同种矿物内部的结合力要小；在同样的矿物集合体内，晶体面上的结合力比晶体内部在同样的矿物集合体内，晶体面上的结合力比晶体内部的要小。的要小。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。矿物破碎的难易程度与矿物的脆性也有关系：矿物破碎的难易程度与矿物的脆性也有关系：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）破碎时先变形而后碎裂的物料叫）破碎时先变形而后碎裂的物料叫塑性物料塑性物料。煤和大多煤和大多数矿石都是脆性物料，煤属于软矿物。数矿石都是脆性物料，煤属于软矿物。矿石通常都是多种不同性质矿物的共生体，破
13、碎时，不矿石通常都是多种不同性质矿物的共生体，破碎时，不同矿物的破碎程度是不一样的。同矿物的破碎程度是不一样的。矿石的抗压强度最大，抗弯强度次之，抗磨强度再次之，矿石的抗压强度最大，抗弯强度次之，抗磨强度再次之，抗拉强度最小。抗拉强度最小。针对矿石这一机械强度特点，选择恰当的破碎方法，可针对矿石这一机械强度特点，选择恰当的破碎方法，可以使破碎更加有效。以使破碎更加有效。Xian university of science and technology3.1 概述概述 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 在破碎过程中，入料粒度与产物粒度的比值叫做在破碎过程中，入料粒度与产
14、物粒度的比值叫做破碎比破碎比。破碎的能量消耗和处理能力均与破碎比有关。破碎比通常由入破碎的能量消耗和处理能力均与破碎比有关。破碎比通常由入料最大颗粒直径（料最大颗粒直径（Dmax）与产物最大颗粒直径（）与产物最大颗粒直径（dmax）的比值）的比值来确定，即来确定，即 m a xm a xDidXian 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）确定的破碎比并不能准确地描述破碎过程。因为破碎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，虽然产物粒度特性相同的物料
15、经破碎后，虽然产物中的最大粒度是一样的，但破碎后粒度特中的最大粒度是一样的，但破碎后粒度特性未必相同，如图性未必相同，如图1-3-2所示。所示。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
16、或几何平均直径，mm。Xian university of science 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，往往值很大，往往需要进行多次（段）破碎，其需要进行多次（段）破碎，其总破碎比总破碎比i等于各段破碎比的乘等于各段破碎比的乘积积。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。须确定它们的
17、产品粒度组成和粒度特性曲线。Xian university of science and technology3.1 概述概述 Xian university of science and technology3.1 概述概述 Xian university of science and technology3.1 概述概述 根据图中的粒度特性曲线，可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以比较各种矿石的破碎难易程度，检查破碎机的工作情况，度，检查破碎机的工作情况，比较各种破碎机的破碎效果。比较各种破碎机的破碎效果。Xian university of science and t
18、echnology1 1）矿石粒度的影响）矿石粒度的影响 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 3 3）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。度上升，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匀的，粒度愈粗微裂缝愈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。好，愈难破碎。力学性质不均匀的物料在细磨过程中强
19、度小的被磨细，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。强度大的则残留下来，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 Xian university of science and technology4 4）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。粒会自发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
20、是指分散相大小在1m到到lnm之间的分散体之间的分散体系，具有明显的布朗运动现象。系，具有明显的布朗运动现象。6 6）随颗粒粒度变细，表面化学力增强，料浆的粘度增加，）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化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。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 6、选煤矿常用的破碎工艺流程、选煤
