机械学者对制砂机的破碎形式与能量转换有着较为深刻的研究。

1967年P.R雷廷格提出面积学说，他认为制砂机破碎过程中所消耗的有用功与新生成的表面积成正比。
1974年B.JI基尔皮且夫与1885年F.基克先后独自提出体积学说。他们认为制砂机外力作用于物体发生弹性变形时，外力所做的功储存在弹性体内，成为弹性体的变形能。
1952年F.C邦德与中国旅美学者王仁东根据大量的试验结果，提出了裂缝学说。他们认为物料在制砂机破碎时，外力首先使物料发生变形，这就储存了部分变形能，一旦局部变形超过临界点时，则产生垂直于表面的断裂口。断裂口形成后贮存在物料内部的变形能就释放出来，这样就使裂口扩展而形成新的表面。输入的能量一部分转化为新生成表面积的表面能，另一部分因变形时分子摩擦转化为热能而逸散，所以物料破碎所需的功应包括变形能和表面能两项。变形能和体积成正比，表面能和表面积成正比。

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