第一章概述破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。

破碎机械所施加的机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。

对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。

在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使这成为规定尺寸的矿石或碎石。

在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的以便进一步加工操作。

通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。

所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。

表一物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）类别入料粒度出料粒度粗碎中碎细碎300～900100～35050 ～100100～35020～1005～15制备水泥、石灰时、细碎后的物料，还需进一步粉磨成粉末。

按照粉磨程度，可分为粗磨、细磨、超细磨三种。

所采用的粉磨机相应地有粗磨机、细磨机、超细磨机三种。

在加工过程中，破碎机的效率要比粉磨机高得多，先破碎再粉磨，能显著地提高加工效率，也降低电能消耗。

工业上常用物料破碎前的平均粒度 D刁民破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）i=D d为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为公称破碎比。

在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的0.7～0.9。

每各破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是i=3～30。

如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机械串连加工，称为多级破碎0i 。

多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是1i ，2i ，ni。

则总破碎比是i =1i 2ini由于破碎机构造和作用的不同，实际选用时，还应根据具体情况考虑下列因素； 1) 物料的物理性质，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等； 2) 成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力；3) 技术经济指标，做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度节省费用。

第二章 物料破碎及其意义2．1 物料破碎及其意义从矿山开采出来的矿石称为百年原矿。

原矿是由矿物与脉石组成的，露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在200～1300mm 之间，地下矿开采出来的原矿最大粒度一般在200～600mm 之间，这些原矿不能直接在工业中应用，必须经过破碎和磨矿作业，使其粒度达到规定的要求、破碎是指将块状矿石变成粒度大于1～5mm 产品的作业，小于1mm 粒度的产品是通过磨碎作业完成的。

2．1．1 破碎的目的（1）制备工业用碎石大块石料经破碎筛分后，可得到各种不同要求粒度的碎石。

这些碎石可制备成混凝土。

它们在建筑、水电等行业中广泛应用。

铁路路基建造中也需要大量的碎石。

（2）使矿石中的有用矿物分离矿石有单金属和多金属，而且原矿多为品位较低的矿石。

将原矿破碎后，可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离，作为选矿的原料，除去杂质而得到高品位的精矿（3）磨矿提供原料磨矿工艺所需粒度大于1～5mm 的原料，是由破碎产品提供的。

例如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中，都是由破碎工艺提供原料，再通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。

2．1．2 破碎工艺最终破碎粒度是根据产品的用途确定的。

需要进行磨矿作业的矿石，应考虑到破碎与磨矿总成本较低来确定破碎产品的粒度。

一般较适宜的粒度为10～25mm 。

把原矿粒度与破碎产品的粒度的比，称为总破碎比，若露天矿开采出来的原矿粒度为200～1300mm 则破碎作业的总破碎比的范围为：maxi = = =30 min i = = 20025=8 一台破碎机只能在一定限度的破碎比下才有合理的结构，才能最有效地工作，因此使一台破碎机达到这样的破碎比是很有困难的。

各种破碎机的破碎比范围见表maxmin Dd 30010min maxDd二。

可见，要把原矿破碎到需要的粒度，必须将若干台破碎机串连进行分段破碎。

总破碎比等于各段破碎比的乘积、为了发挥串联破碎机的破碎能力，不使小块矿石进入破碎机反复进行破碎，因此将破碎与筛分有机结合，构成合理的破碎工艺流程。

表二各类破碎机的破碎比破碎机型式流程类型破碎机范围颚式破碎机的旋回破碎机开路35标准圆锥破碎机开路35标准圆锥破碎机（中型）闭路48短圆锥破碎机开路36短圆锥破碎机闭路48图2-1为一段破碎机机流程图，原矿经固定筛分后，筛上大块物料进入颚式破碎机2，筛下物颚式破碎机2的产品一起经振动筛3筛分；筛上物经圆锥破碎机4破碎，筛下物和圆锥破碎机4的产品一起经振动5筛分；筛下物作为磨机8的原料，落入矿仓7，筛上称进入圆锥破碎机6破碎，破碎机6与振动筛5构成封闭系统进行反复破碎、筛分，该系统称为封闭破碎系统。

颚式破碎机2和圆锥破碎机4的产品，均经筛分后进入下一流程，故称开路破碎。

图2-1，1—固定筛 2 -- 颚式破碎机3、5—振动筛4、6-- 圆锥破碎机7 –矿仓 8- 磨机2．2 破碎物料的性能及破碎比2．2．1 粒度及其表示方法矿块的大小称为粒度，由于矿块形状一般是不规则的，需要用几个尺寸计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。

（1）平均直径d矿块的平均直径用单个矿块的长、宽、厚平均值表示。

d=(L+b+h)3 (2-1) 式中 L---矿块的长度（mm ）b---矿块的宽度（mm ） h---矿块的厚度（mm ） 式用长、宽的平均值表示：d= ()L+b 2 （2-2）平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸以确定破碎比。

