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1、,无机非金属材料机械及设备,第一章 粉碎机械,1.1概述,一、粉碎过程,1 粉碎概念,固体物料在外力作用下，克服分子间的内聚力，使其碎裂的过程,2 粉碎的目的和意义,1.1概述（一）粉碎过程,(1)、提高物料的流动性，便于输送和储存。,(2)、便于物料的均化，提高物料的均匀性。,(3)、增加物料的比表面积，可促进物理化学反应速度。,3 分类,1.1概述（一）粉碎过程,4、粉碎比（基本技术经济指标）,1.1概述（一）粉碎过程,物料粉碎前的尺寸D与粉碎后的尺寸d之比来说明粉碎过程中物料尺寸变化情况。比值i称为粉碎度（或称粉碎比）,（1）平均粉碎比,1.1概述（一）粉碎过程,（2）公称粉碎比,:破碎
2、机的最大进料口宽度,:破碎机的最大出料口宽度,破碎机械的破碎比为330；粉磨机械的粉碎比为500100,1.1概述（一）粉碎过程,（3）多极粉碎比,接连使用多台破碎机的过程称为多极粉碎,破碎机串联的台数称为破碎极数,总破碎比,（4）单位电耗,要评价一台粉碎机械的优劣，应同时比较单位电耗和粉碎比的大 小,二 粉碎方法,1.1概述（二）粉碎方法,1、挤压法（压碎）,2、冲击法（击碎）,适用于硬质和大块物料的粗、中碎,适用破碎脆性物料,3、磨剥法（磨碎）,4、劈裂法 劈碎,1.1概述（二）粉碎方法,适用于韧性物料和小块物料,适用于破碎脆性物料,5、折断,1.1概述（二）粉碎方法,粉碎方法应根据物料的
3、性质、粒度和粉碎比等来选择。,适用于破碎硬脆性物料,三 粉碎系统,1.1概述（三）粉碎系统,粉碎系统包括粉碎级数和破碎系统中每级中的流程两个方面。,1 粉碎系统的级数主要决定于物料要求的粉碎度和粉碎机的类型。,力求减少粉碎级数,开路（开流）系统,1.1概述（三）粉碎系统,2 粉碎流程,优点：工艺流程简单设备少、投资小维护管理简单,缺点：过粉碎现象 弹性衬垫、磨机的生产能力下降，使产品粒度不均匀，效率低,闭路（圈流）系统,1.1概述（三）粉碎系统,2 粉碎流程,优点：产品粒度较均匀破碎效率高,缺点：工艺流程复杂、设备多、一次性投资大、维护管理要求高,四 物料的易碎性,1.1概述（四）物料的易碎性
4、,破碎难易的决定因素是物料的强度,粉磨难易的决定因素是物料的硬度,相对易碎系数,粉碎物料的难易程度称为易碎性,定义,易碎系数越大越容易粉碎,五 粉碎产品的粒度特征,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,1 粒径表示方法,粉碎产品颗粒群，最重要的粒度特征是平均粒度和粒度分布,粒径：表示颗粒大小的尺寸,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,（1）单个颗粒的粒径,1）统计粒径,2）当量粒径,算术平均值,几何平均值,调和平均值,等沉降速粒径,等体积粒径,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,（2）颗粒群的平均粒径,当固体颗粒较大（一般为120mm）而可以一粒一粒拣起来时，采集有代表性试样50100粒，并称量
5、，则其平均粒径可用下式求得：,当固体颗粒相当细小，而不能一粒粒地拣起时（如水泥、矾土、白土等），可以作筛析法求其平均粒径。,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,筛析法:,筛析法是采集一定量（约50100g）的代表试样，用套筛将物料分成若干狭窄粒级,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,2 粉碎产品的粒度组成,在一批物料中，各粒级颗粒的相对质量数值，称为这种物料的颗粒组成（或称粒度特性）。,粒度累积分布曲线图,纵轴表示大于或小于某粒径的累积百分数,横轴表示相应的粒径（或筛孔尺寸）,所描绘的曲线称为粒度累积分布曲线,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,2 粉碎产品的粒度组成,破碎产品特征曲线 1难碎
