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1、粉磨系统,破碎技术,粉体的机械制备,粉碎过程及其概念,一、物料粉碎的基本概念,固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程称之为粉碎。,1、粉碎的定义,2、粉碎的分类,根据处理物料要求的不同，一般可将粉碎分为破碎和粉磨两个阶段。破碎又可分为粗碎、中碎和细碎三类。粉磨又可分为粗磨、细磨、超细磨三类。,3、破碎比,在破碎作业中，破碎前物料的平均直径D。与破碎后物料的平均直径d。之比，称为平均破碎比，用符号im表示,(1)平均破碎比,公称破碎比是物料破碎前允许最大进料粒度(破碎机最大进料口尺寸)和最大出料粒度(破碎机最大出料口尺寸)之比表示，用符号in表示：,(2)公称破碎比,二、物料粉碎的意义及
2、目的,一般来讲，每生产1t水泥，大约需要粉磨的各种原、燃材料达4t左右。在粉碎作业中所消耗的电量占整个水泥生产总电耗的70左右。所消耗的钢材占全厂钢材耗量的50左右。粉碎成本占水泥生产总成本的35以上。其中，破碎物料的电耗约占1012。,1、粉碎的意义,1）提高物料的流动性，便于输送和储存。 2）便于物料的均化，提高物料的均匀性。 3）降低入磨物料的粒度，提高磨机产量，降低粉磨电耗。 4）增加物料的比表面积，提高烘干效率。,2、粉碎的目的：,三、破碎系统与级数,在水泥生产中，破碎流程一般分为开路和闭路两种。凡在破碎系统中不带任何筛分设备或仅带有预筛分设备的称为开路系统；凡在破碎系统中带有筛分设
3、备的称为闭路系统。,1、破碎系统,开路破碎系统优点是工艺流程简单、设备少、上程投资小、维护管理简单；缺点是产品粒度不均匀，效率低。,闭路破碎系统优点是产品粒度较均匀，破碎效率高。缺点是工艺流程复杂、设备多、一次性投资大、维护管理要求高。,2、破碎系统的级数,各种破碎机的破碎比总是有一定的范围，而生产过程中要求的破碎比一般都比较大，靠单台设备达到生产要求难度较大，将两台或两台以上的破碎机串联起来使用。串联使用的破碎机的台数称为破碎级数，有时也称为破碎段数。第一级破碎机的平均入料粒度和最后一级破碎机的出料平均粒度之比，称为总破碎比。总破碎比也可用各级破碎比的乘积表示：,四 粉碎理论 1 基本概念,
4、粉碎：利用机械力克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。 破碎：大料快变成小料块的过程。 粒度：物料颗粒的大小，表征粉碎程度。 粉碎分类（根据物料和操作性质）,物料能耗假说,粉碎能耗：粉碎机械传动中的能耗。 外力做的功消耗 已有假说： 表面积假说 体积假说 裂缝假说,经典粉碎能耗假说,表面积假说（适合微粉碎和超微粉碎） 粉碎能耗与粉碎后物料的新生表面积成正比 体积假说（适合于粗中粉碎） 物料粉碎所消耗的能量与物料的体积成正比 裂缝假说（适合于两者之间1-100 mm） 物料粉碎所消耗的能量与粉碎物料的直径平方根成反比,粉碎方法破碎机械的分类,1、粉碎方法,1）击碎：物料在瞬
5、间受到外来冲击力的作用被破碎。,2）压碎：在两个工作面之问的物料，受到缓慢增长的压力作用而被破碎的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎大块硬质物。,4）折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用而被破碎的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。 5）劈碎： 物料在曲个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的方法。此法多适用于破碎脆性物料。,3）磨碎： 物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各种形状的研磨体之间的摩擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。,2、粉碎机械分类,1）颚式破碎机：由于活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动，物料在两颚板之间被压碎。,2）圆锥式破碎机：外锥体是固定的，内锥体
