破碎機工藝性能的計算模擬及優(yōu)化

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各種金屬，非金屬，化工礦物，以及水泥，建材等物料的社會需求量和生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，需要粉碎的物料量迅速增加。所以破碎機的需求量也呈明顯的增長趨勢，但是在現(xiàn)在的科學技術(shù)下破碎機的研究相對來說比較少，其工藝性能的模擬比較薄弱，因此需要更大力度的研究，提高破碎機的工藝性能。

【關(guān)鍵詞】破碎機；工藝性能；優(yōu)化

圓錐破碎機的生產(chǎn)能力是圓錐破碎機的重要性能參數(shù)之一，也是衡量破碎機腔型合理性的重要檢測指標。提高破碎機的生產(chǎn)力對于提高經(jīng)濟效益有著十分重要的作用，提高破碎機的生產(chǎn)力能夠大幅度地提高破碎機的工作效率，從而實現(xiàn)提高生產(chǎn)水平。破碎機在我國現(xiàn)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如一些金屬的破碎，一些無機非金屬的破碎等，這些都需要破碎機的參與，在整個工藝流程設(shè)計中破碎機也起到了重要作用。

1.破碎機的發(fā)展狀況與趨勢

1.1破碎機的特點

圓錐破碎機最初是由美國人西蒙斯兄弟設(shè)計，諾德伯格公司生產(chǎn)的，約在上世紀二、三十年代普及世界。隨著社會的發(fā)展以及科技的不斷進步，破碎機在性能上有了很大的改進，漸漸地向人們需要的方向靠攏。進入80年代后，國外破碎機的主要進展是對破碎機的研制和強化，經(jīng)過不斷的研究，改進，相繼推出了很多新型破碎機。這些破碎機普遍有著一些特點。西蒙斯圓錐破碎機破碎比大；顎式破碎機破碎機的生產(chǎn)能力在逐步的提高；輥壓機具有高的產(chǎn)品質(zhì)量，來料在破碎機的碾壓下顆粒變得均勻，形狀整齊，具有較高的作業(yè)效率；旋回破碎機在生產(chǎn)過程中通過動錐下部液壓缸的上下運動來調(diào)整排料口，這樣的調(diào)整方式，保持了排料口的恒定，提高了整個生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。隨著人們對破碎機的不斷了解與改進，升級后的破碎設(shè)備能夠有效地減少停機時間與能耗，而且便于維修，更加人性化和環(huán)保等特點。

1.2破碎機的發(fā)展趨勢

自20世紀以來，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于一些金屬的挖掘力度也不斷加大。這些金屬都是藏在巖石里，要想充分利用這些資源，在設(shè)計整個工藝流程過程中，破碎機是必不可少的一環(huán)。通過破碎機對原礦進行高效的破碎，再由后續(xù)流程將精礦提取出來。隨著選礦工藝的不斷發(fā)展，對破碎機的工藝性能也越來越高，由于我國的貧礦較多，要想得到高品位的精礦，就必須破碎大量的原礦，進而對破碎機的需求量越來越大，對破碎機的性能要求也越來越高。與此同時，一些非金屬礦也需要破碎機的參與，比如公路碎石、工業(yè)垃圾的破碎方面，這些方面如果靠人工進行，不但工作效率既低而且需要的人員比較多、作業(yè)成本較高。但是有了破碎機之后，這些問題就能夠很好地解決，既減少了人力資源、降低了運行成本又使得工作效率得到了提高。更重要的是破碎機破碎后顆粒大小差異不大，整齊統(tǒng)一。因此破碎機應(yīng)用范圍廣，而且非常有市場，市場的需求量越高，越能推動破碎機的發(fā)展。

2.破碎機工藝性能的研究

2.1淺析破碎機工作原理

一直以來，關(guān)于物料破碎理論的研究取得一些有實際指導(dǎo)意義的研究成果，對碎磨設(shè)備的研制開發(fā)及碎磨理論的發(fā)展做出重要貢獻。破碎機的工作原理比較簡單。眾所周知，物料破碎方法主要是機械力破碎，所謂的機械力破碎就是利用外力對物體進行施壓，以達到物體破碎的最終結(jié)果。機械力破碎法是最古老的礦料破碎法，也是迄今運用最廣泛的礦料破碎方法，它以破碎機械的工作部件直接作用于礦塊而使其破碎。這就是最直白的破碎機的工作原理，機械力破碎方法主要有擠壓，劈開，折斷，磨剝和沖擊破碎等。這些機械破碎就能夠很好地達到破碎物體的效果，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量化。從這里可以看出，破碎機的工作原理簡言之就是在機械內(nèi)部產(chǎn)生機械壓力，然后物體受到巨大機械力的影響，漸而發(fā)生破碎，分裂，以達到對物體進行破碎的效果。

