破碎機(jī)工藝性能的計(jì)算模擬及優(yōu)化

【摘 要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)需求量和生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，需要粉碎的物料量迅速增加。所以破碎機(jī)的需求量也呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是在現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)下破碎機(jī)的研究相對(duì)來(lái)說(shuō)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(jī)的工藝性能。

【關(guān)鍵詞】破碎機(jī)；工藝性能；優(yōu)化

圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是圓錐破碎機(jī)的重要性能參數(shù)之一，也是衡量破碎機(jī)腔型合理性的重要檢測(cè)指標(biāo)。提高破碎機(jī)的生產(chǎn)力對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的作用，提高破碎機(jī)的生產(chǎn)力能夠大幅度地提高破碎機(jī)的工作效率，從而實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)水平。破碎機(jī)在我國(guó)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(wú)機(jī)非金屬的破碎等，這些都需要破碎機(jī)的參與，在整個(gè)工藝流程設(shè)計(jì)中破碎機(jī)也起到了重要作用。

1.破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)

1.1破碎機(jī)的特點(diǎn)

圓錐破碎機(jī)最初是由美國(guó)人西蒙斯兄弟設(shè)計(jì)，諾德伯格公司生產(chǎn)的，約在上世紀(jì)二、三十年代普及世界。隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，破碎機(jī)在性能上有了很大的改進(jìn)，漸漸地向人們需要的方向靠攏。進(jìn)入80年代后，國(guó)外破碎機(jī)的主要進(jìn)展是對(duì)破碎機(jī)的研制和強(qiáng)化，經(jīng)過(guò)不斷的研究，改進(jìn)，相繼推出了很多新型破碎機(jī)。這些破碎機(jī)普遍有著一些特點(diǎn)。西蒙斯圓錐破碎機(jī)破碎比大；顎式破碎機(jī)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力在逐步的提高；輥壓機(jī)具有高的產(chǎn)品質(zhì)量，來(lái)料在破碎機(jī)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(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)動(dòng)錐下部液壓缸的上下運(yùn)動(dòng)來(lái)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。隨著人們對(duì)破碎機(jī)的不斷了解與改進(jìn)，升級(jí)后的破碎設(shè)備能夠有效地減少停機(jī)時(shí)間與能耗，而且便于維修，更加人性化和環(huán)保等特點(diǎn)。

1.2破碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

自20世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)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(jì)整個(gè)工藝流程過(guò)程中，破碎機(jī)是必不可少的一環(huán)。通過(guò)破碎機(jī)對(duì)原礦進(jìn)行高效的破碎，再由后續(xù)流程將精礦提取出來(lái)。隨著選礦工藝的不斷發(fā)展，對(duì)破碎機(jī)的工藝性能也越來(lái)越高，由于我國(guó)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(jìn)而對(duì)破碎機(jī)的需求量越來(lái)越大，對(duì)破碎機(jī)的性能要求也越來(lái)越高。與此同時(shí)，一些非金屬礦也需要破碎機(jī)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(jìn)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(jī)之后，這些問(wèn)題就能夠很好地解決，既減少了人力資源、降低了運(yùn)行成本又使得工作效率得到了提高。更重要的是破碎機(jī)破碎后顆粒大小差異不大，整齊統(tǒng)一。因此破碎機(jī)應(yīng)用范圍廣，而且非常有市場(chǎng)，市場(chǎng)的需求量越高，越能推動(dòng)破碎機(jī)的發(fā)展。

2.破碎機(jī)工藝性能的研究

2.1淺析破碎機(jī)工作原理

一直以來(lái)，關(guān)于物料破碎理論的研究取得一些有實(shí)際指導(dǎo)意義的研究成果，對(duì)碎磨設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)及碎磨理論的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。破碎機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單。眾所周知，物料破碎方法主要是機(jī)械力破碎，所謂的機(jī)械力破碎就是利用外力對(duì)物體進(jìn)行施壓，以達(dá)到物體破碎的最終結(jié)果。機(jī)械力破碎法是最古老的礦料破碎法，也是迄今運(yùn)用最廣泛的礦料破碎方法，它以破碎機(jī)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(jī)的工作原理，機(jī)械力破碎方法主要有擠壓，劈開(kāi)，折斷，磨剝和沖擊破碎等。這些機(jī)械破碎就能夠很好地達(dá)到破碎物體的效果，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量化。從這里可以看出，破碎機(jī)的工作原理簡(jiǎn)言之就是在機(jī)械內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械壓力，然后物體受到巨大機(jī)械力的影響，漸而發(fā)生破碎，分裂，以達(dá)到對(duì)物體進(jìn)行破碎的效果。

