巖石在鄂破機(jī)內(nèi)完成的破碎過程大致可以分為兩種,即開裂和斷裂。置于它們各自在破碎過程中所發(fā)生的改變還需要進(jìn)行更加細(xì)致的分析。
巖石的開裂是礦石內(nèi)部自身本來就存在的裂紋的延伸,但是還不能夠?qū)е聨r石的破碎,鄂破機(jī)破碎過程中巖石的開裂則是因為疲勞開裂作用和腐蝕開裂作用而完成的破碎。巖石的斷裂則是隨著以上提到的巖石裂紋的延伸,在巖石自身強(qiáng)度不能夠抵抗來自鄂破機(jī)的外部載荷的情況下,而完成的破碎。在巖的斷裂中,還有解理斷裂和韌性斷裂之分,通常情況下,礦石的開裂是不容易引起斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生的,只有在裂紋經(jīng)歷了疲勞或是應(yīng)力腐蝕的情況下而發(fā)展到一定的開裂條件時,礦石就會以解理斷裂或者是韌性斷裂的形式而逐漸被破碎。
從以上巖石在鄂破機(jī)內(nèi)的破碎來看,斷裂是在裂紋開裂和擴(kuò)展到一定條件下所產(chǎn)生的,因此我們可知其裂紋擴(kuò)展的條件為:
d(U-F+W)/da=0 或 d(F-U)/da=dW/da
其中,U為材料所有的彈性能;
F為外力所產(chǎn)生的功;
W為令裂紋產(chǎn)生所需要的能量;
令G=d(F-U)/da為能力釋放率;
R=dW/da為阻礙裂紋擴(kuò)展的力。
如果D≥R的情況下裂紋則滿足擴(kuò)展的條件,裂紋擴(kuò)展,對于像玻璃珠那樣的脆性材質(zhì),裂紋擴(kuò)展需要的能量,正是形成新自由表面所需要的能量,即
W=2ra
裂紋擴(kuò)展的阻力 R=dW/da=2r
從以上計算我們可以知道,在鄂破機(jī)中巖石所參與的每個循環(huán)過程,每個裂紋都會形成一個新的自由表面,并存儲一定的能力,當(dāng)?shù)V石運(yùn)轉(zhuǎn)至某一位置時,其強(qiáng)度承受不了來自鄂破機(jī)的外部載荷時就會產(chǎn)生斷裂,進(jìn)而完成破碎作用。
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