【正文】 8 所示。以概率篩分法為基礎(chǔ)設(shè)計的振動篩稱為概率篩或莫根森篩。 旋轉(zhuǎn)概率篩工作時不振動，只轉(zhuǎn)動．篩縫比篩分粒度大得多，具有顯著的概率篩分效應(yīng)，故稱為旋轉(zhuǎn)概率篩其結(jié)構(gòu)原理如圖 l243 所示。 立式圓筒篩的結(jié)構(gòu)原理如圖l245所示。為平衡篩筒作圓運動時所產(chǎn)生的離心慣性力，在曲軸上裝有配重 8 。當(dāng)兩質(zhì)體相差二相位振動時，任意兩根相鄰橫梁時而靠近，時而遠(yuǎn)離，彈性篩面也相應(yīng)時而松弛，時而張緊，即篩面隨篩箱作牽連運動的同時，還相對篩箱作相對運動。 第 3章 破碎及破碎機械 概述 破碎是在外力作用下使大塊物料變成小塊物料的過程。然而，由于選煤廠和選礦廠在所破碎物料的物理機械性能和破碎產(chǎn)品粒度要求方面存在較大區(qū)別，兩者在破碎機選型等方面有明顯差異。琴弦篩的篩框結(jié)構(gòu)、激振器的類型、運動軌跡等并無專門特征，目前已有多種產(chǎn)品，許多廠、礦把原有的振動篩改換成琴弦篩面，取得了較好的工藝效果。選煤廠和選礦廠主要是采用機械能破碎。劈裂的原因是由于劈裂平面仁的拉應(yīng)力達到或超過礦石拉伸強度極限。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達到礦石的彎曲強度時，礦石即被折斷。這種方法多用于小塊物料的細(xì)磨。 礦石破碎過程中所表現(xiàn)出來的抵抗外力的強度大小，稱為礦石破碎的難易程度。 影響礦石破碎難易程度的最主要因素是礦石的硬度。 中硬礦石通常用石英代表，其可碎性系數(shù)與可磨性系數(shù)均為 1 。顯然， f 值越大，礦石越堅固，也越難破碎。不同礦物集合體之間的結(jié)合力比同種礦物內(nèi)部的結(jié)合力要?。辉谕瑯拥牡V物集合體內(nèi)，晶體面上的結(jié)合力比晶體內(nèi)部的要小。它表征了物料破碎的程度。 若由式 (132 )計算破碎比，圖中所示兩個破碎過程的破碎比相同，但凹形曲線 2 的產(chǎn)物要比凸形曲線 1 的產(chǎn)物含更多的細(xì)顆粒，所以完成曲線 2 所示的破碎要比完成曲線 1 所示的破碎消耗更多的能量。確定混合物料的粒度組成，通常采用篩分分析的方法 ( 簡稱篩析 )進行篩析時，從被篩析的物料中稱出適量的試樣。粒度特性曲線表示產(chǎn)率和物料粒度之間的關(guān)系。 從圖 133 到圖 138表示的粒度特性曲線中可以看出，難碎性礦石的粒度特性曲線 l 都是凸形曲線，這表明礦石中粗粒級物料占多數(shù)；中等可碎性礦石的粒度特性曲線 2 都近似于直線，這表明各種粒級所占的產(chǎn)率大致相等；易碎性礦石中粒度特性曲線 3 都是凹形曲線，這表明礦石中細(xì)粒級物料占多數(shù)。為滿足這一粒度要求，有兩種常用破碎系統(tǒng)，一種是帶有準(zhǔn)備篩分的開路系統(tǒng)，如圖 139(a) ；另一種是帶有檢查篩分的閉路系統(tǒng)，如圖 139(b)。過粉碎還將加快設(shè)備的磨損和增加無謂的功耗，所以應(yīng)盡量避免。這些脆弱斷面在物料塊被破碎后就不存在了，所以在物料破碎過程中，脆弱點和脆弱面逐漸消失。 面積假說 破碎理論的面積假說是由德國學(xué)者 P. R. 雷廷格 (P. R. Rittinger)于 1867 年提出的，這是最旱的系統(tǒng)的破碎理論。體積假說認(rèn)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，其破碎功耗與被破碎物料塊的體積或質(zhì)量成正比，或內(nèi)力的單元功 dA2與破碎物料塊的變形體積的微量 dV 成正比。