2.2破碎機(jī)研究的內(nèi)容

破碎機(jī)的應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)需求量高，所以對(duì)破碎機(jī)的研發(fā)創(chuàng)新顯得愈發(fā)重要。破碎機(jī)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(jià)值。也正因?yàn)槿绱耍扑闄C(jī)的研發(fā)具有積極的意義。以圓錐破碎機(jī)為例，我們通過(guò)設(shè)備的破碎原理，分析影響圓錐破碎機(jī)破碎性能的主要參數(shù)，包括性能工作參數(shù)（如破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，偏心距，排料口擺動(dòng)行程，進(jìn)動(dòng)角等）和結(jié)構(gòu)參數(shù)（破碎腔腔型參數(shù)與動(dòng)錐，定錐結(jié)構(gòu)參數(shù)），建立圓錐破碎機(jī)性能參數(shù)對(duì)圓錐破碎機(jī)性能影響的數(shù)學(xué)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(jī)的研究和發(fā)展，同時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度也有很好地保障。與此同時(shí)，為了更好地提高破碎機(jī)的效率問(wèn)題，我們還建立破碎機(jī)性能數(shù)學(xué)模型以對(duì)破碎機(jī)性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到改善圓錐破碎機(jī)的機(jī)械性能，增加破碎機(jī)用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益，并縮短新型破碎機(jī)的研發(fā)周期。以此來(lái)增加提高破碎機(jī)的工藝性能。

3.影響破碎機(jī)性能的關(guān)鍵因素研究

3.1破碎機(jī)性能因素

對(duì)于破碎機(jī)性能指標(biāo)來(lái)說(shuō)，其生產(chǎn)率與破碎產(chǎn)品粒度是一對(duì)矛盾體，兩者之間相互制約。工作性能因素是通過(guò)影響破碎機(jī)生產(chǎn)率進(jìn)而影響破碎機(jī)產(chǎn)品粒度。動(dòng)錐擺動(dòng)速度n越大，物料通過(guò)破碎腔時(shí)所受沖擊次數(shù)越多，物料粒度越整齊，但轉(zhuǎn)速n過(guò)大，物料生產(chǎn)率下降；動(dòng)錐擺動(dòng)速度n越小，破碎產(chǎn)品粒度不均勻，破碎機(jī)生產(chǎn)率也下降，故動(dòng)錐擺動(dòng)速度存在一個(gè)最佳值。這就會(huì)很明顯影響破碎機(jī)的性能，在破碎機(jī)腔型結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的前提下，進(jìn)動(dòng)角r決定破碎機(jī)偏心距及排料口擺動(dòng)行程Sstroke的值，進(jìn)動(dòng)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(shí)對(duì)物料運(yùn)動(dòng)學(xué)性能有利，破碎機(jī)生產(chǎn)率提高，但破碎機(jī)整機(jī)動(dòng)力性能惡化；進(jìn)動(dòng)角r越小物料粉碎效果變差，生產(chǎn)率下降，但機(jī)器動(dòng)力性能改善。故在破碎機(jī)整機(jī)性能允許的前提下，進(jìn)動(dòng)角亦取較大值。

3.2破碎機(jī)結(jié)構(gòu)因素

眾所周知，影響一個(gè)機(jī)器的因素有很多，其內(nèi)部因素占很大的一部分，就像計(jì)算機(jī)的性能受硬件影響最大，要有一個(gè)好的計(jì)算機(jī)性能，其硬件占主要位置。破碎機(jī)亦是如此，破碎機(jī)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(duì)破碎產(chǎn)品粒度有決定性影響。破碎機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素決定著破碎機(jī)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(shí)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(jī)器重量增加。因此，破碎機(jī)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(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，破碎機(jī)應(yīng)用到越來(lái)越多不同的領(lǐng)域，因此對(duì)破碎機(jī)的要求也越來(lái)越高。破碎機(jī)性能的好壞直接影響著精礦質(zhì)量以及工作的進(jìn)度，因此對(duì)破碎機(jī)工藝性能優(yōu)化是有重要意義的。但是，現(xiàn)代破碎機(jī)的研究還不是登峰造極的地步，因此，在有的時(shí)候破碎機(jī)的性能還是不能很好地得到發(fā)掘。所以，我們?cè)诶闷扑闄C(jī)進(jìn)行工作的同時(shí)也不要忘了對(duì)破碎機(jī)的工藝性能進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化，以滿足市場(chǎng)要求。 [科]

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