第3章 材料的粉碎机理
粉碎机的工作原理概述
粉碎机的工作原理概述
粉碎机是利用机械力来把物料粉碎成细小粒度的设备,主要由粉碎机构、传动机构、电机三大部分组成,其工作原理如下:
1. 电机驱动转矩
电机通过带动粉碎转子旋转,提供所需的机械能和转矩,是整台设备的动力来源。
2. 传动机构传递动力
从电机出来的动力需要经过减速机构减速后再传到粉碎转子,带动其旋转。
减速机构提高转矩,减低转速。
3. 粉碎机构粉碎物料
粉碎机构包括定子和高速旋转的转子,原料从供料口进入,在高速转动的转子与定子之间进行粉碎。
4. 冲击作用
转子高速旋转时给物料造成强大的离心加速度和离心力,使原料mutual冲击碎裂。
5. 剪切作用
转子表面刀片或锤头与定子间形成剪切间隙,原料通过间隙时承受剪切力粉碎。
6. 压研作用
原料在转子和定子间通过多次压碎、研磨作用逐渐成细粉末状。
7. 筛分分类
粉碎后物料可通过筛分获得不同粒径产物,实现分类利用。
8. 循环操作
未达标准的较大颗粒可再次进入粉碎区继续粉碎,直至全部符合粒度要求。
药学专业知识重点：粉碎
药学专业知识重点：粉碎粉碎是将大块物料破裂成较小的颗粒或粉末的操作过程。
目的：减削粒径、增加比表面积粉碎的意义在于：①细粉有利于固体药物的溶解和汲取，可以提高难溶性药物的生物利用度;②细粉有利于固体制剂中各成分的混合匀称，混合度与各成分的粒径有关;③有利于提高固体药物在液体、半固体、气体中的分散性，提高制剂质量与药效;④有助于从自然药物中提取有效成分等。
(2) 粉碎机理及方法①粉碎机理粉碎过程主要依靠外加机械力的作用破坏物质分子间的内聚力来实现。
②粉碎方法粉碎方法可以依据物料粉碎时的状态、组成、环境条件、分散方法等不同分为：干法粉碎、湿法粉碎、单独粉碎、混合粉碎、低温粉碎、流能粉碎等，较常用的方法是干法粉碎和湿法粉碎;干法粉碎是将药物干燥到肯定程度(一般是使水分小于5%)后粉碎的方法，而湿法粉碎是指在药物粉末中加入适量的水或其他液体再研磨粉碎的方法，这样“加液研磨法”可以降低药物粉末之间的相互吸附与聚集，提高粉碎的效果。
依据被粉碎物料的性质、产品粒度的要求以及粉碎设备等不同条件分为：A、闭塞粉碎与自由粉碎闭塞粉碎是在粉碎过程中，已达到粉碎要求的粉末不能实时排出而继续和粗粒一起重复粉碎的操作。
常用于小规模的间歇操作。
自由粉碎是在粉碎过程中已达到粉碎粒度要求的粉末能实时排出而不影响粗粒的继续粉碎的操作。
常用于连续操作。
B、开路粉碎与循环粉碎开路粉碎是连续把粉碎物料供应粉碎机的'同时不断地从粉碎机中把已粉碎的细物料取出的操作。
适合于粗碎或粒度要求不高的粉碎。
循环粉碎是使粗颗粒重新返回到粉碎机反复粉碎的操作。
适合于粒度要求比较高的粉碎。
C、干法粉碎与湿法粉碎干法粉碎是使物料处于干燥状态下进行粉碎的操作。
在药品生产中多采纳干法粉碎。
湿法粉碎是指在药物中加入适量的水或其它液体进行研磨的方法。
D、低温粉碎是利用物料在低温时脆性增加、韧性与延伸性降低的性质以提高粉碎效果的方法。
E、混合粉碎两种以上的物料一起粉碎的操作叫混合粉碎。
水泥生产粉碎过程装备-基础理论知识
概念第一章粉碎概述1、粉碎用机械方法或非机械方法（电能、热能、原子能、化学能等）克服物料内部的内聚力而将其分裂的过程，称为粉碎。
2、粉碎比粉碎比系指粉碎前物料粒径（D）和粉碎后物料粒径（d）之比值，即为i=D/d。
常见的粉碎方法(1) 压碎(2) 冲击(3) 磨碎(4) 劈碎(5) 折断粉碎理论粉碎理论主要是研究物料的粉碎机理以及在粉碎过程中的能量消耗问题。
(1)表面积假说认为：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。
(2)体积假说认为：在相同技术条件下，将几何形状相似的同类物料粉碎成几何形状也相似的产品时，粉碎消耗的能量与被粉碎物料的体积或质量成正比。
(3)邦德理论的内容是：粉碎物料所消耗的能量与新产生的颗粒直径或边长的平方根成反比。
第二章颚式破碎机颚式破碎机通常是按动颚运动特性来进行分类，主要有：简单摆动式、复杂摆动式、组合摆动式三类。
（1）简单摆动颚式破碎机（图2.1(a)）简单摆动颚式破碎机破碎比为3～6，一般做成大、中型，用作粗碎机。
(2) 复杂摆动颚式破碎机（图2.1(b)）复杂摆动颚式破碎机一般制成中、小型，破碎比可达到10。
从分析复杂摆动颚式破碎机活动颚运动特点可知：①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。
