破碎机的破碎理论研究

三大经典破碎理论包括表面积学说、体积学说和裂缝学说。这三个理论均是基于单颗粒破碎过程，根据试验研究证实：粗碎时新生表面积不多，以体积学说最为准确，裂缝学说结果不可靠；而细碎时（破碎到10μm以下时）裂缝学说求得的数据过小，此时新生表面积增多，表面能是主要的，以面积学说较为准确；在粗碎与细碎之间广泛范围内，裂缝学说比较适用。

高能圆锥破碎机是由美国公司提出来的，所谓高能圆锥破碎机，就是在原有破碎机的基础上，对破碎机内部结构和机械参数作改进，安装更大功率的电机，使之产生更大的破碎力，达到更高的产量和更细的产品。该理论观点认为：破碎机的功耗、产量、粒度的基本关系是：当物料性质一定，物料粒度一定时，圆锥破碎机输入功率增加，其产量相应的增加；当产量一定时，圆锥破碎机的输入功率越高，其产品粒度越小。

增大破碎机的电机功率，同时生产率会提高，单位功耗会相应降低，而产品粒度会更细，衬板寿命能够提高一倍。因此，高能破碎理论对破碎机的设计和发展具有良好指导作用。

层压破碎不同于单颗粒破碎，单颗粒破碎是破碎过程中物料所受的破碎力只由破碎壁和轧臼壁产生，而层压破碎可理解为物料群在破碎腔内所受的破碎力不仅在物料与破碎壁和轧臼壁接触表面上，还该料层的在物料与物料之间。因而，层压破碎能够极大地提高破碎机的工作效率，并能提高产品的质量。层压破碎基于单颗粒破碎，并在其基础上，进一步考虑了物料群破碎过程中颗粒间的相互作用或料层间的相互作用。层压破碎与单颗粒破碎有数量的界限，容体中固体容积占10%时，表现为单颗粒破碎行为；超过45%时，则为层压破碎行为。

在层压破碎过程中，破碎腔内物料的分层基于单颗粒物料的运动轨迹，单颗粒物料在破碎壁远离轧臼壁时自由下落，当破碎壁靠近轧臼壁时随着破碎壁一起上拱，单颗粒物料连续运动的轨迹如图所示，类似于折线。基于单颗粒物料的运动轨迹，将单颗粒物料上拱时的运动轨迹作为分层的界限，由此可以获得层压破碎过程中散体物料的分层特性。

基于层压破碎理论，将一个破碎层中的物料视为一个整体来研究，那么同一层的物料将有同样的运动特性。在一层物料破碎完成后，将整体落入下一层完成破碎，以此类推，直到物料通过破碎腔并完成破碎。