（2） 等值直径w d矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。

等值直径是将细料物料颗粒作为球体来计算的。

w d =A6v⨯∏=1.24A m ρ（2-3） 式中 m---矿料质量（kg ）ρ---- 矿物密度kg /3m V---- 矿料的体积（3m ）；（3） 粒级平均直径d对于由不同粒度混合组成的矿粒群，通过用筛分方法来确定矿粒群的平均直径，例如上层筛孔尺寸为1d ，下层筛孔尺寸为2d ，通过上层而留在下层筛上的物料，其粒度既不能用也1d 不能用表示。

当粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过2=1.414时，可用粒度平均直径表示，即d= 12()2d d + (2-4)否则用1d ~2d 表示粒级。

2．2．2 破碎产品的粒级特性破碎产品都是由粒度不同的各种矿石矿粒所组成，为了鉴定破碎产品的质量和破碎机的破碎效果，必须确定它们的粒度组成和粒度特性曲线，确定混合物的粒度组成，通常采用筛分公检法（简称筛析）。

筛析一般采用标准筛，筛面使用正方形筛孔的筛网。

我国通常采用泰勒标准筛，其筛孔大小用网目表示，它指一英寸长度（一英寸等于25.4mm ）内所具有的筛孔数目。

这种筛子是以200目作为基本筛（2=1.414）和补充筛比（42=1.189）,筛孔的尺寸可根据筛比计算。

例如，基本筛的上一基本筛为150目筛子的筛孔尺寸，可用基本筛的筛孔乘以基本筛为0.0742⨯=0.105mm。

若计算两筛之间的补充筛孔尺寸，则用基本筛的筛孔尺寸乘以补充筛比得到。

即0.074⨯42=0.088mm.我国尚无用于破碎机的产品粒度分析标准，在实际测试时，各厂家厂家使用的筛孔形状（方孔或圆孔）及序列也不尽相同。

如果参照泰勒标准筛关于基本筛比的规定来确定筛孔序列，即各筛间的筛比天有不大于2，就可以将上、下两筛间的产品粒度，用粒度平均直径表示这对于分析粒级特性显然是很方便的。

因此推荐表三的粒级序列供参考。

表三各破碎机产品的筛析筛的粒级序列型号PE-150X250PE-250X400PE-400X600PE-500X750PE-600X900PE-750X1060PE-900X1200粒度系列0-3 0-3 0-10 0-10 0-20 0-20 0-303-5 3-5 10-14 10-14 20-28 20-28 30-425-7 5-7 14-20 14-20 28-40 28-40 42-607-10 7-10 20-28 20-28 40-57 40-57 60-8510-14 10-14 28-40 28-40 57-80 57-80 85-120 14-20 14-20 40-57 40-57 80-115 80-115 120-170 20-28 20-28 57-80 57-80 115-163 115-160 >170>28 28-40 80-110 80-110 >163 >16340-55 >110 110-155>55 >155注：筛孔最大尺寸以其残留景不超过5%来确定根据筛分结果，可以对产品（或原矿）的粒度特性进行分析。

粒度特性用粒度特性曲线来表示，纵坐标表示套筛中各筛的筛上物料质量的累积百分数（简称筛上量累积产率%），横坐标或有筛孔尺寸与最大之比，或用筛孔尺寸与排矿口之比（%）表示。

图2-2a所示为物料粒级特性曲线，任意两纵坐标之差，就表示在横轴上相应两点间物料粒级的产率。

由图可知，难碎性矿石的粒级曲线运动呈凸形，这表明矿石的粗级物料占多数。

中等可碎性矿石的粒级曲线2近似直线。

这表明各种粒级所占的产率大致相等。

易碎性矿石的粒级曲线3呈凹形，这表明矿石中的中等粒度的物料占多数。

该粒级曲线可以分析比较各种矿石破碎的难易程度。

由于横坐标比值不能反映产品绝对尺寸的粒级分布情况，因此在检查同型号不同破碎机的破碎效果并强调可比性时，只有筛孔最大尺寸及破碎物料相同时才有比较价值。

当破碎机性能差别较大时，按筛子上残留量不大于5%所确定的筛孔最大尺寸也不相同。

因此用该曲线来分析破碎机的破碎效果并不方便。

图2-2b的横坐标表示筛孔尺寸与排矿石之比。

当同型号各个破碎机的排矿口尺寸破碎物料相同时，该粒级特性曲线可以检查破碎机的破碎效果。

图2-2a 筛孔尺寸与最大粒之比图2-2b 物料尺寸排矿口之比1—难碎性矿石 2—中等可碎性矿石3—易碎性矿石2.2.3矿石的破碎及力学性能机械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块物料分裂成若干小块。

若矿石是脆性材料，它在很小的变形下就会发生破裂、机械破碎矿石有以下几种方法：1)压碎将矿石置于两个破碎表面之间，施加压力后矿石因压力达到其抗压强度限而破碎（图2-3a）。