裂縫假說認(rèn)為破碎礦石時，外力首先使物料塊產(chǎn)生變形，外力超過強度極限以后，物料塊就產(chǎn)生裂縫而破碎成許多小塊。這些公式只能用于破碎和磨碎過程的定性研究要準(zhǔn)確地選擇破碎機和磨礦機的電動機功率，必須在理論計算的基礎(chǔ)上廣泛地利用實驗資料三種假說都從某個角度解釋了破碎的某一階段。根據(jù)試驗研究證實： 粗碎時新生表面積不多，體積假說較為準(zhǔn)確，裂縫假說結(jié)果不可靠；細(xì)碎時 (破碎到 10μm 以下時 )裂縫假說求得的數(shù)據(jù)過小，此時新生表面積增加，表面能是主要的，面積假說較為準(zhǔn)確；在粗碎與細(xì)碎之間的廣泛范圍內(nèi)，裂縫假說比較適用，因為榜德的經(jīng)驗公式是根據(jù)一般破碎設(shè)備得出結(jié)論，所以在中等破碎比情況下與它大致相符。 ② 選擇破碎或磨碎機械測出礦石的功指數(shù) Wi，可以計算設(shè)計條件下的需用功率，從需用功率的容量上選擇破碎或磨碎機械。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型、高效的破碎設(shè)備正在逐漸出現(xiàn)并開始應(yīng)用在工業(yè)中應(yīng)用的破碎設(shè)備種類繁多，其分類方法也有多種。 破碎機可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機和沖擊式破碎機。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維護方便等優(yōu)點，在冶金、建筑、交通及化工等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。通常按給料口的寬度 B 的大小把顎式破碎機分為三類：大型顎式破碎機( B≥600 mm ) ；中型顎式破碎機 ( 300≤B ＜600 mm ) ；小型顎式破碎機 (B＜ 300 mm )。在垂直連桿 7 的下部裝有前、后肘板 8 和 9 。當(dāng)連桿向下運動時，可動顎板退到起始位置，破碎產(chǎn)物經(jīng)排料口自動排出 。但可動顎板達動卻復(fù)雜了，當(dāng)破碎機工作時，飛輪 8 帶動偏心軸 6 轉(zhuǎn)動，由于偏心軸的偏心作用，懸掛在它卜邊的可動顎板 2 在肘板，的制約下，相對于固定顎板往復(fù)地做一種復(fù)合擺動運動實際［，復(fù)擺式可動顎板的運動相當(dāng)于簡擺式破碎機中垂直連桿的運動。它們是借助于旋擺運動的圓錐面，周期地靠近固定錐面，使夾于兩個錐面間的物料受到擠壓和彎曲來達到破碎目的的。偏心套筒轉(zhuǎn)動時，使錐體繞中軸連續(xù)地偏心旋回運動。它由對同步反向回轉(zhuǎn)的齒輥、機架及傳動機構(gòu)等部件組成。其工作原理是：大塊煤給到破碎板和齒輥中間，當(dāng)齒輥作逆時針回轉(zhuǎn)時，大塊煤在破碎腔上部被長齒軋碎，破碎后的煤塊繼續(xù)落在破碎腔的卜部，進步被齒輥軋碎，破碎產(chǎn)物從下部排出。前一個破碎機的排料是后一個破碎機的入料。沖擊式破碎機有一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘當(dāng)物料進入破碎機后，被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量，高速拋向破碎機壁或特設(shè)的硬板而被擊碎兩種破碎機的破碎方式都是沖擊破碎，所不同的是在反擊式破碎機中．物料受到更多次的反復(fù)沖擊而破碎，具有高頻沖擊的特點。錘式破碎機適用于破碎脆性物料，可將煤破碎到 313mm以下，而且保證產(chǎn)物中不混入過大粒度的顆粒，故在選煤廠中多用于中煤的中碎和細(xì)碎作業(yè)。