1、破碎機械概述、工作原理和構造1 概述一.基本概念1.破碎 大塊物料破碎成小塊物料。 使用的機械破碎機械2.粉磨 小塊物料磨成細粉。 使用的機械粉磨機械3.粉碎 破碎與粉磨的統(tǒng)稱。即用機械方法或非機械方法（電、熱、化、原子等能量）克服固體物料內部的內聚力而將其分裂的過程。 使用機械粉碎機械 本課程僅討論機械方法。（例如，生產1噸水泥需要破碎4噸物料）粉碎作業(yè)的分類作業(yè)段 數(shù) 給料粒度 (mm) 產品粒度（mm）破碎粗 碎1500350（露天、井下）25020中 碎150約30細 碎250125150.5粉磨 粗 磨150.520.1 中 磨20.20.06 超 細 磨細磨產品0.005物料破粉碎

2、的目的意義： 提高物料表面的活性，即破粉碎之后總表面積增加，提高了物理作用的效果和化學反應的速度； 滿足制品性狀及制造工藝的要求，粉狀可滿足產品制備的要求，即粉狀物料好配合、產品本身的要求，如水泥； 均化物料，固體物料混合只有在較小尺寸下才能均勻混合。二.物料的破碎比（粉碎比）1.平均破碎比 平均破碎比為物料破碎加工前后的平均粒徑之比，即 平均破碎比能真實反映物料的加工前后的粒徑變化，但操作和計算麻煩。2.公稱破碎比 公稱破碎比為破碎設備的有效入料口與排料口的寬度尺寸之比。公稱破碎比計算簡單，但誤差大。3.總破碎比 總破碎比等于各級破碎比的連乘積。即上述破碎比中，平均破碎比多用。其中：破碎機，

3、一般i=36， 反擊式i=401000粉磨機械： i=3001000三.粒度（徑） 表示物料顆粒大小的尺寸稱為粒徑或粒度。a.單個顆粒的粒徑 算術平均、調和平均和幾何平均粒徑b.顆粒群的粒徑（見教材p3） 用篩分法計算，式（1-9）。四.物料的強度、硬度及可碎性1.強度 粉碎物料的難易程度。 粉碎是通過砸、摔、壓、磨等進行，所以，只有粉碎力大于物料的強度極限時物料才能被粉碎。有抗壓強度；抗折強度；抗剪強度；抗沖擊強度等。2.硬度 物料抵抗其硬物物嵌入的能力，即粉磨物料的難易程度。一般分為物料硬度物料名稱很軟石膏、煙煤、褐煤軟泥灰?guī)r、頁巖、粘土質砂巖中硬石灰?guī)r、白云石、石英質砂巖硬堅硬石灰石、硬

4、砂巖、石英巖很硬花崗巖、玄武巖、硬石英巖3.可碎性、可磨性系數(shù)可碎（磨）性系數(shù)=該破碎機在同樣條件下破磨碎指定礦石生產率/某破碎機破磨碎中硬度礦石（石英）的生產率 一般來說，物料粒度越細，機械強度越高，越難破粉碎，因此，用可碎性系數(shù)來定量地考慮機械強度對破粉碎的影響。五.粉碎方法1.壓碎 物料夾在兩個相向作用的破碎部件工作面之間，由工作面施加逐漸增大的靜壓力實現(xiàn)粉碎。即壓應力大于物料的壓碎強度即可粉碎。 用于破碎大塊硬物料。2.磨碎 物料夾在兩個做水平相對運動的工作面之間，靠運動的工作面對物料的摩擦時所施加的剪切力、或者靠物料彼此之間摩擦時的剪切作用而使物料粉碎。與此同時，還應有一定大小的擠壓

5、力作用。當剪力大于物料的剪切強度時物料即被粉碎。 用于小塊物料的研磨。 3.劈碎 物料置于兩個垂直相向的尖棱的工作體之間，受相向作用的尖劈楔入，物料因張應力而破碎。即張應力大于物料的拉伸強度時即可破碎。 用于脆性物料。4.折碎 物料置于兩個相向的具有尖棱的工作體之間，受尖棱的三點彎曲折斷作用，物料因張應力而破碎。即張應力大于物料彎曲的拉壓伸強度即可破碎。 用于硬脆性物料。5.擊碎 物料受瞬間沖擊力作用而粉碎，包括高速運動的工作體（球、錘）的沖擊、自重沖擊、高速運動的料間沖擊、高速運動的物料向固定工作面的沖擊等。 用于破碎脆料。 破碎方法通常根據(jù)物料決定（性質、尺寸、破碎比），一般是幾種破碎方法

