【正文】 C—與物料性質(zhì)、形狀、密度有關(guān)的系數(shù)； 破碎后產(chǎn)品的調(diào)和平均直徑，m。破碎前物料的調(diào)和平均直徑，m。由于=i,所以上式又可寫成： 式中 i—粉碎比。 由式可知，當(dāng)被破碎物料的調(diào)和平均直徑一定時，破碎功與i1之值成正比；若被破碎物料的調(diào)和平均直徑不同而破碎比相同時，則破碎功與被破碎物料的調(diào)和平均直徑成反比。實(shí)踐也證明，當(dāng)粉碎比一定時，被破碎物料的粒徑越小，破碎所消耗的能量越大。表面積假說主要是從破碎物料新生成表面積的多少來推導(dǎo)能量消耗量的，它忽略了被破碎物料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物理機(jī)械性質(zhì)，因此它對于破碎比大、新生表面積多的物料的粉磨過程比較適用。（2）體積假說這是基克（Kick）于1885年提出來的，又稱基克假說。體積假說認(rèn)為：在相同技術(shù)條件下，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，破碎消耗的能量與被破碎物料的體積或質(zhì)量成正比。根據(jù)物體受外力而引起變形的結(jié)果來看，當(dāng)物體受外力后必然在內(nèi)部引起應(yīng)力。隨著外力的增加，物體的應(yīng)力及變形亦隨之增大，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到物料的強(qiáng)度極限時，則外力稍微增加即可使物料破壞。對于脆性巖石而言，物體所受外力與形變符合直線關(guān)系。體積假說的普遍式如下： 式中 A—破碎體積為V的物料所需的能量，J； 物料變形時所產(chǎn)生的應(yīng)力，Pa； V—形變物料的體積，； E—物體彈性模量，Pa。根據(jù)破碎功與被破碎物料質(zhì)量成比例的關(guān)系，又可推導(dǎo)出另一表達(dá)式： 式中 W—物料的破碎功，J/kg； 破碎前物料的幾何平均直徑，m；破碎后產(chǎn)品的幾何平均直徑，m；K—與物料性質(zhì)、強(qiáng)度等有關(guān)的系數(shù)。體積假說只是考慮物料變形所消耗的能量，它只能近似地計算粗碎和中碎時能量能耗。應(yīng)當(dāng)指出的是：前述的那兩個假說的出發(fā)點(diǎn)是不同的，而且是把破碎的物料放在“理想”條件下研究的，忽略了很多相關(guān)的因素。因此，只靠理論計算來確定粉碎功是不可靠的，必須廣泛的利用一些實(shí)驗(yàn)資料。（3）裂紋理論這是邦德（）于1952年提出來的，又稱邦德理論。邦德理論的內(nèi)容是：粉碎物料所消耗的能量與新產(chǎn)生的顆粒直徑或邊長的平方根成反比。其基本公式如下：式中 W—粉碎單位物料所需的功，KWh/t； 粉碎前物料尺寸，用80%通過篩孔的孔徑表示，mm；粉碎后產(chǎn)品尺寸，用80%通過篩孔的孔徑表示，mm；邦德工作指數(shù)。邦德工作指數(shù)表示1t物料從理論上無限大的粒度粉磨到80%通過100μm方孔篩所需的KWh數(shù)。因此，用上式計算粉磨消耗時，應(yīng)進(jìn)行單位換算。表面積假說的出發(fā)點(diǎn)只考慮生成新面積的多少，而對其他條件完全忽略。體積假說只是考慮物料變形所消耗的能量，而完全沒有考慮生成新表面積。表面積假說和體積假說，都只能適用于一定范圍。在破碎和粉磨的中間情況時，兩者都不能給出準(zhǔn)確的結(jié)果。裂紋理論是介于二者之間，能在比較廣泛的粒度范圍內(nèi)適用，既適用破碎作業(yè)，也適用于粉磨作業(yè)。邦德工作指數(shù)值是通過試驗(yàn)得出來的，因此它更切合實(shí)際地解釋了物料破壞的實(shí)質(zhì)，而且與實(shí)際結(jié)果也比較符合。 熟料破碎機(jī)用于破碎各種中硬且磨蝕性弱的物料。其物料的抗壓強(qiáng)度不超過100MPa，含水率小于15%。被破碎物料為水泥熟料、煤、鹽、白堊、石膏、磚瓦、石灰石等。還用于破碎纖維結(jié)構(gòu)、彈性和韌性較強(qiáng)的碎木頭、紙張或破碎石棉水泥的廢料以回收石棉纖維等等。熟料破碎機(jī)屬于錘式破碎機(jī)中的一種。熟料破碎機(jī)不僅可用于破碎生產(chǎn)線，也可在選礦生產(chǎn)線中替代圓錐式破碎機(jī)。