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第1章 绪论(破碎机械概述)
1.1破碎机械用途及破碎理论 1.1.1破碎机械概念
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。
1.1.2破碎机械用途
破碎机械是原料、材料、燃料、电力和钢铁等基础工业部门生产过程中的主要设备之一。在矿山工程和建设工程上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使之成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的尺寸，以便进行进一步加工操作。 通常的破碎过程有粗碎、中碎、细碎三种，其入粒度和出粒度如表1-1所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。
类别 粗碎 中碎 细碎 入料粒度 300～900 100～350 50～100 出料粒度 100～350 20～100 5～15 表1-1 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）
制备水凝、石灰时，细碎后的物料，还需要进一步粉末。按照粉磨程度，可分为粗磨、细磨、超细磨三种。
粗磨，物料粉磨到0.1mm左右 细磨，物料粉磨到60um左右 超细磨，物料粉磨到5um左右
粉磨
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所采用的粉磨机相应地有粗磨机、细磨机和超细磨机三种。
在加工过程中，破碎机的效率比粉磨机高得多，先破碎再洗磨，能显著地提高加工效率，也降低电能消耗。
工业上常用物料破碎前的平均粒度D与破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）。破碎比是破碎机主要参数之一。
i=D/d
为更简易地表示物料破碎程度和比较各种破碎机的主要性能，也可以用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为标称破碎比。
在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸一般总是小于容许的最大进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于标称破碎比的0.7～0.9。
每种破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是 i=3～30。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机串连加工，称为多级破碎。多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比i0，如果各级破碎的破碎比各是i1、i2、……in,则总破碎比i0为
i0=i1i2i3……in
1.1.3破碎理论
各种矿石的机械性能是各不相同的，如表1-2所示，然而矿石的抗压强度均大于其抗弯强度或抗拉强度。
矿石性质 矿石种类 煤 方铅矿 菱铁矿 无烟煤 闪锌矿 疏松石灰石 压碎强度极限2δBkg/cm 20～40 45 70 90 100 400 500～1300 820 1065 普氏硬度系数f 表1-2 各种矿石的物理机械性能
软矿石 2～4 致密石灰石 低于中硬矿石 褐铁矿 磁铁矿 6～10
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矿石性质 矿石种类 花岗岩 纯褐铁矿 正长石 大理石 致密砂岩 半假象赤铁矿 灰绿岩 闪长石 片麻岩 石英岩 闪长岩 班岩 铜矿石 铁磁铁矿 玄武岩 花岗长英岩 压碎强度极限2δBkg/cm 1200～1500 1250 1250～1560 500～1500 1600 1580～1955 1800～2400 2000 1720～2200 1980～2180 1800～2400 1530～2800 1500～2800 2340 2000～300 3500 普氏硬度系数f 中硬矿石 12～15 高于中硬矿石 15～18 极硬矿石 18～20
目前，在工程上采用的破碎和磨碎方法，主要是借助机械的作用力。最常见的有以下几种类型。
1）挤压破碎 如图1-1所示，是利用两破碎工作面靠近时对物料施加压力，使其破碎作用力逐渐加大。
图1-1
2）劈裂破碎 如图1-2所示，是利用尖齿楔入物料时产生的劈力，力的作用较为集中，使物料沿劈裂面破碎成两块，并在劈力作用点处产生局部破碎。
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图1-2
3）折断或弯曲破碎 如图1-3所示，在破碎工作面之间的物料，如同承受集中负荷两支点（或多支点）梁。除在作用点处受劈力之外，主要是使物料受弯曲力而破碎。
图1-3
4）磨碎 如图1-4所示，它是破碎工作面在物料上相对滑动，对物料施加剪切力。这种力作用于物料的表面部分，因此适用于细物料的磨碎。
图1-4
5）冲击破碎 如图1-5所示，冲击力瞬时作用于物料上，物料急剧粉碎。
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破碎、磨碎机械，往往是以一种方法为主，以其他一种或两种方法为辅来破碎物料。
图1-5
现有的破碎理论，均有一定的局限性，没有完全地解释矿石破碎的实质。同时，也未总结出适用于工业生产，能切实指导生产实践的数学理论。目前，比较主要的几种破碎理论是：面积假说、体积假说和裂缝假说。
面积假说：破碎物料时消耗的功（W）与被破碎物料所增加的表面积（S）成正比。应用本假说只有在脆性物料的细磨过程中才能得出与实际相近的结果。
体积假说：把物料破碎成几何形状相似的小颗粒，所需功耗与被破碎物料的体积或重量成正比。此假说对于弹性或脆性物料，在粗碎或中碎时，计算结果比较接近实际。
裂缝假说：此种假说介于前两种假说之间，又称为第三破碎理论。
破碎机械所施加的机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。
1.2破碎机械的分类和运用范围 1.2.1分类
根据机械的工作原理和结构特征，目前在工业生产上广泛使用的破碎机械有：颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机等。
粉磨机械常用的类型有：球磨机、棒磨机、振动磨机、无介质磨机、喷射式磨机等，它们的总破碎比可达1000以上。
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破碎机结构设计