6、組合使用。其中，壓碎消耗能量最大，磨碎、劈碎、折斷能耗較低，沖擊能耗最低。 無機非金屬材料的抗壓強度最大，抗沖擊強度最低。 六.破碎機械的類型 1.顎式破碎機 動顎相對于定顎作周期性往復運動，物料在兩顎板之間被壓碎。適用粗、中碎硬質物料或中硬物料。 2.圓錐式破碎機 物料在兩錐體之間受壓力彎曲力作用而破碎。適用于粗、中、細碎硬質物料和中硬質物料。 3.輥式破碎機 物料在兩個作相對旋轉的輥筒之間被壓碎。適用于中、細碎中硬質和 軟質物料。 4.錘式破碎機 物料被快速旋轉的錘子所擊碎。適用于中、細碎中硬質物料。5.反擊式破碎機 物料被高速旋轉的轉子上剛性固定的打擊板擊碎。適用中、細碎硬質和中硬物料。

7、 6.輪輾式破碎機 物料在旋轉的碾盤上被圓柱形碾輪所壓碎和磨碎，同時還有混合作用。適用耐火材料廠粉碎原料。 7.立式?jīng)_擊破碎機 物料受高速旋轉的轉子和固定板錘的沖擊和擠壓作用而破碎成粗粒和細粒，并且撞擊到襯板上進一步破碎。適用于中細碎硬質、中硬的軟質和脆性物料。 8.籠式破碎機 利用兩個高速相對回轉的籠子對物料進行沖擊破碎。適用細碎和粗磨脆性及軟質物料，多用于玻璃工業(yè)。七.破粉碎理論 1.表面積理論 1867年，由雷廷智（Rittinger,P,R.)提出，他認為物料的破粉碎過程是物料變面積增加的過程。接近粉磨作業(yè)。 2.體積理論 1874和1885基爾比切夫和基克先后提出，他們認為在相同的技

8、術條件下，將幾何形狀相似之物料粉碎成形狀相似的產品時，所消耗能量與其體積或質量成正比。即物料體積變形使物料被粉碎。3.裂縫假說 1952年邦德提出裂紋理論，認為物料粉碎過程功耗與物料在粉碎期間所生成的裂紋總長度成正比，亦即與物料的直徑或邊長的平方根成反比。 裂紋理論適用于破碎i粉磨各過程，但不同的過程其物性系數(shù)取值不同。 4.物料破粉碎的影響因素物料特性： 物料破粉碎的難易程度稱為易碎性。物料易碎性與其強度、硬度、密度、結構均勻度、燒結程度、含水量、外觀形狀、粒徑等因素有關，但物料強度是決定物料破碎難易程度的決定因素，硬度是主要因素，強度和硬度都大的物料是較難破粉碎的；硬度大而強度小的物料與強

9、度大硬度小的物料比較表現(xiàn)為易破碎，難粉磨；反之亦然。 破粉碎方式： 一般來說，片狀物料易折斷和劈碎； 濕、軟、粘物料易劈碎和磨碎； 其它性質物料用擊碎、折斷。工藝方法： 工藝方法指物料破粉碎工藝流程和工藝方法。常用的工藝流程有開路和閉路（教材P12、13）。 開路流程-在破粉碎作業(yè)中，物料一次通過機械后即為成品。 閉路流程-物料第一次出機后經(jīng)過分級設備選出成品，而使粗粒返回機內再次破粉碎。工藝方法： 在破粉碎過程中加水，可以減少能量消耗。 干法-在物料破粉碎過程中加少量的水，濕潤顆粒表面、降低顆粒表面能，使顆粒表面已產生的裂紋不易彌合； 濕法-在物料破粉碎過程中加入較多量的水，上述作用更好，與