2.2破碎機研究的內(nèi)容

破碎機的應(yīng)用范圍廣，市場需求量高，所以對破碎機的研發(fā)創(chuàng)新顯得愈發(fā)重要。破碎機工藝性能的提高能夠大幅度地增加設(shè)備的附加值，從而提高產(chǎn)品的價值。也正因為如此，破碎機的研發(fā)具有積極的意義。以圓錐破碎機為例，我們通過設(shè)備的破碎原理，分析影響圓錐破碎機破碎性能的主要參數(shù)，包括性能工作參數(shù)（如破碎機的轉(zhuǎn)速，偏心距，排料口擺動行程，進動角等）和結(jié)構(gòu)參數(shù)（破碎腔腔型參數(shù)與動錐，定錐結(jié)構(gòu)參數(shù)），建立圓錐破碎機性能參數(shù)對圓錐破碎機性能影響的數(shù)學模型、生產(chǎn)能力模型、產(chǎn)品粒度分布模型等。這些研究的有利于破碎機的研究和發(fā)展，同時生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度也有很好地保障。與此同時，為了更好地提高破碎機的效率問題，我們還建立破碎機性能數(shù)學模型以對破碎機性能進行優(yōu)化設(shè)計，以達到改善圓錐破碎機的機械性能，增加破碎機用戶的經(jīng)濟效益，并縮短新型破碎機的研發(fā)周期。以此來增加提高破碎機的工藝性能。

3.影響破碎機性能的關(guān)鍵因素研究

3.1破碎機性能因素

對于破碎機性能指標來說，其生產(chǎn)率與破碎產(chǎn)品粒度是一對矛盾體，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)率進而影響破碎機產(chǎn)品粒度。動錐擺動速度n越大，物料通過破碎腔時所受沖擊次數(shù)越多，物料粒度越整齊，但轉(zhuǎn)速n過大，物料生產(chǎn)率下降；動錐擺動速度n越小，破碎產(chǎn)品粒度不均勻，破碎機生產(chǎn)率也下降，故動錐擺動速度存在一個最佳值。這就會很明顯影響破碎機的性能，在破碎機腔型結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的前提下，進動角r決定破碎機偏心距及排料口擺動行程Sstroke的值，進動角r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r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，進動角亦取較大值。

3.2破碎機結(jié)構(gòu)因素

眾所周知，影響一個機器的因素有很多，其內(nèi)部因素占很大的一部分，就像計算機的性能受硬件影響最大，要有一個好的計算機性能，其硬件占主要位置。破碎機亦是如此，破碎機結(jié)構(gòu)因素主要是破碎腔型結(jié)構(gòu)參數(shù)。在工作性能參數(shù)確定的前提下，破碎腔型對破碎產(chǎn)品粒度有決定性影響。破碎機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素決定著破碎機的性能，破碎腔嚙角J是影響物料層壓破碎效果的關(guān)鍵因素之一，為使物料在破碎腔中實現(xiàn)良好的破碎效果，破碎腔嚙角亦取較小值，但需保證閉邊排料口尺寸S，否則破碎腔高度增加，機器重量增加。因此，破碎機的性能受到其自身結(jié)構(gòu)因素影響很大。

4.總結(jié)

隨著社會的發(fā)展，科技的進步，破碎機應(yīng)用到越來越多不同的領(lǐng)域，因此對破碎機的要求也越來越高。破碎機性能的好壞直接影響著精礦質(zhì)量以及工作的進度，因此對破碎機工藝性能優(yōu)化是有重要意義的。但是，現(xiàn)代破碎機的研究還不是登峰造極的地步，因此，在有的時候破碎機的性能還是不能很好地得到發(fā)掘。所以，我們在利用破碎機進行工作的同時也不要忘了對破碎機的工藝性能進行計算和優(yōu)化，以滿足市場要求。 [科]

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