本文针对目前破碎机能耗高、效率低等问题,以冲击式破碎机为研究对象。文中通过力学分析,对物料颗粒内的应力和破碎效果之间的规律进行探讨,分析物料可能发生破坏的部位和形式,建立起物料破碎的能耗模型;从概率论角度,应用离散单元法计算叶轮作用下的受压与受剪应力的碎裂概率,建立颗粒的碎裂概率模型;采用断裂力学理论,从裂纹角度入手,提出物料破碎后的产品粒度方程,指出破碎产品的筛下累积百分率,与物料颗粒性质、输入能量和给料粒度有关;根据叶轮转速、给料率及叶轮与物料的接触位置关系,用实验方法测定多种转速和给料率下的破碎机的功耗和粒度级别,对能耗和粒度方程进行了验证,证明了理论分析的正确性,并为仿真模型提供分析比较的数据;分析不同叶轮速率下的颗粒受力状况,优化破碎机模型;破碎机模拟结果与实验结论符合程度较好,说明用离散元法来建立破碎机仿真模型是可行的。

立轴复合式破碎机与LPM立式破磨机很相似，破碎机为主轴筒体式，分上下两层分级破碎，上层为中破碎，下层为细破碎，破碎区是立轴的转辊外圆与筒壁齿板之间构成的圆环破碎腔。上转辊固定有打击板，分布较密，形成较小的破碎腔，以控制被破碎物料达到细破的粒度要求。1996年彭齐伟在介绍设备结构特点的基础上，研究了其结构参数与工艺要求的关系，列出了该设备破碎石灰石和水泥熟料的实测数据。

反击式破碎机也是冲击式破碎机的一种，已经广泛地应用于非金属矿山和化工矿山，由于其击锤头和反击板的磨损问题严重，在大处理量的金属矿山没有得到广泛应用。1998年潘仁和研究该设备的磨损情况，从分析板锤磨耗的主要因素入手，提出了降低板锤磨耗的对策。1998年王静娟进行了低转速多腔型冲击式破碎机的研制和应用研究，通过腔型设计、转速选择，优化了该设备的结构，且对其应用提出了许多工艺方面的要求。

冲击式破碎机的共同特点是使矿石具有高的冲击速度或破碎机破碎部件具有高的打击速度，矿石在高的速度下冲击固定壁而破碎或破碎部件以高的打击速度打击矿石而使矿石发生破碎，这一特点带来的一个共同的缺点就是固定壁或打击板磨损严重，对于脆性的非金属矿石如化工原料、水泥生熟料等，基本上可以承受这一磨损问题，而对于硬度大，韧性强的金属矿石，这一磨损是难以承受的，因此，这类设备要在金属矿山广泛推广，必须要解决的问题是磨损。立式冲击式破碎机采用自衬里的方式大大降低了磨损，使其在金属矿山的使用变得有望，但高的转子或转盘转速使设备设计和制作的精度要求高，设备的大型化变得困难，这又成为该类设备在金属矿山应用的另一个难题。

近年来，超细破碎设备得到了快速发展，立轴复合式破碎机、反击式破碎机、冲击式破碎机等在不同的矿山开始工业化应用，但各种设备均存在各自的局限性，离成为一种通用的超细破碎设备还有一段艰难的历程。国内的超细破碎设备研究，多以引进消化为主，还不能完全适应国内矿山的实际需要。结合我国矿石特点和机械加工水平，开发原理先进，结构简单，制造水平要求不高的新型设备，将是今后我国超细破碎设备研究的发展方向。