6、性矿物；2中等可碎性矿物；3易碎性矿物,1.1概述（五）粉碎产品的粒度特征,2 粉碎产品的粒度组成,相对百分频度分布曲线,纵轴表示一定的粒径等差间隔范围内颗粒百分含量,横轴表示相应的粒径（或筛孔尺寸）,所作得的曲线称为相对百分频度分布曲线（或称微分曲线）,六 粉碎理论,1.1概述（六）粉碎理论,1 表面理论,内容：粉碎物料所消耗的能量与粉碎过程中新增加的表面积成正比,物理基础：任何物质的分子之间有恒定的分子引力,数学表达式：,适用范围：粉碎比大、新生表面积多的物料的粉磨过程,1.1概述（六）粉碎理论,2 体积理论,内容：在相同技术条件下，使几何相似的同类物体的形状发生同一变化所需的功，与物料的
7、体积或质量成正比,物理基础：把物体的粉碎当成弹性体的变形,数学表达式：,适用范围：粗大物料的粉碎过程，尤其是粗碎作业，可近似地计算粗碎和中碎时能量消耗,1.1概述（六）粉碎理论,3 裂纹理论,内容：粉碎物料所需要的功与粉碎时所生成的裂纹总长度成正比,数学表达式：,适用范围：更切合实际地解释了物料破坏的实质，能普遍适用于各个粉碎阶段而不致导致重大误差,4 粉碎功的综合公式,1.1概述（六）粉碎理论,例:某台粉碎机将平均直径为25mm的物料粉碎到平均直径等于6mm时，经实际测定单位电耗为1.85 KW.h/t，再将平均直径为6mm的这种物料粉碎到平均直径为2.5mm，单位电耗为2.41 KW.h/
8、t，如果将平均直径为2.5mm的这种物料粉碎到平均直径为 0.25mm时，单位电耗为多少？,1.1概述（六）粉碎理论,粉碎单位质量的物料所需的功为,根据第一种粉碎情况：,根据第二种粉碎情况：,1.1概述（六）粉碎理论,两式相除得,1.1概述（六）粉碎理论,尝试误差法,n-=1.7 比值=0.752,适用于本题的公式为,单位电耗,第一章 粉碎机械,1.2 颚式破碎机,应用：粗碎和中碎机械,破碎石灰石、石英、长石、水泥熟料、石膏、砂岩等。,一 鄂式破碎机的工作原理及类型,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,1 鄂式破碎机的工作原理,鄂式破碎机的工作原理示意图,挤压法冲击法劈裂法,加入到鄂式破碎机
9、破碎腔（由固定鄂板和活动鄂板组成的固定空间）中的物料，由于活动鄂板作周期性的往复运动，当活动鄂板靠近固定鄂板时，物料受到挤压和劈裂作用而破碎（出还有部分击碎和研磨），当活动鄂板离开固定鄂板时，已被粉碎到小于排料口的物料，靠自重从排料口排出。位于破碎腔上还未完全破碎的物料，也随之落到破碎腔下部，再次受到鄂板的挤压作用而破碎。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,2鄂式破碎机的类型,按活动鄂板的运动特征（运动轨迹）来进行分类,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,（1）简单摆动颚式破碎机 图2.1(a),运动轨迹：活动颚上各点的运动轨迹都呈弧线，运动轨迹
10、比较简单,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,上部水平行程为下部的0.5倍，下端为s，上端为0.5s,垂直位移上端为0.15s，下端为0.3s,以压碎和击碎的方式工作，物料粒度不均匀，破碎效率较低，过粉碎小，鄂板磨损小。制成大、中型破碎机，用于大块坚硬物料的粗、中碎，破碎比为3-5，颗粒多为片状。,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,(2)复杂摆动颚式破碎机（图2.1(b)）,复杂摆动颚式破碎机上部水平行程为下部的1.5倍,垂直位移上部为2.5s、下部为3s,当颚板压住物料时，活动颚板要部分地与物料一起作向下运动，从而加速了出料速度，提高了生产能力。活
