1江西科技師范學院?？撇繖C電系江西南昌330038 2捷普科技（上海）有限公司3江西銅業(yè)公司德興銅礦大山選廠4上海交通大學5華東交通大學機電學院破磨推破碎機廣泛用于礦山、冶煉、建材、公路、ISI鐵路水利和化工等眾多部門，是脆性物料中細碎的主要設音之一。國產(chǎn)錐破碎機于上世紀70年代仿制成功，但由于設計保守、機器笨重、能耗高、操作不便，特別是破碎產(chǎn)品粒形多以針片狀為主，嚴重影響使用部門的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。國外同類產(chǎn)品自上世紀80年代以來，基于先進層壓粉碎理論，采用現(xiàn)代設計方法對傳統(tǒng)圓推破碎機進行改進設計，開發(fā)出能耗低效率高產(chǎn)品粒形整齊的現(xiàn)代高能液壓錐破碎機。為縮短與國際先進水平的差距，基于總體平衡模型，采用現(xiàn)代設計方法，對影響國產(chǎn)圓推破碎機破碎產(chǎn)品粒形的關鍵因素進行深入分析，建立圓錐破碎機散體物料粉碎過程操作模型，為開發(fā)現(xiàn)代新型高能液壓圓錐破碎機奠定理論基礎。

　　1基于總體平衡模型的圓錐破碎機操作模型過程“研究中首先提出，試圖利用矩陣模型來表達煤炭的粉碎過程，并由學者Lynch，AJ于1977年在碎礦和磨礦流程”研究中芫善，取得良好的效果。

　　本文基于總體平衡模型，對圓推破碎機破碎過程進行深入分析，得到如所示的物料破碎過程模型。物料粉碎過程包括破碎前的給料施破擇過程主要是粒度物料在破碎過程中由于尺寸過小，容易處于大顆粒的空隙中，從而直接通過破碎帶而得不到破碎作用。破碎選擇過程s.主腠述物料粉碎過程中只有部分物料參與粉碎作用，故破碎過程是選擇性的，可由概率統(tǒng)計理論來描述。破碎過程B是破碎機對選擇過程中所選中物料進行粉碎作用并描述其粉碎后粒度分布情況。分級c.+1對該破碎層粉碎后的物料進行分級作川圖〗所示的破過程模型可州式⑴表不由丁-圓錐破碎機主要用卜巾細粉碎。破碎層物料粒度尺寸相差不大。故圖〗中給料分級q為。

　　排料分級為n.故式⑴i「r簡化為式（2）多次粉碎事件。冉經(jīng)排料il料腔外。其總體破！過程模型揸苦1~個凼1所示單次破碎事情的總和如式：⑶所*繞破碎機中心線作旋擺運動，破碎壁不斷靠近與遠離軋臼壁，破碎腔中物料受破碎壁與軋臼壁擠壓而粉碎。物料從破碎腔給料口進入，經(jīng)多次粉碎后從料口排出腔外，完成一次破碎過程操作。推破碎機操作模型是描述物料粉碎過程模型，深入研究影響操作模型的關鍵因素可以實現(xiàn)對操作模型的控制，進而對破碎機工怍注能進行控制和優(yōu)化，并建立產(chǎn)品粒形優(yōu)化模型，為新型圓推破碎機研制奠定理論基礎。破碎機操作模型是對物料粉碎過程的數(shù)學描述，從操作模型可以直接計算出物料破碎后的產(chǎn)品粒度分布，故對操作模型的研究與控制就是對破碎機產(chǎn)品粒形的研究與控制。已有研究與工程實踐經(jīng)驗表明，影響破碎產(chǎn)品粒度的關鍵因素包括破碎機性能因素、破碎腔結(jié)構因素及破碎機操作情況。性能因素主要是影響破碎機工作性能的關鍵因素，包括動錐擺動速度"、進動角％偏心距及排料口擺動行程。破碎機結(jié)構因素主要是破碎腔型結(jié)構，包括平行區(qū)長度/、閉邊排料口尺寸css、破碎腔嚙角及動推底角破碎機操作因素主要是對破碎機的給料情況、給料粒度分布情況、給料是否均勻、給料是否充分等等。

