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第2章 破碎机概述
2.1 破碎及力学特性
机械破碎是用外力施于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块的物料分裂成若干小块。任何一种破碎机都不是只有一种力破碎物料，通常是以某种力为主，配合其他种类力的作用，因此破碎机械施于物料的力是复杂的。破碎机械的施力方式有以下几种。
（1）压碎
将矿石放在两个挤压平面之间，施加压力F后，矿石因压力达到其抗压强度极限而破碎。
（2）劈裂
将矿石放在一个平面和一个带有尖棱的工作表面之间挤压，当施加挤压力F后，矿石将沿挤压力F作用线方向劈裂长两半。根据实验和理论分析，矿石劈裂成两半的原因，是由于其劈裂平面上的拉应力达到的被破碎物料的抗压强度极限。
（3）折断
将矿石放在带尖棱的挤压面之间，或放在两弧面之间受挤压，施加力F后，当其弯曲应力达到弯曲强度限时，矿石被折断。
（4）磨碎
矿石同时受挤压力F和剪切力F后，矿石内的剪应力达到剪切强度限时，矿石即被破碎。
（5）冲击破碎
矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎。由于施加力的瞬间作用的，变形来不及扩展到被撞击的各部位，就只在撞击处发生相当大的局部应力，沿着内部的微观裂纹破碎。所以动载荷的破碎作用较静载荷的大。
实际上，任何一种破碎机都不是以某一种施力形式进行破碎的，一般都是两种或两种以上施力形式联合进行破碎。由于颚式的破碎机工作表面是交错布置的齿形衬板，因此其破碎作业有前三种破碎形式。当破碎机两工作面方向的相对运动位移加大而加强磨碎作业时，粉碎效率低，能耗大，机件磨
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损严重，将会降低破碎机的破碎效果。
2.2 破碎产品的粒度分析
矿块的大小称为粒度。矿块的形状一般是不规则的几何体，需要用几个尺寸来表示它的大小。但是，通常用一个尺寸——平均直径或等值直径来表示块的大小。
平均直径d
对于较大的单个矿块，其平均直径用矿块的三维尺寸长、宽、厚的平均值来表示。单个矿块的平均值可用式（2-1）来计算
l?b?h （2-1） d?3
式中： l——矿块长度，mm
b——矿块宽度，mm h——矿块厚度，mm 等直径d
矿块的粒度很小时，可用等直径来表示。等直径是将细粒物料作为球体来计算的。耽搁矿粒的等直径可用式（2-2）来计算
d?36V??1.243m? （2-2）
式中： V——矿粒体积，m3；
m——矿粒质量，Kg ；
?——矿粒密度，Kg/m3
粒级的平均直径
对于由不同粒度混合组成的粒度群，通常用筛分的方 来确定矿粒群的平均直径。例如上层筛孔尺寸为d1，下层筛孔尺寸为d2，通过上层筛孔而留在下层筛面上的物料，其粒度既不能用d1表示，也不能用d2表示。当粒级的粒
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度范围很窄，上下层筛孔尺寸之比不超过2?1.414时，则此粒级的平均直径可用式（2-3）来计算
d1?d2 （2-3）也可以用 2d1~d2 或 -d1?d2来表示粒级的粒度。
d?2.3锤式破碎机的发展状况
锤式破碎机是利用高速回转的锤头冲击物料，使其沿自然裂缝、层理面和节理面等薄弱处而破裂的破碎机械。锤式破碎机被广泛地用于水泥、选煤、化工、电力、冶金等工业部门中，主要用来对石灰石、煤、焦碳、页岩、石膏、炉渣等中硬和软物料进行中、细破碎。
锤式破碎机生产率高、破碎比大、构造简单、尺寸紧凑、功率消耗较少、产品粒度均匀、过粉碎现象少、维护简单、修理和更换易损件容易。但是锤头、衬板、转子圆盘磨损较快，特别是在破碎较硬的物料时，磨损更快；当被破碎物料的水分含量超过12％时或含有黏土时，它的蓖条缝隙容易堵塞，生产率显著下降，且增加能量消耗和锤头等零件的磨损。这些缺点和不足都需要我们再设计过程中进行认真的分析和研究来克服，在发展过程中我们也可以借鉴国内外先进技术，如MAMMMUT锤式破碎机便是我国引进外国技术自行制造的一种锤式破碎机。
不管那种锤式破碎机，它们主要都是靠冲击作用来破碎物料的。物料给入破碎机中，立即受到高速回转的锤头的冲击而粉碎。破碎了的物料，从锤头处获得动能，以高速向机壳内壁的衬板和蓖条上冲击而被第二次粉碎。此后，小于蓖条缝隙的物料，便从缝隙中排出，而粒度较大的物料，弹回到衬板和蓖条上的粒状物料，还将受到锤头的附加冲击破碎，在物料破碎的整个过程中，物料之间也相互冲击粉碎。
2.4破碎机的分类及应用
物料的破碎机是冶金、矿山、建材、化工、电力、陶瓷和筑路等工业部门应用广泛的一种工艺过程，每年有大量的原料和再利用的废料都需要破碎处理，且随着工业的迅速发展逐年增加。由此可见，破碎设备在国民经济
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发展中占有极其重要的地位。目前在生产中广泛使用的破碎机按破碎作业的粒度要求，分为粗碎破碎机、中碎破碎机和细碎破碎机。粗碎破碎机一般将1500～500mm的物料破碎到350～100mm。中碎破碎机一般将350～100mm的物料破碎到100～40mm。细碎破碎机一般将100～40mm物料破碎到30～10mm。
按结构和工作原理不同，破碎机械可分为下列几种类型：
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?鄂式破碎机??旋回破碎机??圆锥破碎机 破碎机?辊式破碎机??锤式破碎机???反击式破碎机在工业部门中使用的磨机种类繁多，按结构和工作原理不同，粉磨机械
可分为下列几种类型：
?球磨机?自磨机???振动磨机 磨机?
塔式磨机??离心磨机???气流粉磨机 按粉磨产品粒度不同，磨机分为粗磨、细磨和超细磨。粗磨将物料磨至
0.06～0.1mm;超细磨将物料磨至0.004～0.02mm或更细。
锤式破碎机械被广泛的应用于水泥、选煤、化工、电力、冶金等工业部门中，主要用来对石灰石、煤、焦碳、页岩、石膏、炉渣等中硬和软物料进行中、细破碎。
锤式破碎机结构类型很多，按回转轴的数目，可分为单转子和双转子两类；按转子的回转方向，可分为不可逆式和可逆式两类；按锤头的排列方式，可分为单排式和多排式两种；按锤头在转子上的连接方式，可分为固定锤式和活动锤式两类；按用途不同，分为一般用途和特殊用途两类。
2.5 锤式破碎机的工作原理及特点
锤式破碎机是利用高速回转的锤头冲击物料，使其沿自然裂缝、层理面和节理面等薄弱处而破裂的破碎机械。物料给入破碎机中，立即受到高速回转的锤头的冲击而粉碎。破碎了的物料，从锤头处获得动能，以高速向机壳内壁的衬板和蓖条上冲击而被第二次粉碎。此后，小于蓖条缝隙的物料，便