早在 l904 年，人們就開始使用滾筒碎選機，目前仍在許多國家的選煤廠中得到應(yīng)用。 2）支承裝置 —— 滾筒碎選機的支承裝置是兩對固定在工字鋼機架上的托輥，其中一對托輥間的距離可以調(diào)整．如圖 1326 所示。以上三種傳動方式，以摩擦傳動方式較為簡單，易于加工制造。 我國選煤廠自行設(shè)計和制造的兩種滾筒碎選機技術(shù)特征見表 1311 。磨礦細(xì)度與選礦指標(biāo)有著密切的關(guān)系。因此，磨礦作業(yè)在選礦工藝流程中占有很重要的地位。磨礦細(xì)度與選礦指標(biāo)有著密切的關(guān)系。因此，磨礦作業(yè)在選礦工藝流程中占有很重要的地位。如圖 143 (a)所示的磨礦和分級工藝聯(lián)合的流程叫閉路磨礦，它可以提高磨礦效率。摩擦力使研磨介質(zhì)隨著筒體旋轉(zhuǎn)，井到達一定的高度。要合理而經(jīng)濟地選擇磨礦機的這些工作參數(shù)，提高磨礦效率 ( 每小時單位功耗處理的礦石量 )和生產(chǎn)率，就必須研究磨礦機工作時研磨介質(zhì)在筒體內(nèi)的運動規(guī)律。我們可以通過研磨介質(zhì)的受力分析來求得磨礦機的臨界轉(zhuǎn)速。 ② 筒體長度影響球磨機處理能力和產(chǎn)品細(xì)度 —— 球磨機的處理能力與筒體長度成正比；筒體短，磨礦產(chǎn)品粒度粗；筒體長，磨礦產(chǎn)品粒度細(xì)而功耗大。設(shè)質(zhì)量為 m、重量為 G 的研磨介質(zhì)一一鋼球?qū)ν脖诘恼龎毫? N ，鋼球以速度 v隨筒體一起旋轉(zhuǎn)而受到的離心力為 F ，鋼球不下落 ( 也就是鋼球不離開筒壁 )的條件是： 2c os c os 0vN F G m m gR??? ? ? ? ?2 c osvm m gR ??將 30Rnv ??代入 (142 )，整理后可得 30 c osnR ??鋼球不脫離筒壁的臨界條件是 N=0，即 30 c osnR ??30Ln R? 42. 4Ln D? 式中 D—— 筒體直徑， m。研磨介質(zhì)在筒體中的運動狀態(tài)基本上有三種( 圖 145 )。所以，礦石在研磨介質(zhì)產(chǎn)生的沖擊力和研磨力聯(lián)合作用下得到粉碎，如圖 144 所示。球磨機的排礦不進入分級設(shè)備，直接進入下一作業(yè)的稱為開路磨礦〔如圖 l43(b)〕。按照排礦方法不同，常用的磨礦機可以分為中心排礦磨礦機[(見圖 142 (a)、 (b)、 (c)]和格子排礦磨礦機 [(見圖 142 (d)]兩種。因此，適當(dāng)減小礦石的磨碎細(xì)度能提高有用礦物的回收率和產(chǎn)量。磨礦作業(yè)不僅于選礦工業(yè)，而且在建筑、化學(xué)和電力等工業(yè)部門中亦廣泛應(yīng)用。因此，適當(dāng)減小礦石的磨碎細(xì)度能提高有用礦物的回收率和產(chǎn)量。磨礦作業(yè)不僅于選礦工業(yè)，而且在建筑、化學(xué)和電力等工業(yè)部門中亦廣泛應(yīng)用。國內(nèi)使用的滾筒碎選機有摩擦傳動和齒輪傳動兩種方式 。 3） 傳動裝置 —— 滾筒碎選機有以下三種基本的傳動形式。 1）滾筒 —— 我國使用的帶預(yù)篩段的滾筒碎選機結(jié)構(gòu)如圖 1325所示。它與錘式破碎機的仁要區(qū)別為： ① 反擊式破碎機有反擊板和較大的破碎膠．物料的破碎不僅靠錘頭的沖擊，更主要的是利用物料與反擊板或物料與物料之間的反復(fù)沖擊； ② 反擊式破碎機的錘頭固定地安裝在轉(zhuǎn)子上，破碎時能充分利用整個轉(zhuǎn)子的能量，有利于破碎大塊物料； ③ 反擊式破碎機底部沒有蓖條，產(chǎn)物粒度由反擊板與錘頭間的問隙決定，所以能夠避免破碎濕物料時堵塞蓖條的現(xiàn)象 滾筒碎選機 滾筒碎選機又稱選擇性破碎機。 