熟料破碎機(jī)的主要工作部件為帶有錘子（又稱錘頭）的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、錘盤、錘軸和錘頭組成。電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給料口給入機(jī)內(nèi)，受高速運(yùn)動的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。在轉(zhuǎn)子下部，設(shè)有篩板、破碎物料中小于篩孔尺寸的粒級通過篩板排出，大于篩孔尺寸的粗粒級阻留在篩板上繼續(xù)受到錘子的打擊和研磨，最后通過篩板排出機(jī)外。 (1) 結(jié)構(gòu)新穎、獨(dú)特、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(2) 能量消耗小、生產(chǎn)能力高、破碎比大（一般為1025，高者達(dá)50）。(3) 設(shè)備體積小，操作簡便、安裝和維修方便。(4) 具有整形功能、產(chǎn)品呈立方狀，堆積密度大。(5) 生產(chǎn)過程中，石料能形成保護(hù)底層，機(jī)身無磨損，經(jīng)久耐用。(6) 少量易磨損件用特硬耐磨材質(zhì)制成，體積小、重量輕、便于更換配件。熟料破碎機(jī)機(jī)的概述：熟料破碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭沖擊物料，使其沿物料的自然裂隙、層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破碎的破碎機(jī)械。熟料破碎機(jī)按其破碎作用的方式可以分為兩類：一類是高速機(jī)械式破碎機(jī)，依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件（棒或錘等）沖擊或打擊顆粒，使其破碎，第二類是氣流磨，利用高速氣流或過熱蒸汽使顆粒加速、相互沖擊、碰撞或與器壁沖擊碰撞而被破碎設(shè)兩個質(zhì)量分別為、的顆粒，碰撞前后的速度分別為、和、根據(jù)力學(xué)原理有：== 式中： P沖擊力。由上面兩式可得：在碰撞時，碰撞的顆粒因受到壓縮的作用要產(chǎn)生變形。對于理想的彈性體，它們最初變形是不損失能量；對于理想的剛性體，則要損失能量。對于脆性物料（大多數(shù)礦物是脆性物料），可以說碰撞的能量幾乎都損失了，這一能量損失正是顆粒破碎的原因。如果碰撞的能量超過了破碎的能量，顆粒將被破碎。碰撞中的能量或者破碎能可以通過以下公式來計算，設(shè)計沖擊碰撞后，兩個顆粒具有相同的速度u，則有：碰撞后，兩顆粒的動能為：碰撞前的動能為：能量損失，即破碎能為：這里，旋轉(zhuǎn)葉輪的質(zhì)量相對于顆?？梢暈闊o限大（=），且被破碎顆粒的沖擊前的速度相對于高速旋轉(zhuǎn)葉輪來說可視為0（即=0）,則如前所述，顆粒的相對速度決定破碎能，礦物破碎的速度可通過下式來計算：式中： E楊氏模量； σ破碎或破碎強(qiáng)度； δ顆粒的密度； m顆粒的質(zhì)量。 由上式得： 引進(jìn)材料中聲速的通用公式，得到： 由上式說明，能夠?qū)е骂w粒破碎的沖擊速度似乎與顆粒的大小無關(guān)。但是，實(shí)際情況是，顆粒的強(qiáng)度隨顆粒粒度的減小而增大，因此粒度減小后，顆粒中的缺陷減少，這一點(diǎn)在破碎中尤為重要。通過以上分析可知在破碎過程中，隨著破碎進(jìn)程的深入，破碎粒度缺陷的減小，單位物料的破碎能耗在不斷增加。因此分級破碎不僅合理利用了破碎空間，而且由于轉(zhuǎn)子不同的線速度還可加速破碎效率。4 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定（1）電動機(jī)功率的確定功率的計算主要根據(jù)破碎能耗類比計算得來的。破碎物料時，破碎工具對顆粒物料施力，當(dāng)作用力超過顆粒之間的結(jié)合力時，導(dǎo)致破碎。外力做的功稱為破碎能耗。外力做的功主要消耗于以下幾方面：① 破碎機(jī)械傳動中的能耗；② 顆粒在破碎發(fā)生之前的變形能；③ 破碎產(chǎn)品新增表面積的表面能；④ 顆粒表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所消耗的能，如錯位產(chǎn)生表面活性點(diǎn)，表面形成無定性層或氧化物層；⑤ 晶體結(jié)構(gòu)變化所消耗的能；⑥ 磨礦介質(zhì)之間的摩擦、振動及其它能耗。