《机械设计基础》第1章破碎机械.ppt

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1、第一章第一章 破碎机械破碎机械1 概述概述一一.基本概念基本概念1.破碎破碎 大块物料破碎成小块物料。大块物料破碎成小块物料。 使用的机械使用的机械破碎机械破碎机械2.粉磨粉磨 小块物料磨成细粉。小块物料磨成细粉。 使用的机械使用的机械粉磨机械粉磨机械3.粉碎粉碎 破碎与粉磨的统称。即用机械破碎与粉磨的统称。即用机械方法或非机械方法（电、热、化、方法或非机械方法（电、热、化、原子等能量）克服固体物料内部的原子等能量）克服固体物料内部的内聚力而将其分裂的过程。内聚力而将其分裂的过程。 使用机械使用机械粉碎机械粉碎机械 本课程仅讨论机械方法。本课程仅讨论机械方法。（例如，生产（例如，生产1吨水泥需

2、要破碎吨水泥需要破碎4吨吨物料）物料）粉碎作业的分类粉碎作业的分类作作业业段段 数数 给料粒度给料粒度 (mm) 产品粒度产品粒度（mm）破破碎碎粗粗 碎碎1500350（露天、井下）（露天、井下）25020中中 碎碎150约约30细细 碎碎250125150.5粉粉磨磨 粗粗 磨磨150.520.1 中中 磨磨20.20.06 超超 细细 磨磨细磨产品细磨产品0.005物料破粉碎的目的意义：物料破粉碎的目的意义： 提高物料表面的活性，即破粉碎之后总表面提高物料表面的活性，即破粉碎之后总表面积增加，提高了物理作用的效果和化学反应的速积增加，提高了物理作用的效果和化学反应的速度；度； 满足制品性

3、状及制造工艺的要求，粉状可满满足制品性状及制造工艺的要求，粉状可满足产品制备的要求，即粉状物料好配合、产品本足产品制备的要求，即粉状物料好配合、产品本身的要求，如水泥；身的要求，如水泥； 均化物料，固体物料混合只有在较小尺寸下均化物料，固体物料混合只有在较小尺寸下才能均匀混合。才能均匀混合。二二.物料的破碎比（粉碎比）物料的破碎比（粉碎比）1.平均破碎比平均破碎比 平均破碎比为物料破碎加工前平均破碎比为物料破碎加工前后的平均粒径之比，即后的平均粒径之比，即产均入均平均ddi均i 平均破碎比能真实反映物料的加工平均破碎比能真实反映物料的加工前后的粒径变化，但操作和计算麻烦。前后的粒径变化，但操作

4、和计算麻烦。2.公称破碎比公称破碎比 公称破碎比为破碎设备的有效公称破碎比为破碎设备的有效入料口与排料口的宽度尺寸之比。入料口与排料口的宽度尺寸之比。公称破碎比计算简单，但误差大。公称破碎比计算简单，但误差大。公ibBi85.0公3.总破碎比总破碎比 总破碎比等于各级破碎比的连总破碎比等于各级破碎比的连乘积。即乘积。即总iniiiii.321总上述破碎比中，平均破碎比多用。上述破碎比中，平均破碎比多用。其中：其中：破碎机，一般破碎机，一般i=36， 反击式反击式i=401000粉磨机械：粉磨机械： i=3001000三三.粒度（径）粒度（径） 表示物料颗粒大小的尺寸称为表示物料颗粒大小的尺寸称

5、为粒径或粒度。粒径或粒度。a.单个颗粒的粒径单个颗粒的粒径 算术平均、调和平均和几何平算术平均、调和平均和几何平均粒径均粒径b.颗粒群的粒径颗粒群的粒径（见教材（见教材p3） 用筛分法计算，式（用筛分法计算，式（1-9）。）。四四.物料的强度、硬度及可碎性物料的强度、硬度及可碎性1.强度强度 粉碎物料的难易程度。粉碎物料的难易程度。 粉碎是通过砸、摔、压、磨等进粉碎是通过砸、摔、压、磨等进行，所以，只有粉碎力大于物料的行，所以，只有粉碎力大于物料的强度极限时物料才能被粉碎。强度极限时物料才能被粉碎。有有抗压强度；抗折强度；抗剪强度；抗压强度；抗折强度；抗剪强度；抗冲击强度等。抗冲击强度等。2.