10、此同時，還可以加助磨劑進一步提高效率。5.破粉碎設備性能評價經(jīng)濟指標： 單位電耗、破碎比評價指標： 破碎比與產量的乘積作為對破粉碎設備技術性能的比較評價指標。2.顎式破碎機一.概述 1.顎式破碎機的工作原理（見模型） 物料的破碎在兩顎板之間進行。動顎板繞懸掛心軸對固定顎板作周期性擺動，當動顎接近定顎時，動、定顎板之間的物料受壓碎、劈裂、彎曲作用而破碎；當動顎離開定顎時，已破碎的礦石在重力作用下經(jīng)出料口排出。顎式破碎機的外形顎式破碎機的顎板2.顎式破碎機的類型按動顎的運動特性分為： a.簡單擺動顎式破碎機（教材P15）動顎運動： 繞定點往復擺動。動顎的位移： 上部水平，垂直； 下部水平s,垂直。

11、 特點： 動顎靠近懸掛軸部分擺幅小，遠離心軸部分擺幅大，故破碎負荷集中在動顎下部，生產能力低，破碎比36，用于大、中型粗碎。 產品為片狀且粒度不均勻。（教材P16）b.復雜擺動顎式破碎機動顎運動： 平面運動。動顎軌跡： 上部軌跡近似圓；下部軌跡圓弧；中間軌跡橢圓。動顎的位移： 上部水平，垂直； 下部水平s,垂直3s。特點： 物料在顎板上部壓碎、彎曲、研磨揉搓，破碎效果更好。 產品為較均勻的立方渾圓狀。（教材P17）c.組擺擺動型顎式破碎機構造： 將簡單顎式破碎機的懸掛軸去掉，動顎直接安裝在偏心軸上，與連桿安裝在偏心軸上形成同軸前后安裝關系。動顎運動： 平面運動。顎板的垂直與水平運動幅度均較大。

12、特點： 結構復雜、制造安裝維修較難，應用較少。3.規(guī)格 字母+進料口寬度B長度LP-破碎機漢語拼音字頭；E-顎字的漢語拼音字頭；J-簡單一詞漢語拼音字頭；F-復雜一詞的漢語拼音字頭。見P18表21。4.應用 粗碎、中碎作業(yè)，破碎應力小于200兆帕，脆性材料，如石灰石、水泥熟料、石膏、砂巖等。二.顎式破碎機的構造 1.簡單顎式破碎機（P15圖2-1）缺點： 啟動消耗功率大、排（出）料口人力調節(jié)，更換保險裝置-推力板困難。故常用液壓簡擺式，見教材P28圖2-17。 2.復雜顎式破碎機（P16圖23） 3.主要結構部件（詳見教材P1824） 機架、軸承、動顎體、顎板、偏心軸、連桿、推力板、推力板支座

13、、排料口調節(jié)裝置、拉緊裝置、慣性輪儲能裝置三.顎式破碎機結構參數(shù)及工作參數(shù)的選擇計算 機械的可靠性與經(jīng)濟性取決于機械結構參數(shù)及工作參數(shù)。1.結構參數(shù)的選擇與計算a.給料口與排料口尺寸給料口寬度B=（）Dmax則給料最大粒度Dmax=（）給料口長度L=（）B排料口最小寬度e:（dmax成品最大粒度） e=dmax-s=（1/51/7)B 簡單顎式破碎機 e=dmax-s=（1/51/10)B 復雜顎式破碎機b.顎板間最大有效作用角（鉗角、嚙角） 顎板對物料的作用力如P24圖215所示， 應保證物料既不向上滑動，也不從給料口跳出，即動、定顎板能嚙住物料，其條件是物料受到的向下合力應大于等于向上的合

14、力（忽略物料重力），則可推導出： 2摩擦系數(shù)， 摩擦角= 1417所以max=(2834），實際生產中取max= 1822大小對生產的影響： 的大小對破碎作業(yè)有很大的影響， 一般說來，增大，破碎比增加，生產能力下降； 減小，破碎比減小，生產能力增加。在生產實際中，多采用較小，以保證產量，同時，減小磨損，排料口也不易堵塞。c.動顎擺動行程s 理論上，動顎的擺動行程應按物料達到破壞時所需之壓縮量來決定，然而，由于破碎板的變形及其與機架間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動顎行程遠大于理論上求出的數(shù)值。由于物料在破碎腔由上向下逐漸變小，所以，只要動顎上部擺動行程能夠滿足破碎物料需求的壓縮量就可以。