根據(jù)本設(shè)計的要求，利用表面積假說，破碎重量的能耗為： ()=10()10=10(J)式中： k物料的破碎能耗；以＃325號水泥為例，屬于中硬物料，105J/kg。所以破碎功率可以近似計算，由公式：W=得 () W==（kw）同時，根據(jù)相似的錘式破碎機(jī)的功率計算式為： ()式中：——系數(shù)，對于大型破碎機(jī)=～,中型破碎機(jī)取=,小型破碎機(jī)取=。轉(zhuǎn)子直徑（m）；轉(zhuǎn)子長度（m）；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r/min）。（Kw）查閱同類已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其功率一般取110kw,故取電動機(jī)的功率為110kw。（2）根據(jù)破碎機(jī)的特點(diǎn)和工作環(huán)境，選取YR315L28(IP44)型三相異步電動機(jī)額定功率：110kw 滿載轉(zhuǎn)速：115r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：m最大轉(zhuǎn)矩：m 質(zhì)量：1210kgYR系列（IP 44）三相封閉式繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用：具有起動轉(zhuǎn)矩高、啟動電流小的優(yōu)點(diǎn)，由于其結(jié)構(gòu)型式為封閉式，因此可以在塵土飛揚(yáng)、水土飛濺的環(huán)境中使用，在比較潮濕及有輕微腐蝕性氣體的環(huán)境中也較防護(hù)性為佳。非常適用于冶金礦山、水泥生產(chǎn)設(shè)備。 確定傳動方案根據(jù)熟料破碎機(jī)的功能要求，和以往的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，傳動方式選擇帶傳動。圖41為熟料破碎機(jī)帶傳動的機(jī)構(gòu)簡圖。圖41 熟料破碎機(jī)帶傳動機(jī)構(gòu)簡圖帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)：1）適合于中心距較大的傳動；2）能緩和載荷沖擊；運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；3）過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；（具有過載保護(hù)作用）；4）結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；5）傳動外廓尺寸較大；6）需要張緊裝置；7）傳動效率較低；8）不能保持準(zhǔn)確的傳動比；9）帶的壽命較短。 轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有轉(zhuǎn)子直徑D和長度L。其直徑一般根據(jù)物料的尺寸來確定?！?。大型破碎機(jī)取較小的比值。轉(zhuǎn)子的長度值視破碎機(jī)的生產(chǎn)能力而定。一般取轉(zhuǎn)子直徑與長度之比D／L=～2，物料抗，物料抗沖擊力較大時應(yīng)選取較大的比值。熟料破碎機(jī)的規(guī)格也用D/L確定。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是破碎機(jī)的重要工作參數(shù)，影響破碎機(jī)的破碎效率和生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)子的速度n= ()式中 v—— 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s。轉(zhuǎn)子的圓周速可以根據(jù)待破碎物料的性質(zhì)，按式()計算 ()式中 g—— 重力加速度，m/s2；y—— 物料密度，取y= kg/m；б——物料的抗壓強(qiáng)度，取 =Pa；E—— 物料的彈性模量，E=Pa。由于式()沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這2個因素，所以按上式計算的轉(zhuǎn)子圓周速度只能作為選取時參考。目前錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子圓周速度為18～70m/s。