物料的破碎是一个历史非常悠久的话题。在中国,公元两千多年前就出现了最筒单的粉碎工具——杵臼。杵臼通过进一步演变成公元前200~公元前100年的脚踏碓。这些破碎工具都运用了杠杆原理,初步的具备了破碎机械的大致雏形。不过,它们粉碎的动作仍然是间歇的。 61763
最早采用连续粉碎性动作的破碎机械是在公元前4世纪由公输班发明的畜力磨,另外一种采用连续性粉碎动作的破碎机械就是辊碾,它出现的时期稍晚于磨。在公元二百年以后,中国杜预等人在畜力磨和脚踏碓的基础上研制开发出了以水流为原动力的连机水碓、水转连磨、连二水磨等,把生产的效率提高到一个更高的水平。这些机械设备除用于谷物的加工外,还扩展到了其他物料的粉碎作业上面。
在近代的破碎机械是在电动机和蒸汽机等动力机械逐渐的完善和推广之后才相继创造出来的。在1806年出现了使用蒸汽机来驱动的辊式破碎机;在1858年,美国的布莱克发明出了破碎岩石的颚式破碎机;在1878年,美国发明了可以做连续破碎动作的旋回式破碎机,它的生产效率高于作间歇性破碎动作的颚式破碎机;在1895年,美国的威廉发明了能耗较低的冲击式破碎机。
与此同时,粉磨式机械也有了相应的发展,在19世纪初期,出现了用途很广泛的球磨机;1870年在球磨机的设计基础上,又发明出排料粒度更均匀的棒磨机;在1908年又创制出不需要研磨介质的自磨机。在二十世纪30~50年代,德国和美国争相研制出辊盘磨煤机、辊碗磨煤机等立轴式的中速磨煤机。
在20世纪的50年代,艾利斯-查尔默斯的公司就开始大规模的研究破碎工作,在60年代得出具有非常大意义的结论。随着研究的逐渐深入,人们渐渐熟知了高功率破碎机的作业,可以用来改善能源的效率和降低生产的成本。
B. H.Bergstrom在研究单颗粒破碎的时候发现,在空气当中一次性破碎的碎片在撞击金属板的时候明显地产生第二次破碎,第一次破碎的碎片具有的动能占了全部破碎能量的45%。如果能充分的利用二 次的破碎能量,那么可提高破碎的效率。也有人指出,比较小的持续负荷相比短时间的强大冲击会更有希望破碎材料。
我国的胡景昆和徐小荷在研究颗粒的粉碎时得出的结论,静压粉碎的效率为100%,单次冲 击效率在35%~40%左右。为了能节约能量,提高粉碎的效率,应该多用静压粉碎,少使用冲击粉 碎。Schonert的研究表明,如果使大批的脆性物料颗粒受到了50MPa以 上的压力,那么就能够由“料层粉碎”节约出很可观的能量。目前“料层粉碎的理论”已被粉碎界 所公认,根据料层的粉碎理论研制出的新设备,有美国的诺德伯格公司的旋盘圆锥破碎机、俄 罗斯的惯性圆锥式破碎机等。
多碎少磨的粉碎指导原则以料层粉碎原理的新型 破碎机是当前主要方向。在1996年第四届全国的粉体工程学术会议上面张智铁、邓跃红发表了《物 料粉碎分形行为的研究》一文,作者认为破碎理论的研究应归结到3个大的方 面:强度理论的研究、破碎功耗的研究、破碎效果的评价。长期以来,粉碎理论研究主要 停留在经验的应用和统计的推测上,人们了解的粉碎的规律尚不明确也不系统。人们更期待新理论的 出现会给破碎领域带来一次大变革。
这些破碎机械的大量出现,大大提高了粉碎作业的工作效率。但是,由于各种物料的粉碎特性都有差异,不同行业对产品粒度的要求也彼此不同,于是又先后的创制出按不同的工作原理进行粉碎作业的多种形式破碎机械,比如轮碾机、振动磨、风扇磨煤机、砂磨机、涡轮粉碎机、气流粉碎机、胶体磨等等。