固體物料被粉碎的機理比較復雜,很難用一種學說或理論進行圓滿解釋。但可以這樣簡單地理解:固體物料具有各種不同的晶體結構,它是由離子、原子和分子在空間作幾何規則的周期性排列,每一個周期就構成了一個晶胞,晶胞是晶體結構的基本單元,當外力作用于物料使晶體破壞或變形,便形成了不同程度的粉碎過程。為達到物料粉碎的目的,施力的種類和方式有很多,如炸藥爆破、化學反應粉碎、流體(風、水等)粉碎、熱力粉碎、超聲波粉碎、等離子破碎等。這里重點討論一下利用機械力的粉碎,在粉碎機械中都是幾種粉碎方式并存,但有一種是為主的。
一、擠壓粉碎
物料在兩個金屬平面之間受到緩慢增長的壓力,當應力超過它的抗壓強度極限后則被粉碎。這種方式適合于粉碎大塊的硬質物料或中硬度的石灰石和水泥熟料等。
二、研磨粉碎
物料在兩個作相對運動的金屬面之間、物料在各種形狀的研磨介質之間或在外力作用下物料與物料之間受到剪切力的作用,應力超過物料的抗剪強度后,物料則被磨剝成更小的顆粒而被粉碎。這種方式適合于將小塊物料磨制成細粉。
三、折斷粉碎
當物料受到多個支點的作用且作用力交錯相反時,會產生彎曲變形,當應力超過物料的抗彎強度后,物料就會斷裂破壞而被粉碎。這種方式適合于脆性、大塊物料或層狀、條形物料的粉碎。
四、劈裂粉碎
用帶有尖棱楔面的金屬器具插入物料的裂紋中,使物料內部產生拉應力,當金屬楔面深入、應力超過物料的抗拉極限后,物料被劈開而被破壞、粉碎。這種方式適合于脆性物料或裂紋多、結構松散的物料粉碎。
五、沖擊粉碎
上述的四種粉碎方式,一般是緩慢增加外力作用粉碎物料的。如果以動載荷快速作用于物料將其粉碎,則稱其為沖擊粉碎。這種粉碎方式也可以說是動擠壓、動剪切、動拉伸、動彎曲等作用。它可以是利用錘頭由上而下打擊物料,也可以是自下而上反擊物料,它可以施力于物料,使其產生運動,撞擊固定的金屬板遭反彈而粉碎,或運動中的物料與物料相互撞擊而粉碎。沖擊法應用較廣,在破碎機械和粉磨機械中都起到重要作用。近年來開發的新型粉碎機械中,尤其是中小型破碎機,采用沖擊法的十分流行。粉碎方法的選擇與物料的性質和粉碎程度要求有關。采用擠壓粉碎;對脆性物料盡量采用沖擊粉碎;對軟質或水分較高的物料采用劈裂粉碎。作為粗碎,盡量采用擠壓粉碎;中、細碎,盡量采用沖擊粉碎;需要細粉,應采用研磨粉碎。
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