ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ เหมืองหิน และการรีไซเคิล เครื่องบดเป็นเครื่องจักรพื้นฐาน หน้าที่หลักของมันคือการลดขนาดของวัตถุดิบแข็งขนาดใหญ่ (เช่น หิน แร่ และคอนกรีตทำลายล้าง) ให้เป็นชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลงและสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับการแปรรูปหรือใช้งานโดยตรงต่อไป แม้ว่าจะมีเครื่องบดหลายประเภท-เช่น เครื่องบดกราม กรวย การกระแทก และเครื่องบดแบบไจราทอรี-หลักการทำงานของเครื่องบดมีรากฐานทางกลทั่วไปซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่การใช้กำลังมหาศาลเพื่อเอาชนะ ความแข็งแรงภายในของวัสดุ
หลักการพื้นฐาน: การบีบอัดและการกระแทก
หัวใจสำคัญของการบดคือกระบวนการใช้แรงเชิงกลกับวัสดุเพื่อแตกให้เป็นชิ้นเล็กๆ โดยหลักๆ แล้วทำได้โดยใช้สองวิธี:
1.การบีบอัด:ใช้แรงเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ-ซึ่งจะบีบวัสดุระหว่างพื้นผิวแข็งสองพื้นผิวจนกระทั่งเกินกำลังรับอัดและแตกหัก ซึ่งเป็นเรื่องปกติในเครื่องบดกรามและกรวย
2.ผลกระทบ:พลังงานที่รวดเร็วและสูง-ที่ส่งมาจากชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (เช่น ค้อนหรือโรเตอร์) ที่กระทบกับวัสดุ ทำให้มันแตกกระจายตามแนวรอยเลื่อนตามธรรมชาติ นี่คือกลไกสำคัญในการกระแทกและเครื่องบดแบบค้อน
เครื่องบดจำนวนมากใช้แรงเหล่านี้ร่วมกันเพื่อลดขนาดอย่างมีประสิทธิภาพ
กระบวนการสาม-ในห้องบด
การกระทำนี้เกิดขึ้นภายใน "ห้องบด" ที่แข็งตัว กระบวนการสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:
1.ฟีดและการจับ: นำวัตถุดิบ (ฟีด) เข้าสู่ด้านบนหรือด้านข้างของเครื่องบด โดยตกหรือถูกลำเลียงเข้าไปในห้องบด ซึ่งติดอยู่ระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของเครื่อง
2. การลดขนาด (การบด): นี่คือขั้นตอนหลัก
◦ใน Jaw Crusher กรามคงที่และกรามเคลื่อนที่แบบลูกสูบจะก่อตัวเป็นห้อง "V" กรามที่เคลื่อนไหวจะกดวัสดุเข้ากับกรามคงที่ และบีบอัดจนกระทั่งแตกหัก ชิ้นส่วนที่บดจะตกลงต่ำลงใน "V" และจะถูกบีบอัดซ้ำ ๆ จนกระทั่งมีขนาดเล็กพอที่จะผ่านช่องว่างที่ด้านล่าง (การตั้งค่าด้านปิด- หรือ CSS)
◦ใน Cone Crusher เสื้อคลุมที่หมุนผิดปกติจะหมุนวนภายในแผ่นรองโถเว้าที่อยู่นิ่ง ในขณะที่แมนเทิลเคลื่อนที่ มันจะเคลื่อนสลับกันไปทางและออกจากแผ่นรองโถ โดยบีบอัดวัสดุที่อยู่ระหว่างนั้น