15、根據(jù)實驗，破碎腔的上部擺動行程應大于max。 對于復擺式顎式破碎機： 動顎擺動行程受到排料口的限制，因為，如果動顎下部的行程增加大于排料口最小寬度倍，將引起物料在破碎腔下部的過壓實現(xiàn)象，容易造成排料口的堵塞，使負荷急劇增大，所以，動顎下部的擺動行程不得大于排料口寬度的倍。經(jīng)驗公式： s=(2545)mm,大型顎式破碎機 s=(1215)mm,中小型顎式破碎機d.偏心軸的偏心距r 動顎的擺動行程確定以后，偏心軸的偏心距r通過初步擬定的構件尺寸利用畫機構運動簡圖的方法確定。 通常： ，復雜擺動顎式破碎機 sr，簡單擺動顎式破碎機e.破碎腔高度H 在鉗角一定的情況下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定

16、。通常， H=（）Bf.動顎軸承中心距給料口平面的高度h 為了保證在破碎腔的上部產生足夠的破碎力來破碎大塊物料，在給料口處，動顎必須有一定的擺動行程。0.47)L,簡單擺動顎式破碎機0.4)L（動顎板長度）,生產率最大時，復雜擺動顎式破碎機g.偏心距r與連桿長度l的比值=（1/300.5)L,大型=（1/650.9)L，中、小型 h.推力板長度k25)r i.破碎腔形狀 如前述，直線和曲線形，曲線形在動顎中部以下排料容積逐漸增加，故解決了直線形易堵塞和下部過渡磨損的問題。2.工作參數(shù)的選擇與計算 a.偏心軸轉速n理論公式：實際轉速：經(jīng)驗公式：B1.2m,n=310-145B B1.2m,n=1

17、60-42Bb.破碎機的生產率(生產能力）Q理論公式：簡單顎式破碎機：復雜顎式破碎機： 1.3)Q經(jīng)驗公式：Q=K1 K2 K3 qec.功率見教材P27式（218）四.破碎機的安裝試車、操作與維修見教材P2728.五.新型顎式破碎機見教材P2729例題： 某水泥廠原料車間有一臺600900復雜擺動顎式破碎機，偏心距r=19mm，鉗角=21，卸料口寬度調節(jié)范圍為（75200）mm,破碎中等硬度石灰石，試確定喂料塊最大尺寸Dmax，偏心軸轉速n,每日（按12小時計算）破碎石灰石的產量。解： 1.最大喂料尺寸Dmax0.9) 600 =(480540)mm 2.偏心軸的轉速n經(jīng)驗公式： n=310

18、-145B =310-145600=223mmr/min3.每日破碎石灰石的產量Q，3 ,取n=250r/min日產量Q日=12Q=12（）t3062.5)t3.錘式破碎機一.錘式破碎機的構造、工作原理及應用特點1.錘式破碎機的構造（見教材P31圖31） 錘式破碎機的錘頭錘式破碎機的錘頭2.錘式破碎機的工作原理 見教材P32第四自然段。（補充）保險裝置： 在主軸上安裝了一個銅套筒，皮帶輪套在該套筒上，并用銷將套筒和皮帶輪連接成一體，當超載時，銷即被剪斷，從而防止主軸破壞。3.錘式破碎機的應用及性能特點 教材P32.二、錘式破碎機的分類及結構部件 1.分類 教材P32 2.規(guī)格 用轉子的直徑和長

19、度表示，例如20001200 3.結構部件（教材P3334） a.機殼與主軸 b.錘頭與錘架 c.弧形篩和打擊板三、錘式破碎機主要參數(shù)的確定 1.生產能力Q 教材p35式3-3 2.電動機功率Nm 教材p36式3-9 3.轉子轉速n 教材p3倒數(shù)第二自然段。 4.錘頭質量M 教材p37式3-11、3-144.反擊式破碎機反擊式破碎機板錘反擊式破碎機板錘反擊式破碎機板錘襯板一.反擊式破碎機構造、工作原理及應用特點1.構造 轉子 反擊板 導料篩板 機殼 電動機規(guī)格： 轉子的回轉直徑及長度DL. 2.反擊式破碎機工作原理 教材P383.反擊式破碎機與錘式破碎機的區(qū)別 教材P394.反擊式破碎機的應用

