木材粉碎机振动粉碎的理论

　　世界上曾出现三大著名的粉碎假说:即表面积假说、体积假说和裂纹假说，20世纪80年代又出现利用辊压机料层的粒间粉碎方法。

　　表面积假说:由里廷格(P. R. Von. Rittinger)提出，此假设是基于粉碎后产品的比表面积大幅度增加，输人的粉碎能越多，产品的粒度越细，比表面积越大，Rittinger提出所谓“表面积假说”，即粉碎能耗与粉碎后物料的新生表面积成正比。

　　实践证明，当破碎产品的粒度大于10 mm(粗碎和中碎)时，采用体积假说是合适的。这时由于破碎产品的粒度较大，顺粒的表面积增加不显著，从而表面积能和颐粒内部结构变化等消耗的能相对减少，局部破碎作用也是次要的，而消耗于物料的变形和粉碎机械传动机构的摩擦等能耗、都与颗粒体积成正比，故可用体积假说来计算破碎能耗。

　　裂缝假说(邦德理论):由邦德(F. C. Bond)提出，粉碎发生之前，外力对颗粒所作的变形力聚集在颗粒内部的裂纹附近，产生应力集中，使裂纹扩展形成裂缝，当裂缝发展到一定程度时，颖粒即破碎。因此邦德能耗同裂纹长度成正比。

　　粒间粉碎:修纳特(Schonert)教授利用一个实验装置，得出了对料层利用压力作用的情况下，当压力较小时，体积的变化很大，物料之间此时进行密实，使颖粒相互靠挤近，保持良好的接触，然后应力强度逐渐上升，颗粒之间相互的作用能传递应力，到达顺粒的强度后，颖粒就发生破碎事件，同时由于颗粒的几何性质和强度性质的区别，破碎发生一个较大的应力范围内。由于粉碎事件的不断出现，颗粒之间的环境也在不断改变，已被粉碎的颗粒需重新安排位置，因此物料的体积仍在不断地变化。当粉碎事件已足够，一个粗颖粒已处于细颖粒的包围之中，传力相当分散，此时提高应力，主要使小孩粒相互紧密接触，就产生了结团现象。利用压应力的辊压机等均应有上述的密实一粉碎一结团三个过程。

　　由以上四种粉碎的理论可以看出:现有破碎和磨碎过程的理论是建立在经典力学基础上的，它不考虑实际物料是由许多不同相位组成。矿石绝大部分是以晶体的形式存在于自然界，同时由于地质的变化及物料间物理性质和化学性质不同，使矿石内部存在着夹杂、缺陷及不同性质物料间分界面，物料的不均匀性等。在这些晶体的晶面上、夹杂、缺陷及不均匀处的强度要比沿晶强方向弱得多。在传统的破碎磨矿设备设计原则中没有考虑这些有利于粉碎的因素。在多数破碎机中利用挤压力，而矿石及其他硬物料一般具有较高的挤压强度，因此即使是具有刚性运动学系统的最重型机器安装在坚固的基础上，也不能破碎特别坚硬的物料。同时由于常规的破碎机负荷作用地点是偶然的，破碎表现出非选择性，破碎力或磨碎力的作用导致在被破碎对象中形成应变及应力带，超过物料的强度时引起晶体形成断裂表面，使物料断开。常规破碎方法的应变带是在料块整个体积中建立的，而应变势能只有较小比例的集中在靠近破碎表面产生有利于破碎的作用，绝大部分能量以热量形式散发掉，常规的破碎粉磨理论是建立在物料强度基础之上的