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圓錐破碎機破碎物料的方法理論
2023-01-13 15:41
物料破碎一般為工藝流程中的下一步提供原材料。當今社會的發展，諸多領域都需要對原材料進行破碎加工處理，然而破碎該項工藝，總體而言是消耗多于做的有用功。在破磨中，需要及時更換耐磨襯板，這樣就會大量消耗鋼材。破磨中能源的利用率一直不高，影響因素是多方面的，有主觀上的也有客觀上的。主觀上的主要靠人的能動性，客觀上的則需下功夫對設備的性能進行改造升級，潛也研究破碎機的破碎理論，以此為據開發低能耗、高效率的設備。
通常意義上講，破碎就指運用外力將物料由大變小的過程，破碎后物料的表面積增加，粒度減小。作用在物料上的機械力是進行物料破碎的外界因素。破碎的方式中，沖擊具有更好的破碎力。它利用了瞬態，應力值在接觸的局部處被放大，然后迅速向四處擴散，使顆粒沿更弱面破碎，故它破碎物料的性能更好。
物料破碎即當物料受到的擠壓、沖擊等作用力大于其內聚力，那么物料將從大變小。內聚力存在于晶體內部及晶體之間，是破碎物本身的屬性。物料破碎時，裂紋首先出現在更弱的斷面，這個更脆弱的斷面隨著破碎將變得不存在，再一次破碎時的物料將形成新的脆弱點。我們都有破碎較大的物體容易而破碎小的則很困難的經歷。這是因為物料的粒度同其堅固程度呈負相關，越小越硬。
傳統設備破碎工作方式下，一個料塊或數個料塊(形成料層)在破碎機工作機構(椎體和外殼)之間通過單軸加壓進行破碎，或料塊通過與工作機構碰撞進行破碎。在更大壓強出現的部位，即在施加區域出現初始裂紋。為了施加更大的作用力用于破碎特硬物料，必須采用配置有剛性動力系統的破碎機。為了避免損壞這類破碎機的機械裝置，使料塊的變形達到不超過粒度的某種程度。采用這種方式時，縮減程度受到限制，不得不進行非選擇性破碎，并且能耗較大。
以晶體形態存在的礦石，經歷了數萬年的變遷，導致內部有不同程度的缺陷，甚至在一個晶體內存在不同性質的物質，這些都是破碎可利用的弱點，而傳統破碎設備忽略了這些弱點。
傳統破碎設備的設計方案中沒有考慮到實際的物料結構與理想的連續體之間存在著較大的差異性。因此，在大多數破碎設備中都采用壓縮力。礦石本身具備的高擠壓強度，使得安裝在堅實基座上、配有剛性運動裝置的超大型破碎設備都不能順利破碎。
傳統的破碎設備，認為破碎力沿同一方向分別集中施加在每個單獨料塊上。這決定了在一個破碎過程中的破碎程度較小和破碎過程的多階段性。物料受力的隨機性，也決定了晶間破碎是不具有可選擇性的。此時，破碎的能量不僅用于擴展力作用區已有的晶核微裂紋，也用于斷開晶格未軟化部分之間的聯系，這會導致額外的能量消耗。
根據斷裂力學的理論知識，我們知道裂紋由微觀轉為宏觀的決定因素是機械力的特性。通常情況下，裂紋想要發展必須是受到拉伸或剪切應力，壓縮只會使裂紋結合。所以，如果希望達到裂紋選擇性發展，我們可以通過在其上施加拉伸力或剪切力。當裂紋初期擴張時，需要從外界吸收足夠的能量，當裂紋擴張到一定程度時，其自身產生的能量將足以使裂紋繼續擴張，這時裂紋發展進入了自由的階段。
實現物料選擇性破碎要求物料內部必須有足夠的缺陷，將力合理的施加在缺陷的部位。簡單的講就是在顆粒邊緣建立位錯積累，使物料內的初始裂紋成型，隨后實現自由擴展。
選擇性破碎的首先階段是實現相位間軟化邊緣的階段，材料層在全方位的擠壓下，產生混合應力，包括拉伸、剪切、彎曲和扭轉等。各種加載方法，不論采用何種形式的能量，從外界輸入給物料的能量應大于初始裂紋生成所需能量，但能量也不能太大以至于直接造成晶體全部體積破碎。
組織選擇性破碎的第二階段是直接破碎過程。在該過程的物料加載周期間隔內，物料應具有一定的空間來確保料塊間的重定向，并排出己破碎的顆粒。更為重要的是自動適應的料層厚度和控制料層孔隙率，確保了待破碎物料全方位受力，為裂紋擴展創造應力條件，需要的力的等級也相應的高于軟化過程中的脈沖能。但是，它們不應超過開始晶間破碎的范圍。各種物料被破碎時晶體邊緣的強度是一個范圍值。因此，選擇性破碎進行時，物料應承受循序漸進能量積累的作用，而不是一蹴而就。
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