◦ ใน Impact Crusher วัสดุป้อนจะถูกกระแทกด้วยค้อนหรือแท่งเป่าที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งติดอยู่กับโรเตอร์ วัสดุจะแตกเป็นเสี่ยงจากการกระแทก กระแทกเข้ากับแผ่นเบรกเกอร์ที่แข็ง (ผนังผ้ากันเปื้อน) และลดลงอีกเนื่องจากการชนกับอนุภาคป้อนอื่น ๆ
3. การคายประจุ: เมื่ออนุภาคถูกลดขนาดให้เล็กกว่าช่องเปิดของเครื่องบด อนุภาคจะออกจากห้องบดด้วยแรงโน้มถ่วง ขนาดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะถูกควบคุมโดยการปรับช่องว่างนี้ (ในเครื่องบดอัด) หรือช่องว่างระหว่างโรเตอร์และม่านกระแทก (ในเครื่องบดกระแทก)
องค์ประกอบสำคัญในการเปิดใช้งานหลักการ
• พื้นผิวการบด/ซับแมงกานีส: ชิ้นส่วนที่สึกหรอ (ขากรรไกร ส่วนที่สวม แผ่นรองชาม แท่งเป่า) ที่สัมผัสกันโดยตรงและหักวัสดุ ผลิตจากวัสดุแข็งพิเศษ- เช่น เหล็กกล้าแมงกานีส เพื่อทนต่อการเสียดสีและแรงกระแทกขนาดมหึมา
• การเคลื่อนที่เยื้องศูนย์หรือ-โรเตอร์ความเร็วสูง: กลไกการขับเคลื่อน ในเครื่องบดกรามและกรวย เพลาเยื้องศูนย์จะสร้างการเคลื่อนที่แบบสั่นหรือแบบหมุน ในเครื่องบดกระแทก โรเตอร์ความเร็วสูง- (มักจะเกิน 500 RPM) จะสร้างพลังงานจลน์สำหรับการบดกระแทก
• กลไกการปรับ: ระบบไฮดรอลิกหรือกลไกที่เปลี่ยนแปลงการตั้งค่าการปล่อย ทำให้สามารถควบคุมขนาดผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างแม่นยำ
วิทยาศาสตร์เบื้องหลังความสนใจ
ประสิทธิภาพของเครื่องบดอยู่ที่การควบคุมแรงเพื่อเอาชนะแรงอัดหรือแรงกระแทกของวัสดุ เมื่อใช้แรง ความเข้มข้นของความเครียดจะเกิดขึ้นที่ข้อบกพร่องหรือรอยแตกเล็กๆ ภายในวัสดุ เมื่อแรงเพิ่มขึ้น รอยแตกเหล่านี้จะแพร่กระจายและรวมตัวกัน นำไปสู่การแตกหักอย่างรุนแรง เครื่องบดที่มีประสิทธิภาพได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มการถ่ายโอนพลังงานให้เกิดการแตกหักเหล่านี้ ในขณะเดียวกันก็ลดพลังงานที่สูญเสียไปเนื่องจากความร้อน เสียงรบกวน หรือการสึกหรอที่ไม่จำเป็น
หลักการทำงานของเครื่องบดคือการใช้แรงทางกลที่มีความเข้มข้นโดยเจตนา-ผ่านการบีบอัด การกระแทก หรือทั้งสองอย่างรวมกัน-เพื่อควบคุมการแตกหักในวัสดุที่เป็นของแข็ง เครื่องบดจะดำเนินการขั้นตอนแรกที่สำคัญในการประมวลผลวัตถุดิบโดยการเรียนรู้หลักการนี้ผ่านการออกแบบทางกลต่างๆ โดยเปลี่ยนหินขนาดมหึมาให้กลายเป็นมวลรวมที่สามารถจัดการได้ซึ่งก่อให้เกิดรากฐานที่แท้จริงของสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นสมัยใหม่ จากเครื่องบดกรามหลักขนาดใหญ่ที่ใช้หินระเบิดเริ่มแรก กรวยที่แม่นยำหรือเครื่องบดกระแทกที่ผลิตข้อกำหนดรวม ภารกิจหลักยังคงเหมือนเดิม: เพื่อลดขนาดผ่านการใช้กำลังเชิงกลยุทธ์
