粉体工程粉碎基本概念及破碎机械

结构特点： 只有一个推力板，动颚的悬挂轴同时是传动的
偏心轴，取消了连杆。 动颚运动轨迹复杂：上端圆形，中部椭圆形，
下端圆弧形。 比简摆式颚式破碎机生产能力增加30%，但齿
板磨损更严重。 产品粒度通过楔铁调整排料口间隙控制。
颚式破碎机的规格用进料口的宽度和长度 (B×Lmm)表示，如PEF600×900颚式破碎机， 表示进料口宽度为600mm，长度为900mm的复 杂摆动式颚式破碎机。其中P为破碎，E为颚式， F为复杂 ，J为简单。
强度大、硬度高的物料称为坚硬物料。
3、易碎性与易磨性
反映物料粉碎的难易程度。 强度和硬度都大的物料较难粉碎。 粉碎的难易程度与物料的硬度、脆性、韧性、机
械强度以及物料的粒度、粉碎机械原理、工艺流 程等因素有关。
易碎系数（Km）：粉碎标准物料的单位电耗Eb 与粉碎干燥状态下某一物料的单位电耗E之比。
1、 颚式破碎机
粗碎大块坚硬或磨蚀性很强的物料。构造 简单，价格低廉，维护方便。
（1）工作原理
颚式破碎机依靠活动颚 板对固定额板作周期性的往 复运动，当靠近时，物料在 两块颚板间被压碎，当离开 时，已被破碎的物料由于自 重从破碎腔卸出。
（2）类型及构造 a.简单摆动颚式破碎机 活动颚板以悬挂轴 为支点作往复摆动， 其运动行程以活动颚 板的底部，即卸料口 处为最大。
3）磨碎： 物料受到两个相对移动的工作面的作 用，或在各种形状的研磨体之间的摩擦作用而被 粉碎的方法称为磨碎。
4）劈碎：物料在尖棱工作面之间，受到尖棱的 劈裂作用而被破碎的方法。此法多适用于破碎脆 性物料。
5）折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作 面间的压力作用而被破碎的方法。此法主要适用 于破碎硬脆性物料。
（4）邦德(Bond)定律
此式为Lewis公式中n=1.5积分所得，介于雷廷 格尔定律和基克定律之间。
五、粉碎方法、粉碎机械的选择原则
1、粉碎方法 1）击碎：物料在瞬间受到外来冲击力的作用 被破碎。
2）压碎：在两个工作面之间的物料，受到缓慢 增长的压力作用而被破碎的方法称为压碎。此破 碎方法适用于破碎大块硬质物。
2、破碎系统的级数
各种破碎机的破碎比总是有一定的范围，而 生产过程中要求的破碎比一般都比较大，靠单台 设备达到生产要求难度较大，将两台或两台以上 的破碎机串联起来使用。
串联使用的破碎机的台数称为破碎级数，有 时也称为破碎段数。第一级破碎机的平均入料粒 度和最后一级破碎机的出料平均粒度之比，称为 总破碎比。总破碎比也可用各级破碎比的乘积表 示：
经理论推导，偏心轴的转速应为
n——偏心轴的转速，r／min； s——活动颚板下端水平行程， cm； a——钳角
2、 锤式破碎机 （1）构造、工作原理及类型
单转子锤式破碎机
双转子锤式破碎机
锤式破碎机的主要工作部件为带有锤头的转子。 当物料进入破碎机中，受到高速旋转的锤头的冲 击而被破碎。物料获得能量后又高速撞向衬板而 被第二次破碎。较小的物料通过箅条排出，较大 的物料Baidu Nhomakorabea箅条上再次受到锤头的冲击被破碎，直 至能通过箅条而排出。
四、粉碎功耗定律
粉碎过程是以减小物料粒径为目的的。粒径的 不断减小是不断施加粉碎能量的结果，所以，通常 以粒径的函数来表示粉碎功耗。
（1）Lewis公式
（2）雷廷格尔（Rittinger）定律
此式为Lewis公式中n=2积分所得，适用于细粉 碎。
（3）基克定律
此式为Lewis公式中n=1积分所得，适用于粗 粉碎。表示同一重量、相似物体粉碎时所需的功 耗只与粉碎比有关。
2、粉碎模型
3、粉碎机械的选择原则
物料硬度、脆性、韧性、机械强度；物料尺寸 1）硬质物料
以弯折配合冲击作用进行粉碎 以磨剥作用粉碎，设备磨损严重
2）脆性物料 以弯折、劈碎或冲击作用进行粉碎 以磨剥作用粉碎，产品中细粉量偏多
3）韧性、粘性物料 采用磨剥方式粉碎
六、破碎机械
破碎过程要比粉磨过程经济方便，合理选择 破碎设备非常重要，物料入磨前，尽可能将大 物料破碎至均匀、细小的粒度，以减轻粉磨设 备的负荷，提高磨机产量，同时也有利于物料 的均匀化，提高配料的准确性。