　　2.1破碎機性能因素bookmark4破碎機生產(chǎn)率與破碎產(chǎn)品粒形是一對矛盾體，兩者之間相互制約。工作性能因素是通過影響破碎機生產(chǎn)率進而影響破碎產(chǎn)品粒形。動錐擺動速度“越大，物料通過破碎腔時所受沖擊次數(shù)越大，物料粒形越整齊，但"值過大，物料生產(chǎn)下降。動錐擺動速度"越小，不但破碎產(chǎn)品粒形變壞，破碎機生產(chǎn)率也下降，故動推擺動速度存在一個最佳值。在破碎腔型結(jié)構參數(shù)確定的前提下，進動角y決定破碎機偏心距及排料口擺動行程大小。進動角y越大，物料在破碎腔中受到更大沖擊，粉碎效果改善，同時對物料運動學性能有利，破碎機生產(chǎn)率提高，但破碎機整機動力性能惡化。進動角y越小，物料粉碎效果變差，生產(chǎn)率下降，但機器動力性能改善。故在破碎機整機性能允許的前提下，進動角亦取大值。

　　破碎機結(jié)構因素主要是破碎腔型結(jié)構參數(shù)。在工怍性能參數(shù)確定的前提下，破碎腔型對破碎產(chǎn)品粒形有決定性影響，腔型設計的優(yōu)劣直接影響破碎產(chǎn)品粒形情況。平行區(qū)長度/和閉邊排料口尺寸CSS是為檢查物料是否粉碎到用戶要求粒度而設計怕，同時也是影響破碎機生產(chǎn)率的關鍵因素之一。平行區(qū)越長和閉邊排料口尺寸越小，粒形改善，但生產(chǎn)率下降，平行區(qū)越短和閉邊排料口尺寸越大，粒形變壞，但生產(chǎn)率提高，故在一定的工怍性能參數(shù)前提下，存在一最走平行區(qū)長度，而CSS由用戶確定。破碎腔嚙角是影響物料層壓粉碎效果的關鍵參數(shù)之一。為使物料在破碎腔中實現(xiàn)良好的粉果，破碎腔卩嚙角亦取小，但必須保證閉邊排料口尺寸CSS，否則破碎腔高度增加，機器重量增加。動推底角“越大，有利于物料以自由落體方式通過破碎腔，破碎機生產(chǎn)率提高，但破碎產(chǎn)品粒形可能得不到保證，動推底角《越小，物料產(chǎn)品粒形改善，但生產(chǎn)率下降。破碎機設十必須兼顧產(chǎn)品粒形整齊與生產(chǎn)率提高。

　　2.3破碎機操作因素bookmark6破碎機操作情況對物料破碎產(chǎn)品粒形影響艮大，給料物料粒度分布均勻及均勻給料可大大改善破碎產(chǎn)品粒度。

　　綜上所述，直接影響推破碎機性能的關鍵因素包括主S由旋擺速度“（r/ran）、進動角y（°>、動錐底角《（>、破碎腔平均《0（>、破碎腔平行區(qū)長度/（m>.關鍵因素的好壞直接影響破碎機性能的優(yōu)劣。為提高破碎機性能，提高破碎機產(chǎn)量與改善破碎產(chǎn)品粒型，必須研究建立以上各關鍵因素與破碎機性能之間的關系模型，實現(xiàn)對以上各關鍵因素的優(yōu)化設計，為開發(fā)新型的、高效的、節(jié)能的現(xiàn)代圓推破碎機奠定理論基礎。在本文中，對圓推破碎機物料破碎過程操作模型的控制，提供了一個可以對影響推破碎機性能的關鍵因素進行優(yōu)化的新途徑。

　　PYB1750圓錐破碎機產(chǎn)品粒形計算實例分析bookmark7 3.1基于影響圓錐破碎機操作模型的關鍵因素的破碎腔分層破碎研究bookmark8物料由給料口進入破碎腔，經(jīng)過破碎壁與軋臼壁若干次擠壓破碎后從料口排出腔外。為提高破碎機生產(chǎn)率，一般要求物料在破碎腔中以自由落體方式經(jīng)過破碎腔。根據(jù)物料自由落體運動性質(zhì)與動推運動規(guī)律，可以對破碎腔進行分層研究，得到推破碎機分層破碎研究模型。