20、特點 教材P39 補充1： 具有選擇性破碎的特點，即密度大的物料破碎后粒度小，密度小的物料破碎后粒度大； 自重輕，沒有明顯的不平衡振動，不需要笨重的基礎。 二.反擊式破碎機的分類及結構部件1.反擊式破碎機的分類 教材P392.反擊式破碎機的結構部件 教材P3942 機殼與導料篩板 主軸與轉子體 板錘 反擊板三.反擊式破碎機主要工作參數(shù)的確定1.轉子尺寸及入料粒徑式4-14-32.轉子轉速3.板錘數(shù)目4.生產能力式4-115.電動機功率式4-124-14型立式破碎機一.概述 1.基本結構與工作原理 a.基本結構 LPM型立式破碎機由機體、主軸、第一轉子、第二轉子、襯板、進料口、出料口組成。 主軸

21、通過滾動軸承安裝在機體上，主軸上用鍵固裝兩個轉子。破碎機的機體內部構成兩個粉碎腔，即破碎腔和擠壓粉碎腔。b.工作原理 塊狀物料（100250mm)由進料口進入第一破碎腔，受到高速回轉的轉子上的板錘沖擊破碎，獲得動能的料塊拋擊到筒體襯板上進一步破碎，料塊群在機腔中互相撞擊而得到再一次破碎。 物料進入第二粉碎腔受到第二轉子的擠壓、沖擊，把料層壓緊而變密實，隨著擠壓、沖擊力上升，當應力超過顆粒所能承受的強度時，物料被粉碎。產品： 細粉占20左右，小于5mm的粒狀料占65 ， 粗粒料（內部已充滿了裂紋）15。 LPM立式破碎機的破碎過程是通過式被破碎。一般物料由進料口加熱，通過機腔(23)s就成為產品

22、排出機體。物料通過量比較快，產量高。立式破碎機的特點 a.一個機體兩種粉碎方法；第一級破碎體現(xiàn)反擊破碎機的特點，把大塊物料靠高速沖擊而得到破碎，成為小塊料。第二級粉碎又體現(xiàn)擠壓的特點，把小塊料經(jīng)沖擊與擠壓后粉碎碎，產品成為粉狀和小顆粒料； b.被粉碎的物料在機體內呈旋轉運動下落，使物料得到充分的粉碎； c.物料在第二粉碎腔受到?jīng)_擊、擠壓主要。擠壓強度可達30MPa，把顆粒層壓實。同時，沖擊作用把料粒擊碎。這樣，在沖擊、擠壓作用下排出的物料不是料餅，而是物料松散體。所以，這種破碎機的產品不需再用打散設備。3.應用 立式破碎機是脆性材料的粉碎設備。它適用于粉碎水泥熟料、粒狀高爐礦渣、石灰石、砂巖、

23、頁巖、煤矸石、煤塊、鋁塊石、金礦石、鉬礦石等多種物料。 廣泛應用于建材、化工、冶金、電力、煤炭、礦石等工業(yè)部門a.破碎鉬礦石由上圖可以看出： 立式破碎機應用在破碎鉬礦石上，可將幾十年慣用的破碎鉬礦石三級破碎系統(tǒng)變?yōu)橐患壔蚨壠扑橄到y(tǒng)。原破碎系統(tǒng)采用的設備多，動力消耗大，設備維修量大。入磨粒度為1525mm，這樣磨機的產量較低。采用立式破碎機破碎鉬礦石系統(tǒng)，所采用設備種類少，節(jié)能顯著，維修管理工作量少，。入磨粒度為5mm以下，且大部分為粉狀料，使球磨機的產量提高了5060。b.做預粉碎設備工藝路線： 料倉-立式破碎機-皮帶輸送機-石灰石料倉-石灰石與摻合料稱量-送入球磨機-輸送機-高效渦流選粉機