錘式破碎機是利用高速回轉(zhuǎn)錘子的打擊作用而進行破碎的。上段齒輥的輥齒類似鷹嘴式，長齒與短齒配合布置，長齒比短齒高 2 英寸 ( 約合 50 mm ) ；下段齒輥的輥齒形式可根據(jù)物料的性質(zhì)和破碎要求采取不同的齒形。 為了滿足大破碎比的要求，美國雷克斯諾德(Rexnord )公司研制了四齒輥破碎機。電動機通過皮帶輪 8 和傳動齒輪 9 、 l0使固定齒輥轉(zhuǎn)動，利用連動齒輪對 11 使固定齒輥和可動齒輥相對回轉(zhuǎn)。 輥式破碎機 輥式破碎機基本結(jié)構(gòu)與工作原理見圖 1310(c)和圖 1316。 旋回破碎機主要由機架、活動圓錐、固定圓錐、主軸、大小傘輪和偏心套筒等組成。在破碎過程中，當(dāng)可動顆被推向前方時，拉桿 l 之未端的彈簧 13即受壓縮，由于彈簧企圖恢復(fù)原狀，因此可以幫助可動顎板后退至原來位置水平拉桿的作用還在于阻止當(dāng)可動顎板作返回運動時肘板 9 不致脫落。比較圖 1311和圖 l312 可知，復(fù)雜擺動顎式破碎機較簡單擺動顎式破碎機少了一根可動顎板的懸掛軸；可動顎板與連桿合為一個部件，沒有垂直連桿；肘板也只有一塊。當(dāng)連桿向上運動時，肘板 8 推動可動顎板 2 向固定顎板 1 靠近，后肘板 9 一端支承在肘板支座 10上，另一端則支承在調(diào)節(jié)楔塊 16 的肘板座中。 1. 簡單擺動顎式破碎機 圖 1311為國產(chǎn) 1500 2100型簡單擺動顎式破碎機的構(gòu)造圖。在選煤廠，若原煤混有較多矸石與黃鐵礦，或?qū)㈨肥扑樽鳛榉序v爐的燃料時，采用顎式破碎機比較合適。磨碎設(shè)備將在下章中講述。兩者的根本區(qū)別是：破碎機的破碎部件在工作中不直接接觸，破碎面之間總有一間隙，破碎物料就夾在這些間隙中；而磨碎機的工作部件( 或介質(zhì) )相互接觸，工作時可能被物料隔開。 破碎過程是復(fù)雜的，三個假說均有許多因素未加考慮，因此，即使在各自適用的范圍內(nèi)，其結(jié)果也只是近似的，還須用實際資料加以校核。其中，裂縫假說較有實際意義與應(yīng)用價值因為面積假說及體積假說公式中的 K1與 K2分別表示單位表面積與單位體積變形所需的分離為與變形功，這在目前無法確定，故這兩個公式的應(yīng)用受到限制，只能在礦石性質(zhì)相同的情況下消去比例系數(shù)而作一些相對計算分析，定性地說明一些問題。體積假說只考慮了破碎時的變形能，沒有考慮到新生表面積的增加，同樣具有片面性。 Wi是理論上不限定的粒度破碎到 80％可以通過 100μm 篩孔寬 ( 或 65％可以通過 200網(wǎng)目篩孔寬 )時所需的功，它在一定程度上表示物料粉碎的難易程度，即可碎性或可磨性。 破碎 Q m3 物料時的單元功： (1315) 破碎 Q m3 物料所需之功： (1316) 式中。破碎過程使物料增加新的表面，為此雷廷格認(rèn)為：物料破碎時，外力做的功用于產(chǎn)生新表面，即破碎功耗與破碎過程中物料新生成表面的面積成正比，或內(nèi)力的單元功 dA1與物料的破斷面的面積增量 dS成正比。因而，破碎較小的物料時，消耗的能量就較多。在選礦廠中， 40％ 60％的動力消耗是在破碎和磨碎作業(yè)中，這必然引起人們的關(guān)注。 破碎效果評定方法 選煤廠中，無論哪一種破碎作業(yè)都應(yīng)該滿足以下兩方面要求： 1)破碎產(chǎn)品達到規(guī)定粒度，或排料中大于規(guī)定粒度的煤塊盡可能少 . 2)盡量避免過粉碎，即排料中過細(xì)的煤粒含量要少。 選煤廠常用的破碎工藝流程 煤礦運到選煤廠的原煤的最大粒度可達 300