（2）主要工作部件 a.锤头
锤头是直接击破物料的易损件，其材质应选 用耐磨性能好、强度高的材料，一般常用优质 高碳钢锻造或铸造而成，也可用高锰钢铸造。
b.转子
要求主轴的材质具有较高的强度和韧性。锤架 的材质也要求有一定的耐磨性。
c.箅条筛
主要作用是控制破 碎产品的粒度；支承 物料使其承受锤头的 冲击和研磨等。箅条 间隙一般做成向下扩 散形，物料易通过， 不易产生堵塞现象。
c.破碎部件
颚板用于直接破碎物料，为了避免磨损，提 高颚板使用寿命，在颚板和颚腔两侧一般都镶 上衬板。在衬板与颚板之间，常常垫以塑性衬 垫，以保持衬板与颚板紧密结合以及使衬板受 力均匀。衬板采用强度高且耐磨的锰钢铸造。 为了有效地破碎物料，衬板的表面常铸成波浪 形和三角齿形。
d.传动机构
偏心轴是颚式破碎机的 主轴，是带动连杆或活动颚 板作往复运动的主要部件， 合金钢制造。悬挂轴采用合 金钢或优质碳素钢制造。偏 心轴的两侧分别装有飞轮和 胶带轮，使动力负荷均匀， 破碎机稳定运转。
物料的易碎系数愈大，愈容易粉碎。
4、粉碎的分类
根据处理物料要求的不同，一般可将粉碎分为 破碎和粉磨两个阶段。破碎又可分为粗碎、中碎 和细碎三类。粉磨又可分为粗磨、细磨、超细磨 三类。
5、破碎比
(1)平均破碎比 在破碎作业中，破碎前物料的平均直径Dm与破
碎后物料的平均直径dm之比，称为平均破碎比，用 符号im表示
(2)公称破碎比
公称破碎比是物料破碎前允许最大进料粒度B(破 碎机最大进料口尺寸)和最大出料粒度b(破碎机最大 出料口尺寸)之比表示，用符号in表示：
二、物料粉碎的意义及目的
1、粉碎的意义
一般来讲，每生产1t水泥，大约需要粉磨的各种原、 燃材料达4t左右。在粉碎作业中所消耗的电量占整个水 泥生产总电耗的70％左右。所消耗的钢材占全厂钢材 耗量的50％左右。粉碎成本占水泥生产总成本的35％ 以上。其中，破碎物料的电耗约占10％～12％。
通常颚式破碎机的保险装置是将推力板分 成两段，中间用螺栓连接，设计时将螺栓的强 度设计得小些；也有的是在推力板上挖孔或用 铸铁制造，当破碎机负荷过大时，推力板或其 螺栓就会被断裂，活动颚板停止摆动，从而起 到保险作用。
（4）产品粒度 特性曲线
（5）主要参数 a.钳角
颚式破碎机活动颚板与固定颚板之间的夹角 α称为钳角。
2、粉碎的目的：
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）降低入磨物料的粒度，提高磨机产量，降低 粉磨电耗。 4）增加物料的比表面积，提高烘干效率。
三、破碎系统与级数
1、破碎系统 在水泥生产中，破碎流程一般分为开路和闭
路两种。凡在破碎系统中不带任何筛分设备或仅 带有预筛分设备的称为开路系统；凡在破碎系统 中带有检查筛分设备的称为闭路系统。
钳角小，使破碎机 的生产能力增加，但 破碎比小。钳角大， 可以增大破碎比，但 会降低生产能力，同 时落入颚腔中的物料 小易夹牢，可能被向 上挤出不到破碎的目
的。
b.偏心轴转速
颚式破碎机偏心轴的转速直接反映活动颚 板的摆动次数。在一定范围内，偏心轴的转 速增加，生产能力随之增加；但是超过一定 限度时，反而会使生产能力降低，并且电耗 增加。
结构： 破碎腔、调整装置、保险装置、支撑装置、传 动机构
粒度控制： （1）改变后推力板支座的垫板 （2）移动楔铁 （3）使用不同长度的推力板
b.复杂摆动颚式破碎机
活动颚板悬挂在偏心轴 上，而活动颚板的底部则支 撑在推力板上。当偏心轴转 动时，活动颚板在其带动下 作上下、左右的复杂的运动， 故称复杂摆动式。
e.调节装置
颚式破碎机的出料口宽度，可以通过调节装 置来调整。大、中型颚式破碎机的出料口宽度， 是使用不同长度的推力板来调整的，通过在机 后壁与顶座之间垫上不同厚度的垫片来补偿颚 板的磨损。小型破碎机通常采用楔铁调整方法。
f.保险装置
为保护活动颚板、机架、偏心轴等大型贵 重部件免受损坏，一般都设有安全装置。