6、被安装在偏心轴套里的立轴带动作偏心回转，物料在两锥体之间受到压力和弯曲力的作用而破碎。,3）辊式破碎机：,4）轮碾机：,5）锤式破碎机：,物料在两个作相对旋转的辊筒之间被压碎。若两个辊筒的转速不同时，还会起到部分磨碎作用,物料在转的碾盘上被圆柱形碾轮压碎和磨碎。,物料受到快速回转部件的冲击作用而被破碎。,破碎机械,水泥生产过程中，大部分原料要进行粉碎，如石灰石、黏土、铁矿石、煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济方便，合理选择破碎设备非常重要，物料入磨前，尽可能将大物料破碎至均匀、细小
7、的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高磨机产量，同时也有利于物料的均匀化，提高配料的准确性。,颚式破碎机,颚式破碎机是水泥厂常用的一种粗碎和中碎机械。 颚式破碎机的规格用进料口的宽度和长度(BLmm)表示，如PEF600900颚式破碎机，表示进料口宽度为600mm，长度为900mm的复杂摆动式颚式破碎机。,一、工作原理,颚式破碎机依靠活动颚板对固定额板作周期性的往复运动，当靠近时，物料在两块颚板间被压碎，当离开时，已被破碎的物料南于自重从破碎腔卸出。,二、类型及构造,1、简单摆动颚式破碎机,活动颚板以悬挂轴为支点作往复摆动，其运动行程以活动颚板的底部，即卸料口处为最大。,2、复杂摆动颚式破碎机,活
8、动颚板悬挂在偏心轴上，而活动颚板的底部则支撑在推力板上。当偏心轴转动时，活动颚板在其带动下作上下、左右的复杂的运动，故称复杂摆动式。,3、组合摆动颚式破碎机,活动颚板悬挂在偏心轴上，而其底部则支撑在与连杆铰接的两块推力板上。这种破碎机的活动颚板的顶端和底部分别具有简摆式及复摆式破碎机的结构特性，是二者的组合。,4、液压颚式破碎机,在连杆和推力板处各装一个液压装置，连杆上的液压油缸和活塞便于主电机的启动，而且当颚腔内掉入难碎物料时，能对破碎机的主要部件起到保险、保护的作用。推力板上的液压装置则用来调整出料口间隙的大小。,三、主要零部件,机架是由两个纵向侧壁和两个横向侧壁组成的刚性框架。机架在工作
9、中承受很大的冲击载荷，要具有足够的强度和刚度。中、小型破碎机一般整体铸造，大于1200mm x1500mm的颚式破碎机都采用上、下机架的组合形式。,1、机架,2、支承装置,支承装置主要用于支承偏心轴和悬挂轴，使它们固定在机架上。目前，支承装置一般都采用滚动轴承，以减小摩擦、方便维修和保证润滑。,3、破碎部件,颚板用于直接破碎物料，为了避免磨损，提高颚板使用寿命，在颚板和颚腔两侧一般都镶上衬板。在衬板与颚板之间，常常垫以塑性衬垫，以保持衬板与颚板紧密结合以及使衬板受力均匀。衬板采用强度高且耐磨的锰钢铸造。为了有效地破碎物料，衬板的表面常铸成波浪形和三角齿形，,4、传动机构,偏心轴是颚式破碎机的主
10、轴，是带动连杆或活动颚板作往复运动的主要部件，合金钢制造。悬挂轴采用合金钢或优质碳素钢制造。偏心轴的两侧分别装有飞轮和胶带轮，使动力负荷均匀，破碎机稳定运转。,5、拉紧装置,拉紧装置由弹簧、拉杆及调节螺母等组成。拉杆的一端绞接在动颚底部，另一端穿过机架壁的凸耳，用弹簧及螺母张紧。用拉紧机构使推力板与动颚、顶座之间保持紧密接触。在动颚工作行程中，弹簧受到压缩；在卸料行程中，弹簧伸张。拉杆借助弹簧拉力来平衡动颚和推力板向前摆动时的惯性力，使动颚及时向反方向摆动。,6、调节装置,颚式破碎机的出料口宽度，可以通过调节装置来调整。大、中型颚式破碎机的出料口宽度，是使用不同长度的推力板来调整的，通过在机后
11、壁与顶座之间垫上不同厚度的垫片来补偿颚板的磨损。小型破碎机通常采用楔铁调整方法。,7、保险装置,为保护活动颚板、机架、偏心轴等大型贵重部件免受损坏，一般都设有安全装置。 通常颚式破碎机的保险装置是将推力板分成两段，中间用螺栓连接，设计时将螺栓的强度设计得小些；也有的是在推力板上挖孔或用铸铁制造，当破碎机负荷过大时，推力板或其螺栓就会被断裂，活动颚板停止摆动，从而起到保险作用。液压颚式破碎机连杆处的液压装置也具有保险作用。,四、主要参数,1、钳角,颚式破碎机活动颚板与固定颚板之间的夹角a称为钳角。,钳角小，使破碎机的生产能力增加，但破碎比小。钳角大，可以增大破碎比，但会降低生产能力，同时落入颚腔