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%。
②活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。
③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。
④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。
颚式破碎机的规格用进料口宽度B(mm)和长度L(mm)来表示。
第三章 粉碎原理与设备
2.特点
优点：效率高；粒径分布均匀；可实现连续化生产； 粉碎温度易调节；操作样式可采用完全封闭，改善工 作环境，或填充惰性气体，用于易燃、易爆、易氧化 的固体物料粉碎；操作方便，易于维修。
缺点：噪声大
五、流能磨
1.流能磨又称气流粉碎机、气流磨 2.粉碎原理：利用高速气流喷出时形成的强
4.粉碎的作用力：包括截切、挤压、撞击及 劈裂等。
5.粉碎规则：保持药物的组成和药理作用不 变；粉碎至需要粒度大小，不过度粉碎；难 以粉碎部分，不随意丢弃；毒性或刺激性较 强的药物粉碎中注意劳动保护与环境安全。
三、粉碎方法：干法粉碎和湿法粉碎
1.干法粉碎：是指药物经过适当干燥处理， 使达到一定的含水量再粉碎的方法。注意干 燥过程中，温度不宜过高，易风化药物应避 免失失水。
2.种类
2.1操作状态：干法球磨机和湿法球磨机、间隙球磨机 和连续球磨机。
2.2筒体长径比：短球磨机（L/D﹤2）、中长球磨机（ L/D=3）、长球磨机（又称管磨机） （L/D﹥4）。
2.3研磨介质种类：球磨机（钢球）、棒磨机（2-4个仓 ）、石磨（卵石、砾石等）。
2.4卸料方式：尾端卸料式球磨机和中央式球磨机。
结构：进料装置、气流分配室、气流喷嘴、 粉碎分级室、成品收集器和废气排出管等。
循环管式气流磨：
又称跑道式气流粉碎机。 结构 与工作原理
工作原理:
物料经加料器由汾丘里喷嘴送入粉碎区，气流经一组研 磨喷嘴喷入不等径变曲率的跑道形循环管式粉碎室，并 加速颗粒使之相互冲击、空气碰撞、摩擦而粉碎。气流 旋流携带被粉碎的颗粒，沿上行管向上运动进入分级区 ，在分级区，由于离心力场的作用与分级区轮廓的配合 ，使密集的颗粒流分流，细粒在内层经分级器分级后排 出，作为成品捕集；粗粒在外层沿下行管返回继续循环 粉碎。
食品工程原理第3章 粉碎与混合
2、劈碎 用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压物料时，由于劈 裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限，物料沿 压力作用线的方向被劈碎
第一节
粉碎与筛分
一．粉碎能耗
（一）粉碎力与粉碎方式
3、折断 折断被粉碎物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁 。当物料内的弯曲应力达到物料的弯曲强度极限时就被折 断。此法多用于硬、脆性大的块状或条状物料的粉碎，如 豆饼、玉米穗等的粉碎。
第三章 粉碎与混合
第一节 粉碎与筛分 一、粉碎能耗
二、粉碎过程的颗粒变化 三、筛分
第二节 混合
一、混合的基本理论 二、液体介质的搅拌混合 三、高粘度浆体和塑性固体的混合 四、固体粒子的混合
第三章 粉碎与混合
第三节 乳化 第四节 粉碎与混合原理在食品工业中的应用
一、粉碎设备 二、混合设备 三、乳化设备
（3）物料粉碎后发生变化消耗的能量，如形成新的表面，增加表面积 消耗的表面能，产生表面活性点、表面形成无定形层等结构变化 消耗的能量，以及晶体结构变化消耗的能量等。
第一节
粉碎与筛分
一．粉碎能耗
（二）粉碎能耗假说
2、粉碎能耗法则 物料粉碎过程中的能量消耗是巨大的，然而要精确的计算物 料粉碎所需的最小能量并不容易，目前常用的能耗假说都基 于这样一个假设：固体颗粒的粒度d发生微小变化-d(d)时所 需的能量dE是粒度的函数。这个假说的能耗计算通式为 ：
第二节
混合
二．液体介质的搅拌混合
（三）液体搅拌时的流动特性及功率消耗
2.功率曲线
混合器的型式、搅拌器的转速、物料的性质等都能影响搅拌器输入到混合系 统中的功率，即叶轮功率，这是选择电机功率的重要依据，同时也可作为混 合程度和运动状态的度量。搅拌功率N与叶轮直径d，转速n，液体的密度ρ、 黏度μ，重力加速度g等主要因素有关。即：