　　本文對圓推破碎機操作模型的研究是基于物料層壓粉鵬論進行的，故對破碎腔進行分層研究時，只對堵塞點以上的破碎腔型區(qū)域進行分層劃分，因為破碎腔堵塞點以上區(qū)域為層壓破碎區(qū)域，破碎腔堵塞點以下區(qū)域是為驗證物料破碎是否達到合格破碎產(chǎn)品而設計，故主要以單顆粒粉碎為主，在本文中不予考鼠居上文分析，影響錐破碎機操作模型的關鍵因素包括破碎機性能因素與結(jié)構參數(shù)因素。性能因素主要是破碎機工作性能參數(shù)，包括動錐擺動速度》，進動角y、偏心距e及排料口擺動行程。當破碎機結(jié)構參數(shù)確定時，偏心3巨e及排料口擺動行程由進動角y確定。破碎機結(jié)構參數(shù)包括破碎腔型平行區(qū)長度/，其中動推罷動速宴》、進動角g、平行區(qū)長度l、破碎腔及動錐底角《為主要關鍵參數(shù)。本文重點分析動錐旋擺速度“和平行區(qū)長度l對物料破碎過程操作模型的影向。居物料在破碎腔中自由落體運動特性和相應主要工怍注能參數(shù)對PYB1750錐破碎機破碎腔進行分層破碎研究，其分層破碎模型如所示。

　　為使物料以自由落體方式通過破碎腔，需要把傳統(tǒng)PVB1750錐破碎機的主軸轉(zhuǎn)函是高到455r/nir%其相應平行區(qū)長度分別取為150nn、100nn、50nm及0nn.分別對以上各種情況進行破碎腔分層研究，得到類似于所示分層破碎。從可知，物料經(jīng)過多次破碎壁與軋臼壁的粉碎作用后，排出破碎腔外。每經(jīng)過一個破碎層，物料受到一次層壓粉碎乍用，滕應數(shù)學模型如式（2）所示。綜合各破碎層對物料層壓破碎作用，可得到如式（3）所示錐破碎機操乍模型。結(jié)合各破碎層對物料的層壓破碎特性，式（4）、式（5）所示的選擇函數(shù)破碎函數(shù)和式（3）所示的錐破碎機操作，對錐破碎機物料層壓破碎過程進行計算機仿真研究，得到如所示的錐破碎機各破碎層破碎產(chǎn)品篩下百分比曲線圖。

　　從可知，提高破碎機主軸鏈，長度可以有提高破碎產(chǎn)品質(zhì)量，轉(zhuǎn)速為455r/nin，平行區(qū)長度分別為150rrn、100nn、50nm及0n時，小于排料口的破碎產(chǎn)品篩下百分比分別為56%、62%、67%及7Z5%，極大地改善了破碎產(chǎn)品粒形。

　　a、4fc、4c、4d中都有若干條篩下分布曲線，各條曲線分別代表物料在各破碎層擠壓破碎后的篩下分布，其中最上部曲線代表排出破碎腔的產(chǎn)品篩下分布。

　　錐破碎機操作胃及改進設計后PYB1750錐破碎機用于某破碎機生產(chǎn)廠家，經(jīng)物理樣機驗證模型的可靠性。此外，由于破碎機主軸轉(zhuǎn)速的大大提高，對破碎機整機動力性能要求大大增加，主軸壽命大大減少，為改善破碎機整機動力性能，必須對破碎機傳動機構進行改進設計。

　?、呕诳傮w平衡，提出錐破碎機破碎過程操作，建立錐破碎機破碎產(chǎn)品粒形分布計洲⑵深入分析影向破碎產(chǎn)品粒形的厲因素并用其對PYB1750錐破碎機進行改進設計。

　　⑶以改進設十后的PYB1750錐破碎機為算例進行破碎產(chǎn)品粒形十算機方真分析，經(jīng)破碎機廠塍理樣機驗證模型的可靠注。