12、中的物料小易夹牢，可能被向上挤出不到破碎的目的。一般a=2233。,2、偏心轴转速,颚式破碎机偏心轴的转速直接反映活动颚板的摆动次数。在一定范围内，偏心轴的转速增加，生产能力随之增加；但是超过一定限度时，反而会使生产能力降低，并且电耗增加。经 理论推导，偏心轴的转速应为,n偏心轴的转速，rmin； s活动颚板下端水平行程，cm； a钳角,3、生产能力,颚式破碎机的生产能力Q(th)与被碎物料的性质(物料强度、硬度、粒度、堆积密度)有关，还与破碎机的性能和操作条件(供料情况、出料口大小)等因素有关。,锤式破碎机,一、构造、工作原理及类型,1、单转子锤式破碎机,破碎机由机壳、转子、篦条、打击板等部
13、分组成。机壳上部有加料口，下部有检修孔，以便于检修、调整锤头和篦条。圆弧状的卸料篦子安装在转子下部，篦条的排列方向与主轴平行，锤头与篦条之间的间隙可通过螺栓来调节。,结构特点：,2、双转子锤式破碎机,它有两根平行的主轴，其断面成正方形，主轴和挂锤体不需用键连接。两转子由单独的电动机带动作相向旋转。机壳上部的进料口处有两排弧形篦条。大块物料在弧形篦条上受到两组回转锤头的打击，通过弧形篦条落入破碎腔的小块物料继续被锤头冲击，直至能经卸料篦条卸出。,结构特点：,3、工作原理,锤式破碎机的主要工作部件为带有锤头的转子。主轴上装有锤架，在锤架上挂有锤头，锤头在锤架上能摆动大约120的角度，在机壳的下半部
14、装着篦条。为了保护机壳，在其内壁装着衬板。由主轴、锤架、锤头组成的旋转体称转子。当物料进入破碎机中，受到高速旋转的锤头的冲击而被破碎。物料获得能量后又高速撞向衬板而被第二次破碎。较小的物料通过篦条排出，较大的物料在篦条上再次受到锤头的冲击被破碎，直至能通过篦条而排出。,4、类型,1、按转子的数目，分单转子和双转子两类。 2、按转子的回转方向，分可逆式和不可逆式两类。 3、按锤头的排列方式，分为单排式与多排式两类。 4、按锤头的连接方式，分为活动锤式和固定锤式两类。 锤式破碎机的规格用转子的直径和长度表示。例如：20001200锤式破碎机，表明转子直径为2000mm，转子长度为1200mm。,二
15、、主要工作部件,1、锤头,锤头是直接击破物料的易损件，其材质应选用耐磨性能好、强度高的材料，一般常用优质高碳钢锻造或铸造而成，也可用高锰钢铸造。近来，采用高铬铸铁铸造的锤头获得了良好效果。,2、转子,锤式破碎机的转子是一个回转速度较快的部件。主轴是支承转子的主要零件，它承受较大的冲击力，要求主轴的材质具有较高的强度和韧性。锤架是用来悬挂锤头的，在运转时，锤架难免要与物料接触，因此也会造成磨损，所以锤架的材质也要求有一定的耐磨性。,3、篦条筛,篦条筛由算条支架、扁钢压板和篦条等组成。其主要作用是控制破碎产品的粒度；支承物料使其承受锤头的冲击和研磨等。 篦条的形状有三角形、矩形和梯形断面，一般为高
16、锰钢铸造或锻打而成。锻造篦条可以增加耐磨性和韧性。,篦条间隙一般做成向下扩散形，物料易通过，不易产生堵塞现象。,锤式破碎机的下部装有出料篦条，两端由可调节的悬挂轴支承。篦条的安装形式与锤头的运动方向垂直，锤头与篦条之间的间隙可通过螺栓来调节。在破碎过程中，合格的产品通过篦缝排出，未能通过篦缝的物料在算条上继续受到锤头的冲击和研磨作用，直至通过篦缝排出。 进料部分装有破碎板，它由托板和衬板等部件组成，用两根轴架装在破碎机的机体上，其角度可用调节丝杆进行调整，衬板磨损后可以更换。,4、篦条和破碎板,机壳由加料口、下机体、后上盖和侧壁组成，各部分用螺栓连接成一整体。机壳内壁装有锰钢衬板，下机体、侧壁及后上盖用钢板焊接而成，两侧外壁有用钢板焊接而成的轴承支架，以支持安装主轴的轴承。下机体前后两侧开有检修孔，以便于检修、调整和更换算条。,5、机壳,一般锤式破碎机都设有安全装置，为防止金属物件进入破碎机造成机械事故，在其主轴上装有安全铜套，带轮套在铜套上，铜套与带轮则用安全销连接，当破碎机内进入金属物件或过载时，销钉即被剪断，起到了保护作用