第3章 粉碎理论及设备
四、性能特点： 颚式破碎机的构造简单，工作可靠，适用范 围广泛，操作维护方便，设备费用低，破碎能力 大，适宜石灰石、砂岩等块状硬质物料的粗碎、 中碎。 颚破机的规格是用进料口的宽度B乘长度L表 示。例如PJ（F）900mm×1200mm，表示其 型号为简单(复杂)摆动颚式破碎机，进料口宽度 为900mm、长度为1200mm。 颚式破碎机破碎比较小，往往不能单独使用 ， 需要二级破碎。
二、粉碎比 粉碎前后物料粒径的比值。 破碎作业：破碎比 名义破碎比：i=0.85B/b B－破碎机入料口宽度，mm b－破碎机排料口宽度，mm
三、粉碎理论 1.物料粉碎过程机理 在粉碎过程中，如果施加的力超过了物料强度 极限，则物料就破裂；如果施加的力没有超过物 料强度极限，则物料被压缩作弹性形变，撤去施 加力后物料将保持原有形状而未被粉碎。但这时 大块物料内部生成了若干裂缝或原有裂缝扩展， 产生许多强度薄弱面；或在局部应力集中，这时 继续施加的力的大小即使没有增加也会使原来未 被粉碎的大块颗粒破裂成较小的颗粒。
4. 功率 颚破机的功率可采用经验公式计算： a. N=CLB 式中：N－破碎机的轴功率，千瓦 L· B－入料口的长度和宽度，cm C－与进料口有关的系数，见下表
破碎机规格（mm） C值
小于250×400
250×400～900×1200 大于900×1200
1/60
1/100 1/120
b. N=1.13925×10-4bD 式中：N－破碎机的轴功率，KW b－动颚板的宽度，mm D－喂入物料的最大粒度，mm 上述计算结果都是颚式破碎机的轴功率，在 选配电机时应增大10～15％，以克服喂料中发生 的不正常情况。
tga n 470 s
一般对于破碎坚硬物料，转速应取小些，脆 性物料取大些；对于大尺寸的破碎机，转速应适 当降低，以减小惯性振动，节省动力消耗。
粉碎的工作原理
粉碎的工作原理
粉碎机的工作原理是通过将物体放入粉碎机内部，使其受到高速旋转的刀片或锤头的冲击、剪切和摩擦力，从而将物体分解成小块或细粉。
具体来说，粉碎机通常由进料口、破碎室和出料口组成。
当物体通过进料口进入破碎室时，刀片或锤头开始高速旋转。
这些刀片或锤头以极高的速度撞击物体，并以剪切和摩擦力将其破碎。
在这个过程中，物体会因为受到冲击力而断裂成较小的块状物。
随着刀片或锤头的不断旋转和撞击，物体将被进一步破碎。
最终，经过破碎的物体会通过出料口排出。
不同类型的粉碎机可能还会配备筛网或风选装置，以使得粉碎后的物体达到所需的粒度。
总而言之，粉碎机通过刀片或锤头的高速旋转和撞击作用，将物体分解成小块或细粉，实现粉碎的目的。
粉碎方法和粉碎理论
粉碎方法和粉碎理论（一）粉碎方法在饲料加工过程中，对于谷物和饼粕等饲料，常用击碎、磨碎、压碎与劈碎的方式将其粉碎a. 击碎粉碎——物料在瞬间受到外来的冲击而粉碎，它对于粉碎脆性物料最为有利，因其适应性广、生产率高，在饲料厂广泛被应用。
b. 磨碎——物料与运动的表面之间受一定的压力和剪切力作用，当剪应力达到物料的剪切强度极限时物料被破碎。
c. 压碎——物料置于两个粉碎面之间，施加压力后粉料因压应力达到其抗压强度极限而被粉碎，所以粉碎效果较好。
d.e 锯切碎——用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压物料时，物料沿压力作用线的方向劈裂，当劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限时物料破碎。
（二）物料的力学性质物料的力学性质与所要选择的粉碎方式有很大的关系。
根据物料应变与应力的关系，以及极限应力的不同，其力学性质包括以下5种：a. 强度——物料的强度是指其对外力的抵抗能力。
通常以材料破坏时单位面积上所受的力即或Pa来表示，按受力破坏的方式不同，可分为压缩强度、拉伸强度、扭曲强度、弯曲强度和剪切强度等。
b. 硬度——硬度表示物料抵抗其它物料刻划或压入其表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量。
c. 脆性——脆性是与塑性相反的一种性质，从变形方面看，脆性材料受力破坏时直到断裂前只出现极小的弹性变形，而不出现塑性变形，因此其极限强度一般不超过弹性极限。
d. 韧性——材料的韧性是指在外力的作用下，塑性变形过程中吸收能量的能力。