6、硬度硬度 物料抵抗其硬物物嵌入的能力，即物料抵抗其硬物物嵌入的能力，即粉磨物料的难易程度。一般分为粉磨物料的难易程度。一般分为物料硬度物料硬度物料名称物料名称很软很软石膏、烟煤、褐煤石膏、烟煤、褐煤软软泥灰岩、页岩、粘土质砂岩泥灰岩、页岩、粘土质砂岩中硬中硬石灰岩、白云石、石英质砂石灰岩、白云石、石英质砂岩岩硬硬坚硬石灰石、硬砂岩、石英坚硬石灰石、硬砂岩、石英岩岩很硬很硬花岗岩、玄武岩、硬石英岩花岗岩、玄武岩、硬石英岩3.可碎性、可磨性系数可碎性、可磨性系数可碎（磨）性系数可碎（磨）性系数=该破碎机在同样条件下破磨碎指定矿石生产率该破碎机在同样条件下破磨碎指定矿石生产率/某破碎机破磨碎中硬度矿

7、石（石英）的生产率某破碎机破磨碎中硬度矿石（石英）的生产率 一般来说，物料粒度越细，机械强度越高，一般来说，物料粒度越细，机械强度越高，越难破粉碎，因此，用可碎性系数来定量地考越难破粉碎，因此，用可碎性系数来定量地考虑机械强度对破粉碎的影响。虑机械强度对破粉碎的影响。五五.粉碎方法粉碎方法1.压碎压碎 物料夹在两个相向作用的破碎部件工作面之间，由物料夹在两个相向作用的破碎部件工作面之间，由工作面施加逐渐增大的工作面施加逐渐增大的静压力静压力实现粉碎。即实现粉碎。即压应力大于压应力大于物料的压碎强度即可粉碎。物料的压碎强度即可粉碎。 用于破碎大块硬物料。用于破碎大块硬物料。2.磨碎磨碎 物料夹在

8、两个做水平相对运动的工作面之间，靠运物料夹在两个做水平相对运动的工作面之间，靠运动的工作面对物料的摩擦时所施加的动的工作面对物料的摩擦时所施加的剪切力剪切力、或者靠物、或者靠物料彼此之间摩擦时的剪切作用而使物料粉碎。与此同时，料彼此之间摩擦时的剪切作用而使物料粉碎。与此同时，还应有一定大小的还应有一定大小的挤压力挤压力作用。当作用。当剪力大于物料的剪切剪力大于物料的剪切强度时物料即被粉碎。强度时物料即被粉碎。 用于小块物料的研磨。用于小块物料的研磨。 3.劈碎劈碎 物料置于两个垂直相向的尖棱的工作体之间，物料置于两个垂直相向的尖棱的工作体之间，受相向作用的尖劈楔入，物料因受相向作用的尖劈楔入，

9、物料因张应力张应力而破碎。而破碎。即张应力大于物料的拉伸强度时即可破碎。即张应力大于物料的拉伸强度时即可破碎。 用于脆性物料。用于脆性物料。4.折碎折碎 物料置于两个相向的具有尖棱的工作体之间，物料置于两个相向的具有尖棱的工作体之间，受尖棱的三点弯曲折断作用，物料因受尖棱的三点弯曲折断作用，物料因张应力张应力而破而破碎。即张应力大于物料弯曲的拉压伸强度即可破碎。即张应力大于物料弯曲的拉压伸强度即可破碎。碎。 用于硬脆性物料。用于硬脆性物料。5.击碎击碎 物料受瞬间物料受瞬间冲击力冲击力作用而粉碎，包括高速运作用而粉碎，包括高速运动的工作体（球、锤）的冲击、自重冲击、高速动的工作体（球、锤）的冲

10、击、自重冲击、高速运动的料间冲击、高速运动的物料向固定工作面运动的料间冲击、高速运动的物料向固定工作面的冲击等。的冲击等。 用于破碎脆料。用于破碎脆料。 破碎方法破碎方法通常根据物料决定（性质、尺寸、通常根据物料决定（性质、尺寸、破碎比），一般是几种破碎方法组合使用。其中，破碎比），一般是几种破碎方法组合使用。其中，压碎消耗能量最大，磨碎、劈碎、折断能耗较低，压碎消耗能量最大，磨碎、劈碎、折断能耗较低，冲击能耗最低。冲击能耗最低。 无机非金属材料无机非金属材料的抗压强度最大，抗冲击强的抗压强度最大，抗冲击强度最低。度最低。 六六.破碎机械的类型破碎机械的类型 1.颚式破碎机颚式破碎机 动颚相对

11、于定颚作周期性往复运动，物料在两颚板之动颚相对于定颚作周期性往复运动，物料在两颚板之间被压碎。适用粗、中碎硬质物料或中硬物料。间被压碎。适用粗、中碎硬质物料或中硬物料。 2.圆锥式破碎机圆锥式破碎机 物料在两锥体之间受压力弯曲力作用而破碎。适用于物料在两锥体之间受压力弯曲力作用而破碎。适用于粗、中、细碎硬质物料和中硬质物料。粗、中、细碎硬质物料和中硬质物料。 3.辊式破碎机辊式破碎机 物料在两个作相对旋转的辊筒之间被压碎。适用于中、物料在两个作相对旋转的辊筒之间被压碎。适用于中、细碎中硬质和细碎中硬质和 软质物料。软质物料。 4.锤式破碎机锤式破碎机 物料被快速旋转的锤子所击碎。适用于中、细碎