24、-產品 不難看出，立式破碎機在該系統(tǒng)中作為二級破碎設備。4.優(yōu)缺點 優(yōu)點： a.具有極強的破碎能力，可將塊狀物料粉碎成為粉狀和小顆粒物料，破碎比高達401000，從而使球磨機的產量提高30以上，節(jié)能2030； b.是通過式破碎機械，產量高，設備運轉平衡，噪音低； c.結構獨特，操作維護方便，易損件少。維修時只要打開側門即可更換易損件； d.結構簡單，占地面積??； e.設備造價低，簡化工藝流程，適用范圍廣，對物料性能要求不嚴。缺點： 該設備以沖擊和擠壓力破碎物料，轉子上板錘磨損較快，更換頻繁，尤其是在破碎堅硬物料時，磨損更嚴重。5.規(guī)格 筒體內徑D(mm)二.立式破碎機的構造與主要零部件 1.構

25、造 立式破碎機主要由機體、傳動裝置、主軸、轉子、襯板、板錘等組成。 機體是對開兩個半圓殼體構成。兩殼體一端為鉸接，另一端為螺栓連接。擰開螺栓，半個殼體可打開120。殼體由鋼板卷成半圓形，是焊接結構件，。機體上端用螺栓連接上端蓋，上端蓋上焊接進料口，機體下端用螺栓連接機座，機座下部固裝卸料口。 主軸由滾動軸承支承在上端蓋和底座上。破碎機第一轉子和第二轉子用鍵固裝在主軸上，主軸上端用鍵固裝皮帶輪，兩轉子的上端面固裝分料護板，第一轉子固裝4塊板錘，第二轉子固裝6塊板錘。 筒體內壁用螺栓固裝帶斜齒形的襯板。 傳動裝置是由電動機經(jīng)V帶傳動帶動主軸，從而帶動轉子轉動，轉子的速度一般在500r/min左右，

26、電動機安裝在單獨的支架上，支架可沿導軌左右移動調節(jié)，電動機可在支架上上下調節(jié)，從而找到電動機準確的安裝位置。 機械主體和電動機安裝在一個基礎上，保證設備運轉平穩(wěn)可靠。2.主要零部件a.轉子 機械要求轉子必須具有足夠的質量，以適應破碎大塊物料的需要。 有整體式和焊接式兩種。整體式為鑄鋼結構，轉動慣量大，堅固耐用，便于安裝，用于大、中型立式破碎機。焊接式為鋼板焊接結構，制造方便，容易得到平衡，但轉子的強度和耐用性差。用于小型立式破碎機。b.板錘 板錘為長條矩形結構，用螺栓固裝在轉子上，要求安裝牢固，便于更換，板錘磨損后可調面使用。 板錘是立式破碎機重要的零件，立式破碎機的破碎效果，關鍵在于板錘是否

27、耐磨。常用材料為ZG30CrMn2Si,其硬度可達HRC4050；耐磨合金鋼40CrNiMo經(jīng)適當熱處理，HRC60以上，還可用軸承鋼鍛造，也可在碳鋼表面堆焊一層耐磨金屬。 一副板錘破碎石灰石能達(1500020000)t.c.襯板 襯板一方面起到保護筒體的作用，另一方面它是承受被板錘擊出物料在其上的沖擊破碎作用，并將破碎后的物料重新彈回破碎區(qū)再次進行。襯板的形狀為圓弧形，其內表面為帶螺旋形鋸齒狀，這既有利物料破碎，又促使物料呈螺旋下降。 襯板的材料常用ZG30CrMn2Si、ZG40CrNiMo等。d.主軸 主軸是破碎機支承轉子的主要零件，破碎機在破碎物料時的沖擊力、擠壓力由主軸來承受，因此

28、，要求主軸有較高的強度和韌性，如35SiMnMoV鋼鍛造。三.主要參數(shù)確定 1.基本結構參數(shù) a.給料口寬度B和長度L11 D1為第一轉子直徑。給料方式： 因立式破碎機加料方式是垂直加入的，這樣大塊物料就直接沖向轉子，對轉子有損壞作用，為了避免這種不利的沖擊力，在兩個進料口的內側各設一塊導料板，導料板向外傾斜15，從而引導物料滑向機腔內。b.轉子的直徑與長度 第一轉子直徑D1: D1=D-2dmax D-筒體內徑，mm dmax-最大進料塊尺寸，mm 第二轉子直徑D2： D2=D-16 轉子的長度主要根據(jù)破碎機的生產能力和產品細度決定，一般為600650mm。c.板錘數(shù)目 立式破碎機板錘數(shù)目，主要根據(jù)破碎物料尺寸和產品粒度來確定，一般破碎大塊物料轉子上板