吸收能量越大，韧性越好，反之亦然。
e. 易磨（碎）性——仅用强度和硬度还不足以全面精确地表示材料粉碎的难易程度，因为粉碎过程除决定于材料物理性能外，还受物料粒度、粒形、粉碎方法等诸多因素的影响。
所谓易碎性即在一定粉碎条件下将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需要的功耗比。
对一种具体的物料来说，上述5种力学特性之间有内在的联系，导致物料综合性质的复杂化，这些对于粉碎时所需要的变形力均有影响。
第三章-粉碎及设备PPT课件
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2021
常用的经验公式为：NM=CBL B为进料口宽度（cm），L为进料口长度（cm），C 为 系 数 （ B ＜ 250mm 时 为 1/60 ， B=250 ～ 900mm 时 为 1/100，B＞900mm时为1/120）。
例 ： 用 400mm600mm 复 摆 颚 式 破 碎 机 破 碎 中 硬 石 灰石，最大进料粒度为340mm。已知钳角为20，偏心 距 r=10mm ， 动 颚 行 程 s=13.3mm ， 出 料 口 宽 度 为 100mm，试计算偏心轴转速、生产能力及功率。
动颚与定颚之间的夹角称为钳角。 破碎机的钳角应有一定的范围，可通过物料的受力 分析来确定。一般取18～22。
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2021
2) 偏心轴的转速
转速n根据如下的条件确定：当动颚后退时，破碎后 的物料在重力的作用下全部卸出，而后动颚立即返回 破碎物料。
n=470(tan/s)1/2
经验公式： B<1200mm，n=310-145B B>1200mm，n=160-42B B为进料口宽度，m。
3.1 基本概念
(1) 粉碎
粉碎：固体物料在外力的作用下，克服内聚力，从
而使颗粒尺寸减小，比表面积增大的过程
破碎：使大块物料碎裂成小块物料的加工过程
粉磨：使小块物料碎裂成细粉末状颗粒的加工过程
相应的机械设备分别称为破碎机械和粉磨机械
进一步的划分
粗碎—将物料破碎到100mm左右
破碎中碎—将物料破碎到30mm左右
5) 进料、卸料装置：根据生产工艺要求，有不同的 类型。
6) 传动系统：即高速电动机和减速机。
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2021
(3) 工作参数的确定 1) 外层研磨体的基本运动方程
食品工程原理粉碎与混合ppt课件
又分为固定锤式和活动 锤式，是利用高速旋转 的锤片对物料施以强烈 作用而将物料粉碎的机 器。兼有冲击和剪切作 用。
• 结构简单、操作方 便、生产效率高、用途 广泛，但粉碎粒度不易 控制，锤头易磨损。
（5）研磨：物料在两个相对滑动的 粗糙工作表面之间受到摩擦、剪 切等作用而被磨削成细粒。
应用：小块物料或韧性物料。
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• 3、粉碎方法的选择原则 • 视粉碎物料的物化性质与所要求的粉碎比
而定。 • ⑴对特别坚硬的物料用冲击或挤压法； • ⑵对韧性特别强的物料选用剪切或研磨法； • ⑶对脆性物料选用挤压或冲击的方法； • ⑷对强度大、硬度小、脆性小、韧性大的
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• 1、辊式破碎机
• （1）特点
• 又称“滚筒轧碎机”，利用一只或一只 以上辊子的旋转进行破碎。常见的是双辊破 碎机。
• （2）影响粉碎比的因素：开度、辊圆周速 度、辊表面形状、物料力学性质。
• （3）用途:对谷类、油料、饲料等粗粉。
最大容许 钳角为34°
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双辊破碎机
• 1、物料的力学性质
• 硬度：物料抵抗外力压入表面发生 变形和破裂的能力；
• 强度：物料在外力作用下抵抗塑性 变形和断裂的能力。
• 脆性：物料受拉力或冲击时容易破 碎的性质。
• 韧性：物料在外力突然袭击时能及 时迅速产生塑性变形的性质。
20191）挤压：物料在两个工 作构件之间受到缓慢增长的压 力作用而被粉碎。 应用：脆性物料；若物料 具韧、塑性，经挤压可得到片 状产品，麦片等。