一般中小型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為750～1 500 r/min；圓周速度為25～70 m/s；大型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為200～350 r/min；轉(zhuǎn)子的圓周速度為18～25 m/s。速度愈高，破碎產(chǎn)生的粒度愈小，錘頭及襯板、蓖條的磨損越大，功率消耗也隨之增加。從設(shè)備制造角度來看，高轉(zhuǎn)速對機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求也隨之增高，而且錘頭磨損與轉(zhuǎn)子圓周速度成正比，所以在滿足產(chǎn)品粒度要求的情況下，轉(zhuǎn)子圓周速度應(yīng)選取偏低值。轉(zhuǎn)子速度直接影響著物料破碎效果，在設(shè)計過程中要充分考慮物料性質(zhì)、破碎形式等方面的影響，參考已有設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在保證高效、低能耗要求的前提下，綜合以上因素主軸轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速設(shè)計為294r/min。破碎轉(zhuǎn)子的圓周速度對破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品細(xì)度，破碎比的大小起著絕對性的作用。實(shí)踐證明，隨著轉(zhuǎn)子圓周速度的提高，生產(chǎn)能力和破碎比都顯著提高，產(chǎn)品粒度也向著細(xì)化的方向發(fā)展，其中，進(jìn)料塊度大的細(xì)度變化顯著。但隨著轉(zhuǎn)子的速度的增大，功率消耗也增加，破碎塊的磨損也增加。在熟料破碎時，一般圓周速度為15～30m/s，由此，可取破碎轉(zhuǎn)子即破碎盤的圓周線速度為15m/s。 由= () =15m/s時 === =30m/s時 ====由此可知：～因此，根據(jù)設(shè)計尺寸需要取破碎轉(zhuǎn)子直徑為1030mm。圓周速度（即錘緣線速度）取16m/s，符合熟料破碎機(jī)的設(shè)計要求和尺寸要求。根據(jù)需要破碎的熟料尺寸和熟料破碎機(jī)的工作能力而定，進(jìn)料口裝配上法蘭，由于本臺熟料破碎機(jī)為水泥生產(chǎn)線上的其中一臺設(shè)備，因此生產(chǎn)線中的熟料破碎機(jī)的上臺設(shè)備和熟料破碎機(jī)中有管道和熟料破碎機(jī)的接口處的法蘭連接。其尺寸為4935mmx2424mm。5 熟料破碎機(jī)工作部分零件設(shè)計錘頭是錘式破碎機(jī)的主要工作零件。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大影響。錘頭動能的大小與錘頭質(zhì)量成正比，動能越大，即錘頭質(zhì)量越大，破碎效率愈高，能耗也愈大。圖中的(a)、(b)、(c)是輕型錘頭，－15kg，多用來破碎粒度為100－200mm的軟質(zhì)和中等硬度物料，其中（a）、（b）兩種兩端帶空，磨損后可以調(diào)換使用4次，而(c)只能調(diào)換使用2次。圖中的(d)為中型錘頭，質(zhì)量為30－60kg，用來破碎8001000mm的中等硬度物料。圖中的(e)和(f)是重型錘頭，質(zhì)量為50－120kg，主要用來破碎大塊堅硬物料。本型號的錘式破碎機(jī)主要是設(shè)計中型的錘頭。 錘 頭由于錘式破碎機(jī)的錘頭是通過鉸接懸掛在錘盤上，所以正確地選擇錘頭對破碎效率和能量消耗都有很大作用。如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若是選得過大，則無用功率消耗過大。因此，錘頭質(zhì)量一定要滿足錘擊一次使物料破碎，并使無用功率消耗達(dá)到最小值，同時還必須不使錘頭過度向后偏倒。錘頭重量也是延長錘頭使用壽命， 減少金屬耗量的主要參數(shù)之一。錘頭重量選擇合適，錘頭一次就能把物料擊碎，若選擇不當(dāng)，則事倍功半。錘頭重量的選擇應(yīng)根據(jù)錘頭的形狀及錘式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力。根據(jù)動量守恒原理，錘頭打擊