金屬粉碎理論概述及粉碎設(shè)備

物料受外部壓力作用時會產(chǎn)生壓縮變形，造成內(nèi)部 應(yīng)力集中;當(dāng)應(yīng)力達到顆粒在某一最弱軸向上的破壞應(yīng) 力時，該顆粒就會在該軸向發(fā)生碎裂和粉碎行為。 破碎的形式一般有壓碎、劈裂、折斷、磨碎等，如圖3 所示。 無論是哪一種形式的破碎，都需要在外力的作用 下，在作用力有效方向上有一個行程，方可使物料產(chǎn)生 破裂，直至破碎。

破碎的過程是不會自動發(fā)生的，必須有外力對物料 做功。當(dāng)外力對物料做功使它破碎時，物料的潛能也由 于此功的轉(zhuǎn)化而增加。已有許多粉碎理論闡述物料粉 碎機理，闡明破碎過程的輸人功與破碎前后物料的潛能 變化之間的關(guān)系。

著名的三大功耗理淪學(xué)說是:

(1)表面積學(xué)說。1867年，R. Y. Rittingcr提出破 碎所需能量直接與增加的表面積成正比，建立了粉碎耗 功的表面積學(xué)說。

(2)體積學(xué)說。1883年， F. Kick提出幾何上相似 的物體在同樣工藝狀態(tài)下發(fā)生的類似變化所需的能量 與這些物體的體積或質(zhì)量成正比，并根據(jù)此論點，建立 了粉碎耗功的體積學(xué)說。

(3)裂縫學(xué)說。1952年，F(xiàn). C. Bond提出，破碎礦 石時，外力所做的功首先使物體發(fā)生變形，一，.局部變 形超過臨界點，即生成垂直于表面的裂口。裂口形成 后，儲藏在物體內(nèi)的變形能使裂口擴展而生成斷面。輸 入功的有用部分轉(zhuǎn)化為新生表面上的表面能，其他部分 則因摩擦而成為熱損失。因此，破碎礦石所需的功，應(yīng) 當(dāng)考慮變形能和表面能兩項，此即為裂縫學(xué)說。

以卜各學(xué)說綜合起來看，各自代表了粉碎過程的一 個階段，即斷裂形成新表而階段(表面積學(xué)說)、彈性變 形階段(體積學(xué)說)和開裂與裂縫擴展階段(裂縫學(xué)說)。 根據(jù)三大功耗理論學(xué)說而研制出的粉碎設(shè)備有W式破 碎機、圓錐破碎機、磨礦機等。

(4)層壓學(xué)說。層壓粉碎理論是20世紀(jì)中期出現(xiàn) 的，是當(dāng)今粉碎工程領(lǐng)域中最新的、最為實用的粉碎機 械技術(shù)之一，是對三大傳統(tǒng)粉碎理淪的綜合繼承和發(fā) 展。

層壓粉碎理論的中心內(nèi)容是:眾多顆粒聚集在一 起，受到外界載荷作用而產(chǎn)生粉碎，粉碎過程中單個顆 粒所受到的接觸力來自相鄰的其他顆粒或外界的施力 體。由于外界的施力是對整個顆粒群體的，因而料層粉 碎的機理與單顆粒粉碎不盡相同。

在粉碎領(lǐng)域使用的粉磨機械，在實現(xiàn)物料的粉碎中 都含有料層粉碎的性質(zhì)。根據(jù)層壓粉碎理論研制的設(shè) 備有，1985年德國Polrsius公司設(shè)計制造的高壓輥磨機; 前蘇聯(lián)研制的離心慣性圓錐破碎機;英國和日本研制的 帶有弧線型“平行區(qū)”的細碎領(lǐng)式破碎機等

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