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（4）轧片机
• ① 用途：油料 的轧胚、面带的加 工。
粉碎机工作原理及设计思路
粉碎机工作原理及设计思路粉碎机是一种常见的工业设备，用于将原料或废料物料进行粉碎、破碎或切割。
它广泛应用于冶金、化工、建筑材料、电力、交通、水利等领域。
在粉碎机的设计中，工作原理和设计思路是非常重要的。
本文将详细介绍粉碎机的工作原理及设计思路。
一、粉碎机的工作原理粉碎机的工作原理主要包括破碎原理和粉碎原理两个方面。
1. 破碎原理破碎原理是指在粉碎机内部，利用动力将物料进行破碎的原理。
一般来说，主要有以下几种破碎原理：（1）压碎原理：利用机械压力将物料挤压、压碎，主要适用于破碎硬度较高的物料。
（2）冲击原理：利用高速旋转的锤头与物料发生冲击破碎的原理，常用于破碎脆性物料。
（3）剪切原理：利用剪切力将物料切割、破碎，适用于纤维状、粘稠物料等。
2. 粉碎原理粉碎原理是指将原料破碎后分解成所需粒度的粉末，一般通过筛网、离心力或风力分选等方式实现。
粉碎机的设计要考虑原料的物理性质，选择合适的粉碎原理来满足不同粉碎要求。
二、粉碎机的设计思路在粉碎机设计中，需考虑原料的物理性质、产量要求、运行稳定性以及维护保养等方面，根据不同的粉碎要求和工艺条件，可以灵活采用不同的设计思路。
1. 结构设计思路：（1）机体结构：要考虑机体的强度、刚性和稳定性，以承受冲击和振动，保证机器安全运行。
（2）破碎室设计：根据原料特性选择合适的破碎方式，尽可能使原料均匀受力，减少磨损。
（3）传动系统设计：考虑传动效率和稳定性，选择合适的传动方式和传动装置。
2. 控制系统设计思路：（1）自动化控制：可以采用PLC控制系统或者智能控制系统，实现粉碎过程的自动化控制，提高生产效率。
（2）安全保护：设置传感器、报警装置等多种安全保护装置，确保设备运行安全。
3. 磨具设计思路：（1）选择合适的磨具材料：根据原料硬度和耐磨性选择合适的磨具材料，延长磨具寿命。
（2）磨具结构设计：优化磨具结构，减少能量损失和磨损，提高粉碎效率。
粉碎机的设计思路要充分考虑原料特性、粉碎要求和运行稳定性等因素，通过合理的结构设计和控制系统设计，实现设备高效、稳定、安全运行。
粉碎基本原理
A C 100% A：该矿物的单体解离粒子个数； A B Ｂ：含有该矿物的连生粒子个数。
矿物解离度的测定
矿物单体解离度的测定，由于采用的测试技术不 同可分为矿物分离测量法和矿物显微图像测量法。
矿物分离测量法，是利用产物中矿物间性质（密度、磁性、可 浮性等）上的差别，将产物按其组分含量的不同分为一系列组 分含量级别。具有比重差异的矿物组分，常用的分析手段是重 液和重介质沉浮分离．有时也采用上升水流管或磁流体静力分 离技术；若产物中矿物组分磁性差异明显，则采用磁力分离技 术；而对于某些特定产物，也可采用浮游或浸出技术进行分析。
根据试验研究证实：粉碎时新生表面积不多，体积假说较为准确，裂缝假说结果 不可靠；细碎时（破碎到10μ m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，面积假说较为准确；在粗碎与细碎之间的广泛范围内， 裂缝假说比较适用，因为榜德的经验公式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。 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，裂缝假说较有实际意义与应用价值。
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。
1.2 破碎及粉碎理论
三、裂缝假说
裂缝假说是由F．C．榜德（F．C．Bond）于1952年提出，它介于面积假说和体积假说之间 的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时，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。榜德提出的一个计算破碎功耗的公式为：
矿石的性质是多种多样的，针对矿石的性质而选用合适的破 碎力方式是提高破碎效率的重要途径
第二章
粉碎原理----粉碎理论
体积粉碎
粉 碎 模 型
3 粉碎
实际上第三种模型可以不考虑, 一,二俩种模型构成粉碎产品粒度的二成分分布.
