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小能量脉冲破碎机物料破碎性能分析评估

日期:2014-4-15 9:44:45     来源:上海恒源     点击:

小能量脉冲破碎机物料破碎性能分析评估:

微观裂纹发展并转化为大型宏观裂纹的过程,在很大程度 上表现为在给定地点发生的机械应力的特性,只有在拉伸或剪切应力作用下微观裂纹 才能发展。压缩应力(传统结构破碎机的特点)只能使微观裂纹结合,因此如果在被破 碎物料的颗粒边缘上选择地建立拉伸或剪切应力,在这些颗粒中就得到微观裂纹的选 择性发展。由于应力的松弛,裂纹开始为了使自身的增大,要求的能量比产生自由表面获得的能量要大,需由外部能量供给,但随着裂纹尺寸的增大,产生的自由表面能量 将增加,在一定临界裂纹长度下,表面能量增值开始超过为其发展所需要的能量,这 时,裂纹自由发展并组成破碎表面。

为使破碎过程走向选择性,初始应力应有相当高的能量水平,即必须有足够的能 量使给定区域的微观裂纹发展到宏观裂纹。如果初始负荷的能量多余,则在其他区段 重复上述过程,根据断裂力学原理,合理组织选择性破碎有缺陷岩石过程的基本原则 如下:

(1)料块能承受纯机械脉冲负荷,其值明显低于破坏值。可能有关的粉碎机方案: 1)由机械机构组成的破碎腔中对料块采用全方位挤压,如振动圆锥破碎机;2)周围液 体或气体介质压力的改变,如管道、压力缸等;3)物料块彼此多次冲击或冲击某个平 面;4)物料快速转动等,这个方法比较简单,对岩石及含各种弹塑性成分的材料均有 效

(2)以不同频率振动或在液体及气体周围介质中造成的冲击能量作用于物料,也 能导致颗粒间边缘变软。拉伸应力的产生是由于部分冲击波在具有各种通过能力的 矿物颗粒边缘被吸收。

(3)对于具有不同热体积或热线性膨胀(收缩)系数的矿石或具有不均匀热性质、 可以利用热加工。

(4)利用矿石成分有不同的特性,可选择吸收电磁振动(电引起的伸缩,电磁引起 的伸缩,沿导电表面电击穿电水理作用等现象),对物料采用电的、磁的或电磁场加工 岩石。

除上述的方法外,根据物料的组成成分的某种特性或组织特性,还可能有其他的 方法,然而与最广泛采用的机械破碎方法比较,都具有一定的局限性。对于所有的方法,不论引起应变采用何种形式的能量作用在块矿石上的能量功率应该仅够在颗粒间边缘上形成微观裂纹,但不会造成晶体全部体积的破碎。

为发展微观裂纹到宏观裂纹所需力的大小,应当超过在变软阶段作用在物料上的 脉冲能量,但它不应超过一定值,反之选择性破碎颗粒将从根本上被破坏、并且粉碎过 程机制开始接近具有刚性运动系统传动的传统破碎机的普通破碎。

采用以小能量脉冲,引起颗粒间边缘上积累不可逆的应变,对于物料多次作用的 方法才可以实现这样的效果。作用频率及加载速率也有较大的影响,加载速率应足够 高,这样可降低对弹性或塑性应变的能量损失,而作用频率应与晶体或微晶的尺寸相 适应,如在破碎钢筋混凝土时,初始裂纹发生在钢筋或混凝土组分表面频率应当低,当 破碎小颗粒矿石或金属合金时,频率应相当高。在脉动负荷的每个循环之间的间隔 内,外部料块应具有相对移动性,保证他们能够相互重新定向及排除破碎的颗粒,更重 要的因素是使受挤压的料层更密实,可承受更大的作用力。

对不同物料块,颗粒间边缘强度一般波动在一定范围,因此当有必要在特别高选 择性破碎时,应这样组织破碎粉磨过程,使物料承受逐渐增长的动力作用水平。在这 种情况下,将保持在低过粉碎条件下,最完全破碎颗粒的条件,实际上能实现这些条件 的有两种情况:一种是将破碎腔分成两部分;另一种是采用合理形状的破碎腔、保证随 着被粉碎物料向破碎机排料口移动时逐步提高作用力大小,挤压载荷和综合形式载荷 的比例、速度、加载频率,应按物料特性及被破碎产品的工艺要求来选取。

利用上述原则的个别部分的设备如辊压机利用了压缩同时又剪切的原理,但是并 没有达到真正的选择粉碎的效果。只有综合利用上述全部原则才能建立必要的条件 成为在低能耗条件下,选择性破碎坚固及特别坚固的岩石或其他物料。

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