21、矿常用的破碎工艺流程 煤矿运到选煤厂的原煤粒度很大，可达煤矿运到选煤厂的原煤粒度很大，可达300mm。我国。我国目前选煤方法主要采用重介或跳汰，一般对入选原煤的粒目前选煤方法主要采用重介或跳汰，一般对入选原煤的粒度都有要求。为了满足重选设备对原煤粒度的要求，选煤度都有要求。为了满足重选设备对原煤粒度的要求，选煤厂有两种破碎系统。厂有两种破碎系统。（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 technology3.1 概述概述 （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
22、开路破碎系统：一般是带有准备筛分作业，破碎产品不检查。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 （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 technology3.1 概述概述 7、破碎效果评定方法、破碎效果评定方法 根据原煤炭工业部于根据原煤炭工业部于1980年发布的指导性技术文件规定，年发布的指导性技术文件规定，选煤厂破碎设备工
23、艺效果的评定方法（选煤厂破碎设备工艺效果的评定方法（MTZ21979），），应应采用破碎效率为主要指标，细粒增量为辅助指标，采用破碎效率为主要指标，细粒增量为辅助指标，综合综合评定破碎机的效果。评定破碎机的效果。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：100%ddpd aa Xian university of science and technology3.1 概述概述 (1-3-3)(1-3-4)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
24、：排料粒度要求大于和等于排料粒度要求大于和等于 50 mm的粗碎时，的粗碎时，“细粒细粒”是指是指 013 mm；排料粒度要求小于排料粒度要求小于 50 mm的中碎和细碎，的中碎和细碎，“细粒细粒”是指是指00.5 mm。3.2 3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 破碎及粉碎理论是破碎及粉碎理论是研究物料在破碎过程中能量消耗与哪些因研究物料在破碎过程中能量消耗与哪些因素有关，并确定外力破碎物料时所做的功的学说素有关，并确定外力破碎物料时所做的功的学说，也叫，也叫破碎的功破碎的功耗学说耗学说。在选矿厂中，在选矿厂中，4060的动力消耗是在破碎和磨碎作业中，的动力消耗是在破碎和磨碎作业中，这必然
25、引起人们的关注。这必然引起人们的关注。破碎物料块所消耗的功，一部分使被破碎的物料变形，并以破碎物料块所消耗的功，一部分使被破碎的物料变形，并以热的形式散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固热的形式散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。体的自由表面能。破碎过程的能量消耗与很多因素有关，如矿石的物理机械性破碎过程的能量消耗与很多因素有关，如矿石的物理机械性质、矿石的形状、尺寸和湿度，还有破碎方法等。质、矿石的形状、尺寸和湿度，还有破碎方法等。现有的破碎理论都没有完整地解释物料被破碎的实质，均有现有的破碎理论都没有完整地解释物料被破碎的实质，均有一定的局限性。目前
26、，公认的破碎及粉碎理论有以下几种理论和一定的局限性。目前，公认的破碎及粉碎理论有以下几种理论和假说。假说。Xian university of science and technology1、面积假说、面积假说 破碎理论的面积假说是由德国学者破碎理论的面积假说是由德国学者PR雷廷格雷廷格（PRRittinger）于）于1867年提出的年提出的。雷廷格认为：破碎过程是以减小物料颗粒尺寸为目的的，雷廷格认为：破碎过程是以减小物料颗粒尺寸为目的的，破碎过程将使物料的表面积不断增加。为此，物料破碎时，破碎过程将使物料的表面积不断增加。为此，物料破碎时，外力所做的功用于产生新表面，即外力所做的功用于产生
27、新表面，即破碎功耗与破碎过程中破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比物料新生成表面的面积成正比，或破碎过程所消耗的功或破碎过程所消耗的功dA1与物料的新生表面积增量与物料的新生表面积增量dS成正比。即：成正比。即：dA1K1 dS (1-3-5)式中式中 K1 比例系数。比例系数。Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 假设物料块的形状为立方体，边长为假设物料块的形状为立方体，边长为D，如顺着一个面把，如顺着一个面把它破碎开，则新生成表面的面积为它破碎开，则新生成表面的面积为S=D2，式（，式（1-3-5）
28、可写为；）可写为；dA1K1 dS=K1 dD22K1DdD 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：设原矿和破碎产物的平均直径为设原矿和破碎产物的平均直径为Dpj和和dpj。将式（。将式（1-3-6）积分，即得破碎积分，即得破碎Q立方米物料时所需要的功。立方米物料时所需要的功。1113222QdDdANdAK DdDK QDD Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论（1-3-6）Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎
