破碎機工藝性能的計算模擬及優化

【摘 要】隨著我國社會經濟的迅速發展，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規模日益擴大，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，但是在現在的科學技術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。

【關鍵詞】破碎機；工藝性能；優化

圓錐破碎機的生產能力是圓錐破碎機的重要性能參數之一，也是衡量破碎機腔型合理性的重要檢測指標。提高破碎機的生產力對于提高經濟效益有著十分重要的作用，提高破碎機的生產力能夠大幅度地提高破碎機的工作效率，從而實現提高生產水平。破碎機在我國現在許多領域都有應用，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，在整個工藝流程設計中破碎機也起到了重要作用。

1.破碎機的發展狀況與趨勢

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計，諾德伯格公司生產的，約在上世紀二、三十年代普及世界。隨著社會的發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能力在逐步的提高；輥壓機具有高的產品質量，來料在破碎機的碾壓下顆粒變得均勻，形狀整齊，具有較高的作業效率；旋回破碎機在生產過程中通過動錐下部液壓缸的上下運動來調整排料口，這樣的調整方式，保持了排料口的恒定，提高了整個生產過程的穩定性。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，更加人性化和環保等特點。

1.2破碎機的發展趨勢

自20世紀以來，隨著我國經濟的不斷發展，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，在設計整個工藝流程過程中，破碎機是必不可少的一環。通過破碎機對原礦進行高效的破碎，再由后續流程將精礦提取出來。隨著選礦工藝的不斷發展，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，整齊統一。因此破碎機應用范圍廣，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，關于物料破碎理論的研究取得一些有實際指導意義的研究成果，對碎磨設備的研制開發及碎磨理論的發展做出重要貢獻。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，從而實現產品的高質量化。從這里可以看出，破碎機的工作原理簡言之就是在機械內部產生機械壓力，然后物體受到巨大機械力的影響，漸而發生破碎，分裂，以達到對物體進行破碎的效果。

2.2破碎機研究的內容

破碎機的應用范圍廣，市場需求量高，所以對破碎機的研發創新顯得愈發重要。破碎機工藝性能的提高能夠大幅度地增加設備的附加值，從而提高產品的價值。也正因為如此，破碎機的研發具有積極的意義。以圓錐破碎機為例，我們通過設備的破碎原理，分析影響圓錐破碎機破碎性能的主要參數，包括性能工作參數（如破碎機的轉速，偏心距，排料口擺動行程，進動角等）和結構參數（破碎腔腔型參數與動錐，定錐結構參數），建立圓錐破碎機性能參數對圓錐破碎機性能影響的數學模型、生產能力模型、產品粒度分布模型等。這些研究的有利于破碎機的研究和發展，同時生產的產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學模型以對破碎機性能進行優化設計，以達到改善圓錐破碎機的機械性能，增加破碎機用戶的經濟效益，并縮短新型破碎機的研發周期。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，其生產率與破碎產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率進而影響破碎機產品粒度。動錐擺動速度n越大，物料通過破碎腔時所受沖擊次數越多，物料粒度越整齊，但轉速n過大，物料生產率下降；動錐擺動速度n越小，破碎產品粒度不均勻，破碎機生產率也下降，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，在破碎機腔型結構參數確定的前提下，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破碎機結構因素

眾所周知，影響一個機器的因素有很多，其內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，破碎機結構因素主要是破碎腔型結構參數。在工作性能參數確定的前提下，破碎腔型對破碎產品粒度有決定性影響。破碎機的內部結構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鍵因素之一，為使物料在破碎腔中實現良好的破碎效果，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構因素影響很大。

4.總結

隨著社會的發展，科技的進步，破碎機應用到越來越多不同的領域，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量以及工作的進度，因此對破碎機工藝性能優化是有重要意義的。但是，現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化，以滿足市場要求。 [科]

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