刀具剪切破碎原理及方法
國內(nèi)外就刀具剪切進行破碎研究較多，都從不同方向進行了研究，并取得了一定的研究成果，刀具式磨粉機的破碎過程大致可以分為四個階段：
（1） 接觸階段物料與刀具進行接觸、貼合，但兩者之間并沒有相互作用力，物料仍處于自由狀態(tài)階段；
（2） 剪切階段物料與刀具接觸，刀具僅僅咬住物料，兩者之間具有剪切、折斷
的相互作用力階段；
（3） 破裂階段物料被刀具咬住后在剪切力作用下，將物料剪斷，此階段僅僅是將物料剪斷；
（4） 再次剪切階段 此階段是破碎的最后階段，物料破裂后，在圓周布置的刀具作用下進行進一步破碎，達(dá)到最終破碎物料的目的。
邱惠清等[21]為使韌性的固體廢棄物在運輸中減小體積及再生加工處理，設(shè)計了一種利用高強度剪切、拉伸等破碎方式的簡諧排列多齒剪切磨粉機，屬于齒啃式磨粉機的一種，設(shè)計中使用 12 個刀頭，理論上每次只有一個刀頭工作，可增加剪切轉(zhuǎn)矩，節(jié)約了電耗。
Lindquist 等[22]發(fā)現(xiàn)，集料在擠壓破碎過程中的力學(xué)特性與壓縮過程的壓縮比和集料顆粒的粒度分布系數(shù)有關(guān)，但未給出可供計算使用的擠壓破碎力求解模型。周翠紅等[23] 根據(jù)廢舊電路板不能回收的問題，研制了主要采用剪切力對廢舊電路板進行粗碎的 ZKB 剪切式磨粉機，效果良好。馮剛等[24]根據(jù)質(zhì)量平衡和破碎分級等特點及沖擊能變化情況， 建立沖擊式剪切機破碎模型，在刀架軸轉(zhuǎn)速和送料等不同的環(huán)境下進行實驗，并對模型在穩(wěn)態(tài)下的性能通過相關(guān)參數(shù)間的關(guān)系進行預(yù)測。BENGTSSON 等[25]為分析破碎物料過破碎量的分布狀況，在 2006 年建立了經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，但其未涵蓋不同顆粒粒徑的分布細(xì)節(jié)， 導(dǎo)致破碎物料中過粉碎量的多少無法根據(jù)此經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦M行直接計算。EVERTSSON[26]建立了不同粉碎顆粒大小分布的預(yù)測模型，模型將物料破碎的整個環(huán)節(jié)運用數(shù)學(xué)集合的形式組合在一起，從而使物料在破碎過程中粉碎物料顆粒大小的變化及顆粒粒徑預(yù)測的研究成為現(xiàn)實。BAUER[27-28]為分析粉碎力與粉碎速度之間的關(guān)系，針對 1～5mm 厚的AlMg3 板和聚丙烯塑料板進行了破碎實驗；解釋了材料在破碎過程中出現(xiàn)突然斷裂與粉碎速度的變大有直接關(guān)系；給出了磨粉機破碎錘與破碎力，破碎力及破碎所需消耗的能量間的。BENGTSSON 等[29]通過試驗，給出了磨粉機各主要參數(shù)在粉碎過程中對粉碎力的影響作用，根據(jù)實驗結(jié)果推導(dǎo)出經(jīng)驗公式。耗能大和零部件的磨損是造成磨粉機使用過程的主要成本，Lindquist 等[30]針對零部件接觸面間的磨損，給出一個根據(jù)破碎力法向分量和切向分量來預(yù)測物料與磨粉機接觸襯板的磨損變化理論計算模型，并設(shè)定模型中計算系數(shù)有效值。但由于破碎力分析與求解手段的精確度不足，因此該模型使用領(lǐng)域受到了很大的限制。
朱芬芬等[31]為研究邊框板或廢舊電路板在角切式磨粉機作用下動刀與定刀的磨損狀況，通過表面形貌儀顯示，沖擊剪切破壞和磨料磨損是刀具磨損的主要形式，定刀主要受沖擊剪切破壞，動刀主要在磨料磨損下破壞。王敏杰等[32-35]根據(jù)切削速度進一步提高，帶有絕熱材料的鋸齒形切屑會發(fā)生局部斷裂脫離刀具。為對刀具在高速切削過程中產(chǎn)生的熱塑性剪切波研究，根據(jù)塑性梯度理論，建立了傳播模型，給出了極限飽和度和絕熱剪切飽和度的計算公式，提出 ASLF 判據(jù)，對試驗結(jié)果進行對比驗證，并針對刀具剪切帶、材料特性及加載類別對 ASSD 的影響規(guī)律進行分析。徐錦泱等[36]采用無涂層刀具和 CVD 涂層刀具進行高速車削加工，研究刀具耐用性和耐磨損性機理。結(jié)果表明：在高速切削時硫化物固體潤滑劑可在 CVD 涂層刀具表面產(chǎn)生，而其它刀具則無； 涂層刀具前刀面受粘結(jié)磨損，后刀磨損形式與前刀不同，主要是磨粒磨損。無涂層刀具前后刀刃磨損都極嚴(yán)重，氧化磨損、洼狀磨損和粘結(jié)磨損是其主要磨損形式。