12、中硬物料被快速旋转的锤子所击碎。适用于中、细碎中硬质物料。质物料。5.反击式破碎机反击式破碎机 物料被高速旋转的转子上刚性固定的打击板击碎。适物料被高速旋转的转子上刚性固定的打击板击碎。适用中、细碎硬质和中硬物料。用中、细碎硬质和中硬物料。 6.轮辗式破碎机轮辗式破碎机 物料在旋转的碾盘上被圆柱形碾轮所压碎和磨碎，同物料在旋转的碾盘上被圆柱形碾轮所压碎和磨碎，同时还有混合作用。适用耐火材料厂粉碎原料。时还有混合作用。适用耐火材料厂粉碎原料。 7.立式冲击破碎机立式冲击破碎机 物料受高速旋转的转子和固定板锤的冲击和挤压作用物料受高速旋转的转子和固定板锤的冲击和挤压作用而破碎成粗粒和细粒，并且撞击

13、到衬板上进一步破碎。而破碎成粗粒和细粒，并且撞击到衬板上进一步破碎。适用于中细碎硬质、中硬的软质和脆性物料。适用于中细碎硬质、中硬的软质和脆性物料。 8.笼式破碎机笼式破碎机 利用两个高速相对回转的笼子对物料进行冲击破碎。利用两个高速相对回转的笼子对物料进行冲击破碎。适用细碎和粗磨脆性及软质物料，多用于玻璃工业。适用细碎和粗磨脆性及软质物料，多用于玻璃工业。七七.破粉碎理论破粉碎理论 1.表面积理论表面积理论 1867年，由雷廷智（年，由雷廷智（Rittinger,P,R.)提出，提出，他认为物料的破粉碎过程是物料变面积增加的过他认为物料的破粉碎过程是物料变面积增加的过程。接近粉磨作业。程。接

14、近粉磨作业。 2.体积理论体积理论 1874和和1885基尔比切夫和基克先后提出，基尔比切夫和基克先后提出，他们认为在相同的技术条件下，将几何形状相似他们认为在相同的技术条件下，将几何形状相似之物料粉碎成形状相似的产品时，所消耗能量与之物料粉碎成形状相似的产品时，所消耗能量与其体积或质量成正比。即物料体积变形使物料被其体积或质量成正比。即物料体积变形使物料被粉碎。粉碎。3.裂缝假说裂缝假说 1952年邦德提出裂纹理论，认为物年邦德提出裂纹理论，认为物料粉碎过程功耗与物料在粉碎期间所生料粉碎过程功耗与物料在粉碎期间所生成的裂纹总长度成正比，亦即与物料的成的裂纹总长度成正比，亦即与物料的直径或边长

15、的平方根成反比。直径或边长的平方根成反比。 裂纹理论适用于破碎裂纹理论适用于破碎i粉磨各过程，粉磨各过程，但不同的过程其物性系数取值不同。但不同的过程其物性系数取值不同。 4.物料破粉碎的影响因素物料破粉碎的影响因素物料特性：物料特性： 物料破粉碎的难易程度称为易碎性。物料易物料破粉碎的难易程度称为易碎性。物料易碎性与其强度、硬度、密度、结构均匀度、烧结碎性与其强度、硬度、密度、结构均匀度、烧结程度、含水量、外观形状、粒径等因素有关，但程度、含水量、外观形状、粒径等因素有关，但物料强度是决定物料破碎难易程度的决定因素，物料强度是决定物料破碎难易程度的决定因素，硬度是主要因素硬度是主要因素，强度

16、和硬度都大的物料是较难，强度和硬度都大的物料是较难破粉碎的；硬度大而强度小的物料与强度大硬度破粉碎的；硬度大而强度小的物料与强度大硬度小的物料比较表现为易破碎，难粉磨；反之亦然。小的物料比较表现为易破碎，难粉磨；反之亦然。 破粉碎方式：破粉碎方式： 一般来说，片状物料易折断和劈碎；一般来说，片状物料易折断和劈碎； 湿、软、粘物料易劈碎和磨碎；湿、软、粘物料易劈碎和磨碎； 其它性质物料用击碎、折断。其它性质物料用击碎、折断。工艺方法：工艺方法： 工艺方法指物料破粉碎工艺流程和工艺方工艺方法指物料破粉碎工艺流程和工艺方法。常用的工艺流程有开路和闭路（教材法。常用的工艺流程有开路和闭路（教材P12、13）。）。 开路流程开路流程-在破粉碎作业中，物料一次通在破粉碎作业中，物料一次通过机械后即为成品。过机械后即为成品。 闭路流程闭路流程-物料第一次出机后经过分级设物料第一次出机后经过分级设备选出成品，而使粗粒返回机内再次破粉碎。备选出成品，而使粗粒返回机内再次破粉碎。工艺方法：工艺方法： 在破粉碎过程中加水，可以减少能量消在破粉碎过程中加水，可以减少能量消耗。耗。 干法干法-在物料破粉碎过程中