Jiangxi University of Science & Technology
3.2 粉碎的基本理论
Jiangxi University of Science & Technology
4
2012‐4‐5
3.2.1 裂纹的形成&扩展
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2012‐4‐5
3.3.2 破碎设备
鄂式破碎机
– 它是一种粗碎和中碎破碎设备。 – 适合物料的抗压强度为200-320MPa。 – 按动颚得运动特征可分为简单摆动型，复杂摆动型和综合摆动型。
Jiangxi University of Science & Technology
– 简单摆动型
Jiangxi University of Science & Technology
• • • 按振动特点可分为：惯性式和偏转式。 按筒体数量可分为：单筒式和多筒式。 按操作方式可分为：连续式和间歇式。
Jiangxi University of Science & Technology
雷蒙磨
– 结构
• • 主机由蜗壳、风道、磨辊、磨环、铲刀、罩壳组成研磨室 中心吊架固定在主轴上端。吊架上的3个磨辊绕轴公转，同时自转，在高速旋转 离心力的作用下紧压磨环内园滚动，铲刀铲起物料，送于磨辊磨环之间研磨。
3
1
2
1-高速转子；2-板锤；3-反击板
Jiangxi University of Science & Technology
3.3.3 粉磨设备
球磨机
– 滚筒式球磨机 • 原理：当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到
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2 断裂 材料的断裂和破坏实质上是在应力作用下达 到或超过其极限应变的结果。 或者说是生成微裂纹和裂纹不断扩展的结果 在应力达到其弹性极限时，材料即发生破坏 无塑性变形出现 。
3
二 粉碎功耗原理 一）粉碎过程能量的分配 1 机械传动 2 颗粒在粉碎之前发生的变形能 3 新增表面积的表面能 4 表面结构发生变化 5 晶体机构发生变化 6 粉碎介质之间的摩擦、震动等
P F ΔL
L
13
现考察粒径为D的颗粒经n次粉碎后成dn。 假设：第一次粉碎功为A1 则总功为：A=nA1 如果每次粉碎比为：i0 第一次粉碎后：d1=D/i0 第二次粉碎后： d 1 ( D ) D
2
i0
i0
2 i0
第n次粉碎后：d
n
D n i0
14
D 总粉碎比为： d n
Qi 6Qn Di 6Q1 6Q2 6 s1 mD1 mD2 mDn Qi
粉碎后颗粒的表面积为
6 qn 6q1 6q2 6 s2 md1 md 2 md n
q / d q
i i
i
9
而比表面积公式
1 1 E C ( ) CR ( S 2 S1 ) CR S d D
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5 应用范围：适用于物料粒度0.1到10毫米 6 缺陷：功指数实际上是随着产品粒度而 变化的。 将其看成常数也是有误差的。 五）粉碎能耗统一式(1957)
dx dE C L n x
当n分别取1、2、1.5积分时，可分别得到 体积学说、表面积学说和邦德理论。
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六）粉碎功耗新观点 1 日本田中达夫式： dS
E Eod E0 D
1 1 C ( ) d D
' B
20
1 E 10 wi ( 4一般应用式： d 80
1 ) D80
wi为邦德功指数。 物理意义： 颗粒从理论上的无穷大粉碎至D=100微米时， 单位重量物料所消耗的功。单位是：kwH/st 1st=907kg 1Lt=1025kg
5
二）雷廷格尔（Rittinger）定律—表面积 学说(1867)： 1 内容：粉碎所需功耗与粉碎过程材料新 生表面积成正比 。E∝CRΔS 2 表达式：单位：J/kg
1 1 E C ( ) CR ( S 2 S1 ) CR S d D
' R
6
3 表达式推导： 6 S 1）物料的比表面积： D 2）粉碎前后物料表面积的增量： 6 1 1 S S 2 S1 ( ) d D 3）将Δs代入即得。 4)非球形颗粒则用平均粒径。
7Leabharlann 4 平均粒径：调和平均径
假设：质量为m的物料，其粉碎前的粒度和质量 分别如下表：
粒径 质量
D1 Q1
D2 Q2
…… ……
Dn Qn
粉碎后的粒度和质量分别如下表 粒径 质量
