破碎机械原理

第一章破碎机械原理

第一节岩矿的机械强度、可碎性和可磨性

一、岩矿的机械强度

强度是固体的重要性质之一，它表现在对于外力的抵抗，而决定于固体内部质点间

的结合情况。破碎矿石时，要遭受矿石的机械强度所引起的阻力。岩矿被破碎的难

易，与这种阻力有关。破碎工作有两方面的要求：对于所用的机械，应当足够坚强

和可靠；对于打细矿石，要求容易和顺利。解决这两种问题，都必须研究岩矿的机

械强度。静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度等，常用来表示

岩矿的抗破碎阻力。抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。

如以抗压强度为1，其他强度只是它的很小的分数。时用普氏系数（f，M.M普罗

托吉雅可诺夫用作岩石坚固性分类的系数）表示，如果用抗压强度来定普氏系数，

它约等于抗压强度的百分之一。根据普氏系数，可将岩石按坚固性分为十级，f值

由0.3到20，f值较大的岩石的坚固性也较高。用同一岩矿的大小不同的试件所作

的抗压试验说明，试件尺寸小的，它的抗压强度较大。在磨矿中，矿粒越细越难磨。

这是由于小试件中存在的宏观和微观裂缝比大试块中的少，因而它的强度比较高。

二、可碎性和可磨性

可碎性和可磨性反映矿石被破碎的难易，它决定子矿石的机械强度。同一破碎机械，

在同一条件下，处理坚硬矿石与处理软矿石相比较，前一情况的生产串较低，功率

消耗也较大。结合碎矿和磨矿工艺提出的矿石的可碎性系数和可磨性系数，既反映

矿石的坚固程度，也能用来定量地衡量破碎机械的工艺指标，因此，在以后有关的

计算中常常用到。

表2-1-1普氏岩石分级表等

1、将每一种岩石划分到这种或那种等级时，不仅仅单独地按照其名称，而且必须

按照岩石的物理状态，并根据它的坚固性与分级表中列出的诸岩石进行比较。

风化的、破碎的、打碎成个体的，经断层挤压过的，接近于地表的等状态岩中，一般说来，应当把它划分比处于完整状态的同种岩石稍低的等级中。

2、上述的岩石坚固性系数，可以认为是对不同方面岩石相对坚固性的表征，它在

采矿中的意义在于：1）手工开采时的采掘性；2）浅眼以及深孔的凿眼性；3）应用炸药时的爆破性；4）在冒落时的稳定性；5）作用于支架上的压力等等。

但同时必须注意到：在分级表中指出的数值是对某一类岩石中所有岩石而言的（例如：页岩类，石英岩类，石灰岩类等等），而不是对其中某个别岩石而言的；因而，在特定情况下确定f值时，必须十分慎重，并且这一f数值在不同的情况下是不一样的。

可碎性系数和可磨性系数的表示法有多种，选矿上常用的如下：

通常用石英代表中等硬度的矿石，它的可碎性系数和可磨性系数都是1。硬矿石的强度大，可碎性系数和可磨性系数都小于1，破碎机械处理它的生产率比处理中硬矿石的低。软矿石的强度小，这两种系数都大于1，破碎机械处理它的生产率就比处理中硬矿石的大。

根据碎矿和磨矿的要求编制的岩矿强度分级表，既未统一，也欠完善，国内的岩矿强度资料收集得少，因此，尚难编出符合我国实际情况又满足碎矿和磨矿

要求的岩矿强度分级表。目前采用普氏岩石分级的较多，为了能全面地知道此

种分级法，在此介绍它的详细情况，并附上我国部分选厂处理的矿石的普氏系

数（表2-1）。碎矿和磨矿中用的岩矿强度分级表，可能由普氏岩石分级表简化

来的。简化的结果，各书并不一致，有简化为三级、四级或五级的。按岩矿强

度等级划分可碎性系数和可磨性系数，以后用于设备的生产能力计算。讲这些

计算方法时，还要列出各法所用的岩矿等级，这里仅介绍一般情况，以供参考。

第二节破碎机械的施力情况

任何一种碎矿机和磨矿机都不是只用一种力破碎矿石，通常是以某种力为主，配合上其他种类力的作用，因此，破碎机械施于矿石的力是复杂的。为了便于分析和研究，常常着重考虑主要的力，对于其他种力的影响仅作附带考查。破碎机械的施力情况，可以分为压碎、劈开、折断、磨剥和冲击等，表示在图2-1-1中。机械的施力情形不同，应当考虑的矿石的强度种类也有区别。对于压碎，应当考虑矿石的抗压强度；对于劈开，要注意它的抗拉强度；对于折断，要注意的是矿石的抗弯强度；磨剥矿石时，就应当考虑它的抗剪切强度。破碎机械都是用它的工作部件以动载荷反复作用于矿石，因而具有一定的冲击效果。当矿石被冲击时，就应当考虑它的抗冲击强度。在以后学习各种破碎机械的工作原理时，对它们的施力情况，应当分清楚。例如矿石在颚式碎矿机的齿板间被破碎时，受到劈开作用，矿石的抗劈开强度约为抗拉伸强度的1.2倍。锤式打沙机粗碎机超细粉碎机棒磨机高强磨粉机对辊式破碎机锤式打沙机陶瓷球磨机水泥设备细碎机粗碎机对辊式破碎机

如果明白破碎机械的施力情形必须与矿石性质相适应的道理，也就能够对它们作分析了。

第三节破碎耗功学说及其应用

一、三个主要的破碎耗功学说

在选矿厂中，电能的绝大部分用于破碎矿石。为了深入理解破碎矿石过程，评价破碎机械的效率，和找寻更有效的破碎方法，百多年来出现了很多有关破碎耗功的理论。其中有三个最主要的，为举世所公认，在此将作介绍。

大家都知道，破碎过程是不会自动发生和不可逆的，必须外力对矿石作功，克服它的内部质点间的内聚力，才能发生破碎。当外力对矿石作功使它破碎时，矿料的潜能也因此功的转化而增加。因此，破碎耗功理论实质上就是，阐明破碎过程的输入功与破碎前后矿石的潜能变化之间的关系，从而明确输入功是怎样耗去的。破碎物料时，它的强度、给矿粒度、产品粒度和耗功，是直接易为人查觉的，因此各种功耗学说都必须确定出它们间的关系，这是各种破碎耗功学说的共同点。但因每一种耗功学说都从不同的角度看问题，所以它们的物理根据和导出的数学形式也就不同。复合式破碎机对辊破碎机浮选机磁选机分级机回转窑磨粉设备直线振动筛圆振动筛反击破鄂破颚破反