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圆锥破碎机破碎物料的方法理论

2023-01-13 15:41

物料破碎一般为工艺流程中的下一步提供原材料。当今社会的发展,诸多领域都需要对原材料进行破碎加工处理,然而破碎该项工艺,总体而言是消耗多于做的有用功。在破磨中,需要及时更换耐磨衬板,这样就会大量消耗钢材。破磨中能源的利用率一直不高,影响因素是多方面的,有主观上的也有客观上的。主观上的主要靠人的能动性,客观上的则需下功夫对设备的性能进行改造升级,潜也研究破碎机的破碎理论,以此为据开发低能耗、高效率的设备。

通常意义上讲,破碎就指运用外力将物料由大变小的过程,破碎后物料的表面积增加,粒度减小。作用在物料上的机械力是进行物料破碎的外界因素。破碎的方式中,冲击具有更好的破碎力。它利用了瞬态,应力值在接触的局部处被放大,然后迅速向四处扩散,使颗粒沿更弱面破碎,故它破碎物料的性能更好。

物料破碎即当物料受到的挤压、冲击等作用力大于其内聚力,那么物料将从大变小。内聚力存在于晶体内部及晶体之间,是破碎物本身的属性。物料破碎时,裂纹首先出现在更弱的断面,这个更脆弱的断面随着破碎将变得不存在,再一次破碎时的物料将形成新的脆弱点。我们都有破碎较大的物体容易而破碎小的则很困难的经历。这是因为物料的粒度同其坚固程度呈负相关,越小越硬。

传统设备破碎工作方式下,一个料块或数个料块(形成料层)在破碎机工作机构(椎体和外壳)之间通过单轴加压进行破碎,或料块通过与工作机构碰撞进行破碎。在更大压强出现的部位,即在施加区域出现初始裂纹。为了施加更大的作用力用于破碎特硬物料,必须采用配置有刚性动力系统的破碎机。为了避免损坏这类破碎机的机械装置,使料块的变形达到不超过粒度的某种程度。采用这种方式时,缩减程度受到限制,不得不进行非选择性破碎,并且能耗较大。

以晶体形态存在的矿石,经历了数万年的变迁,导致内部有不同程度的缺陷,甚至在一个晶体内存在不同性质的物质,这些都是破碎可利用的弱点,而传统破碎设备忽略了这些弱点。

传统破碎设备的设计方案中没有考虑到实际的物料结构与理想的连续体之间存在着较大的差异性。因此,在大多数破碎设备中都采用压缩力。矿石本身具备的高挤压强度,使得安装在坚实基座上、配有刚性运动装置的超大型破碎设备都不能顺利破碎。

传统的破碎设备,认为破碎力沿同一方向分别集中施加在每个单独料块上。这决定了在一个破碎过程中的破碎程度较小和破碎过程的多阶段性。物料受力的随机性,也决定了晶间破碎是不具有可选择性的。此时,破碎的能量不仅用于扩展力作用区已有的晶核微裂纹,也用于断开晶格未软化部分之间的联系,这会导致额外的能量消耗。

根据断裂力学的理论知识,我们知道裂纹由微观转为宏观的决定因素是机械力的特性。通常情况下,裂纹想要发展必须是受到拉伸或剪切应力,压缩只会使裂纹结合。所以,如果希望达到裂纹选择性发展,我们可以通过在其上施加拉伸力或剪切力。当裂纹初期扩张时,需要从外界吸收足够的能量,当裂纹扩张到一定程度时,其自身产生的能量将足以使裂纹继续扩张,这时裂纹发展进入了自由的阶段。

实现物料选择性破碎要求物料内部必须有足够的缺陷,将力合理的施加在缺陷的部位。简单的讲就是在颗粒边缘建立位错积累,使物料内的初始裂纹成型,随后实现自由扩展。

选择性破碎的首先阶段是实现相位间软化边缘的阶段,材料层在全方位的挤压下,产生混合应力,包括拉伸、剪切、弯曲和扭转等。各种加载方法,不论采用何种形式的能量,从外界输入给物料的能量应大于初始裂纹生成所需能量,但能量也不能太大以至于直接造成晶体全部体积破碎。

组织选择性破碎的第二阶段是直接破碎过程。在该过程的物料加载周期间隔内,物料应具有一定的空间来确保料块间的重定向,并排出己破碎的颗粒。更为重要的是自动适应的料层厚度和控制料层孔隙率,确保了待破碎物料全方位受力,为裂纹扩展创造应力条件,需要的力的等级也相应的高于软化过程中的脉冲能。但是,它们不应超过开始晶间破碎的范围。各种物料被破碎时晶体边缘的强度是一个范围值。因此,选择性破碎进行时,物料应承受循序渐进能量积累的作用,而不是一蹴而就。

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