开路破碎系统优点是工艺流程简单、设备少 、投资小、维护管理简单；缺点是产品粒度不均 匀，效率低。
闭路破碎系统优点是产品粒度较均匀，破碎 效率高。缺点是工艺流程复杂、设备多、一次 性投资大、维护管理要求高。
循环负荷率C ：粗颗粒回料质量/该级粉碎（磨） 产品质量
选粉效率E ：选粉设备分选出合格物料质量/进该设 备全部物料总质量
(2)光面辊：挤压作用，中硬或坚硬物料。 (3)槽面辊：挤压、剪切作用，强度不大的脆性 或粘湿性物料。 (4)齿面辊：挤压、劈裂作用，片状软质或低硬 度脆性物料。
5、圆锥破碎机
（1）破碎磨蚀性相对弱一些的坚硬物料，不适 合破碎潮湿性和粘性物料。 （2）主要工作件：动锥和固定锥。动锥做偏心 旋转运动，使物料受到挤压、弯曲、剪切作用 而破碎。连续破碎，生产能力较颚式破碎机大 ，功耗低。
外锥体是固定 的，内锥体被安 装在偏心轴套里 的立轴带动作偏 心回转，物料在 两锥体之间受到 压力和弯曲力的 作用而破碎。
粗碎旋回破碎机
(1)动锥正置，固定锥倒置 ，支承装置结构简单。 (2)产品粒度通过升、降主 轴和动锥来改变排料口宽 度进行调节。
*钳角
*性能和应用
粗碎圆锥破碎机和鄂式破碎机都可以用作粗碎机械， 二者相比较，粗碎圆锥破碎机的特点是：破碎过程是沿着 圆环形破碎腔连续进行的，因此生产能力较大，单位电耗 较低，工作较平稳，适于破碎片状物料，破碎产品的粒度 也较均匀。
（3）主要零部件
a.机架
机架在工作中承受很大 的冲击载荷，要具有足够的 强度和刚度。中、小型破碎 机一般整体铸造，大于 1200mm×1500mm的颚式破 碎机都采用上、下机架的组 合形式。
b.支承装置
支承装置主要用于支承偏心轴和悬挂轴， 使它们固定在机架上。目前，支承装置一般都 采用滚动轴承，以减小摩擦、方便维修和保证 润滑。
粉体工程与设备
—粉碎基本概念及破碎机械
烟台大学环境与材料工程学院
学习重点
1、粉碎基本概念 2、几种破碎机工作原理 3、几种破碎机特有结构
粉末的制备
机械制粉
物理制粉
化学制粉
机械研磨 气流研磨 液体雾化 蒸发凝聚 气相沉积 还原化合 电化学法
一、物料粉碎的基本概念
1、粉碎的定义 固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破
4、辊式破碎机
辊式破碎机的结构简单，容易制造，适用 于破碎中、低硬度、脆性、黏性和松软的物料。 常用来破碎黏土、煤、混合材等。
这种破碎机的缺点是生产能力低，辊齿磨 损快，破碎比小，维修频率高。
(1)弹簧的压力平衡两辊之间粉碎作用力，以保 持排料口间隙；遇硬质非破碎物体时，弹簧被 压缩，可动辊避让。
构简单紧凑，维修方便。
（1）工作原理
反击式破碎机的破碎作用主要分为3个方面： ①自由破碎 ②反弹破碎 ③铣削破碎 其中，以物料受板锤冲击的作用最大。
（2）反击装置
（3）性能特点
优点是破碎效率高，动力消耗低，产品粒度均 匀；破碎比大，可减少破碎级数，简化生产流程； 结构简单，维护方便；适应性好，尤其对于中等硬 度和脆性物料。其缺点是打击板和反击板的磨损较 快，特别在破碎坚硬物料时；防堵性能差，不适宜 破碎黏湿性和塑性物料；机器运转时产生的粉尘较 多，噪声也较大。
碎的过程称之为粉碎。
2、物料的硬度、脆性与强度
硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力。莫氏 (Mohs)硬度：滑石为1，金刚石为10。硬质物料 7-10，中等硬度物料4-6，软质物料1-3。
脆性（抗冲击力）和韧性（抗断裂阻力）
Ib

H Kc
Ib：脆性指数，H硬度 Kc：韧性值
机械强度（抗破碎阻力）：单位面积承受的外力 ，影响粉碎过程及效率。 抗压强度、抗剪强度、抗弯强度
（3）性能特点
锤式破碎机的优点是生产能力高，破碎比大， 单位产品电耗低，结构简单，紧凑轻便，操作维 护方便；其缺点是遇坚硬物料，锤头、衬板和箅 条磨损大，检修频繁，另外，不适宜破碎含水分 超过15％的黏湿性物料。
3、 反击式破碎机
破碎脆性、纤维性及中硬以下物料。 破碎比大，过粉碎少，破碎效率高，能耗低，结