29、及粉碎理论 由式（由式（1-3-7）可知，当原矿的平均直径）可知，当原矿的平均直径Dpj一定时，破碎一定时，破碎功与破碎比减功与破碎比减1之值成正比；如原矿的平均直径不同而破碎之值成正比；如原矿的平均直径不同而破碎比相同，则破碎功与原矿的平均直径成反比。比相同，则破碎功与原矿的平均直径成反比。实践证明，当破碎比一定时，原矿粒度越小，破碎所需实践证明，当破碎比一定时，原矿粒度越小，破碎所需的能量越大。的能量越大。面积假说只能近似地计算破碎比很大时的破碎总功耗，面积假说只能近似地计算破碎比很大时的破碎总功耗，也就是只能近似地用在磨矿机的磨矿中，因为它只考虑了生也就是只能近似地用在磨矿机的磨矿中，因
30、为它只考虑了生成新表面所需的功。成新表面所需的功。11121112pjpjDdpjpjpjdDiAK QK QK QDdDD()（1-3-7）式中式中i为破碎比。为破碎比。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 破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者基克（基克（kick）提出的。体积假说认为：将几何形状相似的）提出的。体积假说认为：将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，其同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，其破碎功耗与破
31、碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比被破碎物料块的体积或质量成正比，或破碎过程所消耗的，或破碎过程所消耗的功功dA2与破碎物料块的变形体积的微量与破碎物料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：22222333QdDdANdAK D dDK QDD （1-2-6）破碎破碎Q立方米立方米物料所需之功：物料所需之功：由式（由式（1-2-7）可见，根据体积假说，破碎功只与破碎）可见，根据体积假说，破碎功只与破碎比有关。比有关。体积假说只能近似地
32、计算粗碎和中碎的破碎总功耗，体积假说只能近似地计算粗碎和中碎的破碎总功耗，因为它只考虑了变形。因为它只考虑了变形。22233pjpjDpjdpjDdDAK QK QKQiDdlnln Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论（1-2-7）3、裂缝假说、裂缝假说 裂缝假说是由裂缝假说是由F.C.榜德（榜德（F.C.Bond）于）于1952年提出，它介年提出，它介于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时，外力首先使物料块产生变形，外力超过强度极破碎
33、矿石时，外力首先使物料块产生变形，外力超过强度极限以后，物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的限以后，物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的一个计算破碎功耗的公式为：一个计算破碎功耗的公式为：Wi 是理论上无限大的粒度破碎到是理论上无限大的粒度破碎到80%可以通过可以通过100m筛筛孔宽时所做的功，它孔宽时所做的功，它在一定程度上表示物料粉碎的难易程度，在一定程度上表示物料粉碎的难易程度，即可碎性或可磨性，也成为功指数。即可碎性或可磨性，也成为功指数。1110()iWWPF Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎
34、及粉碎理论(1-2-8)Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 榜德认为：破碎物料时外力所做的功先是使物体变形，当变榜德认为：破碎物料时外力所做的功先是使物体变形，当变形超过一定限度后即产生裂缝，储存在物体内的变形能促使裂形超过一定限度后即产生裂缝，储存在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。输入功的有用部分成为新生表面上的表面缝扩展并生成断面。输入功的有用部分成为新生表面上的表面能，其它部分成为热损失。能，其它部分成为热损失。因此，破碎所需的功，应考虑变形因此，破碎所需的功，应考虑变形能和表面能两项，变形能和体积
35、成正比，而表面能与表面积成能和表面能两项，变形能和体积成正比，而表面能与表面积成正比。正比。因此，根据榜德所作的解释，将质量因此，根据榜德所作的解释，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：3331111AK mK midDD()()（1-2-9）式中：式中：K3 综合比例系数。综合比例系数。榜德假说适用于破碎和磨碎。榜德假说适用于破碎和磨碎。以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差，都从某以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差，都从某一个角度解释了破碎的某一阶段。一个角度解释了破碎的某一阶段。面积假说只注意了新生表面积所需要的能量，而忽视了面积假说只注意了新
