粉碎機械的詳細解釋

    comminution machine                
    應(yīng)用機械力對固體物料進行粉碎作業(yè)，使之變?yōu)樾K 、細粉或粉末的機械。利用粉碎機械進行粉碎作業(yè)的特點是能量消耗大、耐磨材料和研磨介質(zhì)的用量多，粉塵嚴重和噪聲大等。

粉碎機械是破碎機械和粉磨機械的總稱。兩者通常安排料粒度的大小作大致的區(qū)分：排料中粒度大于3毫米的含量占總排料量50%以上者稱為破碎機械；小于3毫米的含量占總排料量50%以上者則稱為粉磨機械。有時也將粉磨機械稱為粉碎機械，這是粉碎機械的狹義含意。

利用粉碎機械進行粉碎作業(yè)的顯著特征是：能量消耗大，耐磨材料和研磨介質(zhì)的用量多，粉塵嚴重，噪聲大。

應(yīng)用粉碎機械可以減小物料的粒度至一定大小；增加物料的表面積，以提高其物理作用的效果或化學(xué)反應(yīng)的速度；使物料中的不同組分在粉碎后單體分離，以便進一步將其彼此分開等。

例如，磨制面粉、粉碎飼料、磨細顏料和水泥的生熟料，研磨制備懸浮液的漿料，以及增加物料的流動性、填充性；磨碎有待人工干燥的物料，以加快其干燥速度，磨細觸媒劑和吸附劑，以分別加強其觸媒效能和吸附作用，將煤塊磨成煤粉，以提高其燃燒速度和燃燒的完全程度等；將鐵礦石粉碎后，通過磁選或浮選來獲得精鐵礦粉，將鉛鋅礦石粉碎后分選出鉛礦粉和鋅礦粉等。

在中國，公元前兩千多年就出現(xiàn)了最筒單的粉碎工具—杵臼。杵臼進一步演變?yōu)楣?00～前100年的腳踏碓。這些工具運用了杠桿原理，初步具備了機械的雛形，不過，它們的粉碎動作仍是間歇的。

最早采用連續(xù)粉碎動作的粉碎機械是公元前四世紀由公輸班發(fā)明的畜力磨，另一種采用連續(xù)粉碎動作的粉碎機械是輥碾，它的出現(xiàn)時期稍晚于磨。公元二百年之后，中國杜預(yù)等在腳踏碓和畜力磨的基礎(chǔ)上研制出了以水力為原動力的連機水碓、連二水磨、水轉(zhuǎn)連磨等，把生產(chǎn)效率提高到一個新的水平。這些機械除用于谷物加工外，還擴展到其他物料的粉碎作業(yè)上。

近代的粉碎機械是在蒸汽機和電動機等動力機械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來的。1806年出現(xiàn)了用蒸汽機驅(qū)動的輥式破碎機；1858年，美國的布萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機；1878年美國發(fā)展了具有連續(xù)破碎動作的旋回破碎機，其生產(chǎn)效率高于作間歇破碎動作的顎式破碎機；1895年，美國的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊式破碎機。

與此同時，粉磨機械也有了相應(yīng)的發(fā)展，19世紀初期出現(xiàn)了用途廣泛的球磨機；1870年在球磨機的基礎(chǔ)上，發(fā)展出排料粒度均勻的棒磨機；1908年又創(chuàng)制出不用研磨介質(zhì)的自磨機。二十世紀30～50年代，美國和德國相繼研制出輥碗磨煤機、輥盤磨煤機等立軸式中速磨煤機。

這些粉碎機械的出現(xiàn)，大大提高了粉碎作業(yè)的功效。但是，由于各種物料的粉碎特性互有差異，不同行業(yè)對產(chǎn)品的粒度要求也彼此不同，于是又先后創(chuàng)制出按不同工作原理進行粉碎作業(yè)的多種粉碎機械，如輪碾機、振動磨、渦輪粉碎機、氣流粉碎機、風(fēng)扇磨煤機、砂磨機、膠體磨等。