d1 q1 d2 …… q2 …… dn qn
8
其中：ΣQi=Q1+Q2+ ……+Qn=m Σ qi=q1+q2+……+qn=m 粉碎前颗粒的表面积为：
' k
物料粉碎前后的粒径与质量如前面的假设
Di E Ei Q i C log di
' k ' k ' k
Qi C log Di Qi C log d i
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比较两式，可知
' k
' k
mC log D QiC log Di
得到
Q log D Q log D log D m Q
dE
K (S S )
2 英国Hiorns公式：
CR E 1 kr
1 1 x x 1 2
功指数测定
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三 粉碎模型
一）物理模型 1体积粉碎模型A 2表面粉碎模型B 3均一粉碎模型 C
二）粉碎过程数学模型.ppt
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第三章 粉碎理论
主要包括: 1 粉碎机理,即物料被粉碎的内部机制. 2 粉碎功耗,即粉碎过程能量的消耗. 3 粉碎模型 4 粉碎速度论
1
一 粉碎机理 1 格里菲斯(Griffith)强度理论 解决的问题：实际材料的 极限应力与材料本身性质 2γE 的关系： πc 实际材料内部都存在微裂纹。对一般材料 而言，材料在受外力作用时，其变化情况为 弹性变形 塑性变形 裂纹扩展 破坏即粉碎。
n i0
i
log i n log i0
log i D ' A nA1 A1 C k log i C k log 总粉碎功： log i0 d
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4 平均粒径：几何平均径
设：有质量为m的物料,其粉碎所用的能量为
D E m C log m Ck' log D m Ck' log d d
4
磨机功耗分配及其测定值
(1)机械损失:57kwH, 12.3% (2)物料带走的热:222kwH,47.6% (3)磨筒体辐射散热:30kwH,6.4% (4)空气带走的热:144kwH,31.4% (5)其他:10kwH, 2.1% (6)有效粉碎功3kwH, 0.6% 合计 466kwH
πc
1 1 ) 2 表达式： E C ( x2 x1
' B
3 推导过程：假设粉碎前：物料尺寸是理 论上的无穷大D∞，其粉碎功为0功。
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物料由D∞ D所需功,根据格里菲斯强度 理论可为： E CB
0D
D
同样物料由D∞ 则物料由D
d所需功为: E0 d C B
d
d所需功为：
' R
可得到平均粒径表达式
Q D Q / D
i i
i
q d q /d
i i
i
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5 使用范围： 产品粒径为：0.01~1毫米的粉碎作业。 或者说使用于粉磨过程。
6 缺陷： 1）只考虑了新增的表面积，而忽略了体积 的变化及弹性变形。 2）在能量迭加时认为系数CR是一个常数。
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三）基克（Kick）定律—体积学说(1874) 1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 与颗粒的体积或质量成正比 。 2 表达式：
x1 E C lg x2
' k
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3 表达式推导： dA=Pd(ΔL) ΔL=PL/EF dA=PLdp/EF 积分：A=LP2/2EF σ =P/F P=σ F A=σ 2V/2E
i i i i
i
该式就是几何平均径表达式
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5 应用范围：产品粒度大于10毫米， 或者说使用于破碎产品。 6 缺陷：1）只考虑了物体的变形功。 2）把物料假设为各相同性， 这与实际情况相差较大。
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四）邦德(Bond)定律—裂纹学说(1952) 1 粉碎功耗与颗粒粒径的平方根成反比 2 γE 依据：格里菲斯强度理论：