11、动颚上部的水平摆动量大于下部，所以大块物料容易在上部得到破碎，整个颚板工作面受力较均匀，符合破碎原理，也有利生产能力的提高。实践证明，相同规格复杂摆动颚式破碎机比简单摆动颚式破碎机生产能力高20%30%。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,复杂摆动颚式破碎机特点：,活动颚下端有很大的向下垂直动力，这样不但能促使排料，而且能将已破碎的物料反复地翻转，并以立方体形状块粒卸出。大大减小了像简摆鄂式破碎机所产生的片状产品的现象。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,在破碎腔中矿石除受到颚板的挤压和弯曲作用外，还有
12、要受到部分的磨剥作用，加剧了物料的过粉碎现象 增加了能量消耗，产生粉尘较大。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,活动颚受到的巨大挤压力，部分作用到偏心轴和轴承上。特别是大型复杂摆动颚式破碎机的作用力是很大的，这对破碎机结构和操作带来不良的影响。适合于制成中、小型，破碎中硬性物料，也可破碎稍湿的物料，破碎比为10左右。,复杂摆动颚式破碎机：以挤压法和磨剥法的方式工作，效率高，比简单摆动式高20-30%，颗粒多为立方体，但鄂板磨损大，易过粉碎，能耗比较大。其结构简单，紧凑，轻便，在耐火材料行业中应用较广。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.
13、2颚式破碎机（一）工作原理及类型,3 鄂式破碎机的规格：,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（一）工作原理及类型,用进料口宽度B(mm)和长度L(mm)来表示。例：9001200颚式破碎机。,分别以PEJ和PEF表使简摆型和复摆型 用P-破碎机，E-鄂式，F-复杂摆动式，J-简单摆动式,进料口宽度600mm 为大型进料口宽度300600mm 为中型进料口宽度300mm 为小型,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（二）工作参数的确定,二工作参数的确定,1钳角,鄂式破碎机动鄂和定鄂间的夹角称为钳角。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚
14、式破碎机（二）工作参数的确定,二工作参数的确定,2 偏心轴的转速,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（三）性能及应用,三 性能及应用,破碎比：鄂式破碎机的破碎比是不大的。简摆鄂式破碎机破碎比一般为35，复杂摆动鄂式破碎机则偏高些。另外，破碎比的大小和进料块度有很大的关系，当进料中大块物料所占的百分数高时，破碎比增加；钳角增加（保证物料不被挤出），破碎比增加；鄂板长度增加，破碎比增加。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（三）性能及应用,三性能及应用,给料粒度：鄂式破碎机在工作时，为了有效地夹住物料并加以破碎，最大给料粒度应比破碎机进料口的宽度小1
15、525%。复杂摆动鄂式破碎机最大给料粒度是进料口宽度的85%；简摆鄂式破碎机则取进料口宽度的75%。鄂式破碎机在破碎湿粘物料时，会使生产能力下降，甚至会发生堵塞现象。在破碎干片状物料时，片状物料能顺鄂板宽度方向通过而过不到破碎目的，以及造成出料溜子或下级破碎机进料口堵塞。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（三）性能及应用,三性能及应用,鄂式破碎机的产品粒度特征：影响产品粒度的因素有，出料口尺寸，物料性质（强度），进料粒度。易碎、中等可碎和难碎性物料经破碎后，产品中大于排料口尺寸的颗粒含量分别达到14%、27%和38%，其中破碎产品中最大粒度为排料口尺寸的1.4倍、1.6倍及1.75倍。在鄂式破碎机的选型和考虑下一步工序时，要特别注意。,1.1概述（一）,1.2颚式破碎机（一）,1.2颚式破碎机（三）性能及应用,三性能及应用,鄂式破碎机破碎产品特征曲线 1难碎性矿物；2中等可碎性矿物；3易碎性矿物,