36、生表面积所需要的能量，而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积假说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表体积假说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表面积的增加，同样具有片面性。面积的增加，同样具有片面性。裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间，提出破碎功裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间，提出破碎功耗与耗与D5/2成正比，但没有充足的理论根据，而且由于它是根成正比，但没有充足的理论根据，而且由于它是根据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。Xian univer
37、sity of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 根据试验研究证实：根据试验研究证实：粗碎时粗碎时新生表面积不多，新生表面积不多，体积假说体积假说较为准确较为准确，裂缝假说结果不可靠；，裂缝假说结果不可靠；细碎时细碎时（破碎到（破碎到10m以下时）裂缝假说求得的数据过小，此时新生表面积增加，以下时）裂缝假说求得的数据过小，此时新生表面积增加，表面能是主要的，表面能是主要的，面积假说较为准确面积假说较为准确；在粗碎与细碎之间在粗碎与细碎之间的广泛范围内的广泛范围内，裂缝假说比较适用裂缝假说比较适用，因为榜德的经验公式，因为榜德的经验公式是根据一般破
38、碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下是根据一般破碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下与它大致相符。与它大致相符。各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大，各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大，因而在应用时，应正确加以选择。其中，裂缝假说较有实因而在应用时，应正确加以选择。其中，裂缝假说较有实际意义与应用价值。际意义与应用价值。Xian university of science and technology3.2 破碎及粉碎理论破碎及粉碎理论 3.33.3 破碎机械破碎机械 在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法也有多种。按在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法
39、也有多种。按照使用的粒度范围可将破碎设备分为破碎机与磨碎机两大类。照使用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？破碎机可按工作原理和结构特征划分为：鄂式破碎机、圆锥破碎机可按工作原理和结构特征划分为：鄂式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。图为主要类型破碎和磨碎破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。图为主要类型破碎和磨碎设备的原理示意图。设备的原理示意图。Xian university of science and technologyXian university of science and technology 目前，金属矿选矿厂
40、，主要采用颚式破碎机、旋回破碎目前，金属矿选矿厂，主要采用颚式破碎机、旋回破碎机和圆锥破碎机等常规破碎设备。破碎机的型号和规格，机和圆锥破碎机等常规破碎设备。破碎机的型号和规格，主要根据所处理的矿石性质、选矿厂的规模等综合比较确主要根据所处理的矿石性质、选矿厂的规模等综合比较确定。定。在上述破碎机中，除圆锥破碎机外，其余几种在选煤厂在上述破碎机中，除圆锥破碎机外，其余几种在选煤厂都有应用。此外，还有一种专门用于选煤的滚筒碎选机都有应用。此外，还有一种专门用于选煤的滚筒碎选机（也叫选择性破碎机）。（也叫选择性破碎机）。煤是脆性软物料，适合采用以劈碎或冲击作用为主的破煤是脆性软物料，适合采用以劈碎
41、或冲击作用为主的破碎机。碎机。在选煤厂中对于较硬煤，特别是含矸石和黄铁矿在选煤厂中对于较硬煤，特别是含矸石和黄铁矿较多的原煤，可采用以挤压为主的颚式破碎机；较多的原煤，可采用以挤压为主的颚式破碎机；对大块对大块原煤的破碎多采用齿辊式破碎机；原煤的破碎多采用齿辊式破碎机；对中煤破碎多采用锤对中煤破碎多采用锤式破碎机和反击式破碎机，因为冲击作用易产生较细的粒式破碎机和反击式破碎机，因为冲击作用易产生较细的粒度，有助于净煤和矸石的解离。度，有助于净煤和矸石的解离。3.3 破碎机械破碎机械 1、颚式破碎机颚式破碎机（Jaw crusher）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
42、物料最有效的设备。选矿厂常用颚式破碎机。在选煤厂，若原煤混有较选矿厂常用颚式破碎机。在选煤厂，若原煤混有较多矸石与黄铁矿，或将矸石破碎作为沸腾炉的燃料时，多矸石与黄铁矿，或将矸石破碎作为沸腾炉的燃料时，常采用颚式破碎机。常采用颚式破碎机。物料在颚式破碎机中的破碎是在两块颚板之间进行物料在颚式破碎机中的破碎是在两块颚板之间进行的。破碎机的可动颚板绕悬挂轴或可动轴对固定颚板作的。破碎机的可动颚板绕悬挂轴或可动轴对固定颚板作周期性地靠近和离开运动。当可动颚板靠近固定颚板时，周期性地靠近和离开运动。当可动颚板靠近固定颚板时，位于两颚板间的物料受以挤压为主的作用力而破碎；当位于两颚板间的物料受以挤压为主
