破碎理論是在破碎機(jī)出現(xiàn)很長一段時(shí)間后才開始進(jìn)行研究的學(xué)說，今天我們就一起了解破碎的定義和破碎的理論學(xué)說。

破碎的定義

利用外力將大顆粒變成小顆粒物料的過程稱為物料破碎，其使用的相應(yīng)設(shè)備稱為破碎機(jī)。破碎機(jī)被廣泛用于冶金、礦山、煤炭、水利、建筑、建材、環(huán)保和化工等行業(yè)，據(jù)資料的統(tǒng)計(jì)分析，在大型選礦廠，用于破碎粉磨的生產(chǎn)費(fèi)用通常占全部費(fèi)用的50％以上，其投資約為選礦廠投資的50％一60％，由此可看出，其在相應(yīng)生產(chǎn)工藝中起著極其重要的作用。更為重要的是，破碎過程還決定著后續(xù)工藝能否有效能進(jìn)行。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，這些行業(yè)每年所需經(jīng)過碎磨工藝處理的物料呈現(xiàn)幾何級數(shù)增加，物料碎磨的作業(yè)日益顯示其重要性。影響破碎過程的因素有很多，都與破碎設(shè)備性能相關(guān)聯(lián)。因此，設(shè)備性能的優(yōu)劣將極大地影響到工作效率和能耗的高低。基于設(shè)備的節(jié)能降耗，提高碎磨設(shè)備工作效率，不斷優(yōu)化碎磨作業(yè)，從而提高相關(guān)工業(yè)部門的經(jīng)濟(jì)效益，深入研究破碎理論并研制開發(fā)新型、效率高、節(jié)能和環(huán)保的現(xiàn)代碎磨設(shè)備具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。文中對破碎理論及破碎機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并針對目前存在的問題提出了我國破碎機(jī)行業(yè)的節(jié)能環(huán)保發(fā)展方向。

破碎理論和破碎機(jī)的研究現(xiàn)狀

破碎理論的研究現(xiàn)狀針對破碎作業(yè)，許多學(xué)者試圖采用定量分析的方法，建立破碎理論假設(shè)，揭示能量消耗與物料粉碎狀態(tài)之間的內(nèi)在聯(lián)系。在破碎理論的研究上，主要有三大粉碎功耗學(xué)說一。及在三大學(xué)說的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的相關(guān)學(xué)說。

面積學(xué)說

Von Rittinger P R于1867年提出了有名的面積學(xué)說，認(rèn)為外力破碎物體所做之功將轉(zhuǎn)化為新生表面積上的表面能，故粉碎能耗與粉碎時(shí)新生表面積成正比，即粉碎單位質(zhì)量物料的能耗與新生的比表面積成正比。
面積學(xué)說著重在物料破碎后的新生表面積，面積學(xué)說理論認(rèn)為破碎功全都是用來克服新生表面物料原分子之間的內(nèi)聚力。這一理論在較大破碎比時(shí)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合。

體積學(xué)說

吉爾皮切夫和基克(1885年)認(rèn)為，外力粉碎物料所作的功，完全用于使物料發(fā)生變形，當(dāng)變形能儲至極限，物料即被破壞。即為使幾何相似的同種物料，粉碎成形狀相同的產(chǎn)品，所需的功與它們的體積或質(zhì)量成正比。
體積學(xué)說以彈性理論為基礎(chǔ)，著重在于分析物料受外力作用而發(fā)生變形的程度。體積學(xué)說對物料的其他性質(zhì)，如表面形狀、質(zhì)地等未考慮。故一般較符合物料的壓碎和擊碎過程。

裂縫學(xué)說

1952年Bond FC根據(jù)一般碎礦和磨礦設(shè)備得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了經(jīng)驗(yàn)公式：隨后Bond FC對建立的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行進(jìn)一步的解釋：破碎礦石時(shí)，外力作用的功首先使物體發(fā)生變形，當(dāng)局部變形超過臨界點(diǎn)，即生成裂口，裂口形成之后，儲在物體內(nèi)部的形變能使得裂口擴(kuò)展并生成斷面。提出了有名的裂縫學(xué)說，即破碎物料所消耗的能量與物料的直徑或邊長的平方根成反比。由于巖礦是具有裂縫和缺陷的非均勻固體，因此巖礦實(shí)際承受的極限破碎應(yīng)力應(yīng)小于其理論強(qiáng)度?；诖嘈晕锪系某叽缧?yīng)及韋布爾的統(tǒng)計(jì)推斷，HolmsJA對脆料的破碎進(jìn)行了相應(yīng)的理論研究。當(dāng)Ⅳ分別取2，1和1.5時(shí)，就可分別得到Y(jié)onRittingerPR提出的面積學(xué)說公式，爾皮切夫與基克的體積學(xué)說公式和BondFC的裂縫學(xué)說公式。由于面積與體積破碎理論所建立的功耗數(shù)學(xué)模型過于簡單，不能全面反料粉碎的實(shí)際情況，而BondFc理論來自試驗(yàn)數(shù)據(jù)的提煉與總結(jié)，故物料粉碎的能耗與產(chǎn)品粒度的關(guān)系也較符合實(shí)際情況。

其它破碎理論

kavovaK將破碎過程看作一個(gè)物理化學(xué)過程來研究，認(rèn)為破碎過程一個(gè)不可逆的熱力學(xué)過程。1979年初次從熱力學(xué)的角度研究了破碎系統(tǒng)的內(nèi)能、熵、自由焓等參數(shù)的變化規(guī)律，并建立了熱力學(xué)能量平衡方程。以三大粉碎功耗學(xué)說為代表的傳統(tǒng)破碎理論在粉碎領(lǐng)域中起著重要的指導(dǎo)作用，促進(jìn)了物料破碎技術(shù)的發(fā)展。但三大粉碎功耗理論都有各自的適用范圍，具有一定的片面性，已不能滿足破碎工業(yè)的發(fā)展。因此，建立完整的、系統(tǒng)的粉碎功耗理論，全面揭示物料粉碎的機(jī)理成為必要。