到了70年代初期，已制造出每小時產(chǎn)量為5000噸、最大給料直徑達2000毫米的大型旋回破碎機,和可將物料磨細到粒度小于0.01微米的膠體磨。

用機械粉碎固體物料的主要方法有五種，即擠壓、彎曲、劈裂、研磨和沖擊。前四種都是使用靜力，最后一種則應(yīng)用動能。在絕大多數(shù)粉碎機械中，物料常在兩種以上粉碎方法的作用下被粉碎，例如，在旋回破碎機中，主要應(yīng)用擠壓、劈裂和彎曲；在球磨機中，主要應(yīng)用沖擊和研磨。

粉碎方法是根據(jù)物料的物理特性、料塊的大小和所要求的細化程度來選擇的。對于堅硬物料，應(yīng)采用擠壓、彎曲和劈裂；對于脆性物料，應(yīng)采用沖擊和劈裂；料塊較大時，應(yīng)采用劈裂和彎曲；料塊較小或排料粒度要求很小時，則應(yīng)采用沖擊和研磨。粉碎方法如果選擇不當，就會出現(xiàn)粉碎困難或過度粉碎現(xiàn)象，兩者都會增大粉碎過程中的能量消耗。

粉碎機械的分類方法有多種，或按結(jié)構(gòu)形式或按粉碎方法，或按運動速度，或按受力種類，或按細化程度來劃分。

粉碎比是指粉碎前后物料粒度的大小變化程度。對于單臺粉碎機械來說，它等于給料的最大粒度與排料的最大粒度之比；對于由多臺粉碎機械所組成的粉碎系統(tǒng)來說，它等于最初給料粒度與最終排料粒度之比，或等于各單臺粉碎機械的粉碎比的連乘積。當使用破碎機械破碎物料時，粉碎比通常稱為破碎比。

當粉碎比要求很大時，粉碎作業(yè)往往要在由若干臺粉碎機械組成的粉碎系統(tǒng)中來完成。物料在這個系統(tǒng)中經(jīng)過各臺粉碎機械，其粒度逐步減小，最后達到所要求的粒度。在這種粉碎系統(tǒng)中，每個階段都應(yīng)選用適當?shù)姆鬯闄C械和粉碎比，在各個階段之間保持相互配合的生產(chǎn)能力。同時，為減少過度粉碎以提高粉碎效能和降低能耗，還須在每道粉碎作業(yè)之后進行篩分或分級。

工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大量粉碎工作消耗的能量很大，但在粉碎作業(yè)中，輸入粉碎機械中的能量的絕大部分都轉(zhuǎn)化為熱而由粉碎機械、循環(huán)空氣和被粉碎的物料等所吸收，直接用于物料粉碎上的卻為量極?。涸谄扑闄C械中，一般不超過10%；在粉磨機械中，則常不足1%。因此，為了減少能耗，就必須選取適當?shù)姆鬯闄C械、采用正確的操作方法、規(guī)定最佳的粉碎比和單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。

以一般水泥廠為例，破碎機械的耗電量約占總耗電量的10%，而其粉磨機械的耗電量則占60%左右。因此，在粉碎過程中就必須采取降低過度粉碎的措施，以達到節(jié)能的目的。

粉碎理論主要是研究粉碎過程中能耗與細化程度之間的關(guān)系。由于粉碎作業(yè)是涉及多種因素的極其復(fù)雜的過程，因此在粉碎理論方面尚無公認的統(tǒng)一結(jié)論，而只有三種比較重要的假說，分別是：

德國的里特林格爾于1867年提出的面積假說，認為固體物料粉碎時，能耗與新產(chǎn)生的表面積成正比；德國的基克于1885年提出的體積假說，認為將幾何形狀相似的同類物料破碎成幾何形狀也相似的產(chǎn)品時，能耗與被破碎的料塊的體積或重量成正比；美國的邦德和中國的王仁東于1952年提出的裂縫假說。

這三種假說在實用中都有其局限性，面積假說較適用于排料粒度為0.01～1毫米的粉磨作業(yè)，體積假說較適用于排料粒度大于10毫米的粗碎和中碎作業(yè)，而裂縫假說則介于兩者之間，適用于從中碎到粗粉磨作業(yè)的比較廣泛的范圍內(nèi)。