43、的作用力而破碎；当可动颚板离开固定颚板时，已破碎的物料在重力作用下可动颚板离开固定颚板时，已破碎的物料在重力作用下由破碎机排料口排出。由破碎机排料口排出。Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 破碎机通常按给料口的宽度破碎机通常按给料口的宽度B的大小把颚式破碎机分为三类：的大小把颚式破碎机分为三类：大型颚式破碎机（大型颚式破碎机（600mm）；中型项式破碎机（）；中型项式破碎机（300mm600mm）；小型颚式破碎机（；
44、小型颚式破碎机（600mm）。目前广泛应用的颚式破碎机有目前广泛应用的颚式破碎机有简单摆动颚式破碎机简单摆动颚式破碎机和和复杂摆动复杂摆动颚式破碎机颚式破碎机两种。两种。1 1）简单摆动颚式破碎机）简单摆动颚式破碎机 右图为国产右图为国产1500（B）2100（L）型简单摆动颚式破碎机构）型简单摆动颚式破碎机构造图。图中固定颚板造图。图中固定颚板1又是机架又是机架的前壁，可动颚板悬挂在悬挂轴的前壁，可动颚板悬挂在悬挂轴11上，两块顶板上均镶有破碎齿上，两块顶板上均镶有破碎齿板板3和和4。在垂直连杆。在垂直连杆7的下部装的下部装有前、后肘板有前、后肘板8和和9。2 2）复杂摆动颚式破碎机）复杂摆
45、动颚式破碎机 复杂摆动颚式破碎机结构如图复杂摆动颚式破碎机结构如图1-3-12所示。与图所示。与图1-3-11相比，相比，复摆破碎复摆破碎机比单摆破碎机少了一根可动颚板的机比单摆破碎机少了一根可动颚板的悬挂轴；可动颚板与连杆合为一个部悬挂轴；可动颚板与连杆合为一个部件，没有垂直连杆；肘板也只有一块。件，没有垂直连杆；肘板也只有一块。复摆式破碎机的构造比简摆式破复摆式破碎机的构造比简摆式破碎机的构造简单。但可动颚板运动却碎机的构造简单。但可动颚板运动却复杂了，当破碎机工作时，飞轮复杂了，当破碎机工作时，飞轮8带带动偏心轴动偏心轴6转动，由于偏心轴的偏心转动，由于偏心轴的偏心作用，悬挂在它上边的可
46、动颚板作用，悬挂在它上边的可动颚板2在在肘板肘板9的制约下，相对于固定颚板往的制约下，相对于固定颚板往复地做一种复合摆动运动。复地做一种复合摆动运动。Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 颚式破碎机破碎产物粒度的大小，是通过改变其排料口颚式破碎机破碎产物粒度的大小，是通过改变其排料口宽度来实现的。破碎齿板磨损后，其排料口宽度变大，破宽度来实现的。破碎齿板磨损后，其排料口宽度变大，破碎产物的粒度也变大，所以排料口宽度须定
47、期调整。碎产物的粒度也变大，所以排料口宽度须定期调整。调整方法主要有两种：一种是垫片调整；另一种是楔块调整方法主要有两种：一种是垫片调整；另一种是楔块调整。调整。颚式破碎机工作时，在偏心轴上装有颚式破碎机工作时，在偏心轴上装有两个沉重的飞轮，在空转行程中，把能两个沉重的飞轮，在空转行程中，把能量储存下来；在破碎行程中再把能量释量储存下来；在破碎行程中再把能量释放出来，使得破碎机运转平稳。放出来，使得破碎机运转平稳。两种颚式破碎机在结构上差异造成两种颚式破碎机在结构上差异造成它们运动特征的不同。规格相同时，复它们运动特征的不同。规格相同时，复摆式破碎机的处理能力比简摆式大摆式破碎机的处理能力比简
48、摆式大2030。复摆式破碎机破碎比。复摆式破碎机破碎比i可达到可达到10，简单摆动破碎机破碎比，简单摆动破碎机破碎比i为为36。2、圆锥破碎机和旋回破碎机、圆锥破碎机和旋回破碎机（The Cone Crusher）圆锥破碎机和旋回破碎机都是借助于旋摆运动的圆锥面，圆锥破碎机和旋回破碎机都是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面间的物料受到挤压周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面间的物料受到挤压和弯曲来达到破碎目的的。和弯曲来达到破碎目的的。Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 Xian university
49、 of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 1 1）旋回破碎机旋回破碎机 旋回破碎机主要由机架、活动圆旋回破碎机主要由机架、活动圆锥、固定圆锥、主轴、大小伞轮和锥、固定圆锥、主轴、大小伞轮和偏心套筒等组成。活动圆锥的主轴偏心套筒等组成。活动圆锥的主轴支承在横梁上面的固定悬挂点支承在横梁上面的固定悬挂点A中，中，主轴下部置于偏心套筒内。偏心套主轴下部置于偏心套筒内。偏心套筒转动时，使锥体绕中轴连筒转动时，使锥体绕中轴连续地偏续地偏心旋回运动。活动圆锥靠近固定圆心旋回运动。活动圆锥靠近固定圆锥时，矿石受到挤压而破碎；离开锥时，矿石受到挤压而破碎；离开时，破碎产品靠
50、自重经排矿口排出。时，破碎产品靠自重经排矿口排出。图示为中心排矿式旋回破碎机，图示为中心排矿式旋回破碎机，破碎比破碎比i为为35。排矿口的大小利用。排矿口的大小利用主轴上端的锥形螺帽调整。主轴上端的锥形螺帽调整。Xian university of science and technology3.3 破碎机械破碎机械 旋回破碎机的规格是以最大给矿口宽度（旋回破碎机的规格是以最大给矿口宽度（B）来表示的。）来表示的。旋回破碎机的主要优缺点。旋回破碎机的主要优缺点。2）中、细碎圆锥破碎机）中、细碎圆锥破碎机 圆锥破碎机圆锥破碎机主要用于物料的中、主要用于物料的中、细碎。其细碎。其工作原理与旋回破碎
