顎式破碎機內(nèi)物料破碎機理及破碎功耗研究.pdf

1、顎式破碎機自問世以來已有百余年的歷史，其具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、方便維修、工作效率高等優(yōu)點，目前仍是物料初碎作業(yè)中的主要破碎設(shè)備之一，但亦是公認的高耗能設(shè)備之一。
　　目前國內(nèi)機械計算機輔助設(shè)計及制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普及，但與其他同類破碎設(shè)備相比，對顎式破碎機破碎機理及其設(shè)計制造的研究仍顯得十分薄弱和欠缺。據(jù)本課題組的相關(guān)研究表明，其主要問題表現(xiàn)為：1）對破碎腔內(nèi)物料破碎機理及其與顎板相互作用特性的基本研究還比較不足；2）不合理的破碎

2、腔和襯板結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致了設(shè)備使用壽命的縮短和生產(chǎn)耗能成本的提高；3）在整機設(shè)計選擇較為重要的電機功率參數(shù)時，一般以公式估算為主，經(jīng)常有計算功率較之需用功率偏大或偏小的現(xiàn)象發(fā)生，從而造成了能源的浪費或機器破碎強度的降低。
　　為解決上述問題，本文擬借助較先進的機械計算機輔助設(shè)計、分析及模擬實驗技術(shù)，對初碎用顎式破碎機的物料破碎全過程進行數(shù)值模擬及實驗分析，在此基礎(chǔ)上，分析和探討破碎機理并建立相應(yīng)的數(shù)值分析用模型，進而進行破碎腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)

3、化設(shè)計，為新型無阻塞式顎式破碎機的整機設(shè)計，如選擇合理的電機參數(shù)等，提供參考。為此，本文主要做了如下研究工作：
　　1）基于離散元法中的BPM模型在離散元軟件EDEM中建立了閃長巖物料模型，所建模型由若干個粒度呈雙峰分布（可使物料的堆積密度更高，小顆粒間的自鎖性能也更好）的小顆粒粘結(jié)而成。對物料模型微觀參數(shù)進行了標(biāo)定，使物料的模擬破碎與真實破碎行為保持一致。
　　2）建立了兩種不同的破碎腔模型，一種則為基于實驗室用PE60×

4、100顎式破碎機的測繪數(shù)據(jù)建立的“直線—直線”形傳統(tǒng)破碎腔，一種為基于物料在破碎腔內(nèi)流動破碎特征建立的“直線—曲線”形新型破碎腔。
　　3）在EDEM中分別模擬了物料在兩種破碎腔內(nèi)的破碎全過程，得到了物料具體的破碎規(guī)律：在不同破碎階段，兩破碎腔內(nèi)的正方體物料均在其對角線位置受力最大，但新型腔物料在此區(qū)域的受力更加集中，破碎效率更高；將物料模型以粘結(jié)鍵、圓錐和矢量的形式表示，得到了物料內(nèi)部的粘結(jié)狀態(tài)以及不同破碎階段物料顆粒的受力和速

5、度狀態(tài)；分析了兩種破碎腔內(nèi)物料內(nèi)部力鏈的演變規(guī)律，結(jié)果表明在同一破碎階段，新型腔內(nèi)物料的強力鏈數(shù)目更多，將其與物料宏觀破碎行為相聯(lián)系，為顆粒物質(zhì)力學(xué)的相關(guān)研究提供了參考，并從物料受力角度驗證了新型破碎腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性。
　　4）對比分析了兩種破碎腔的受力狀態(tài)和功耗曲線，結(jié)果表明兩者動顎板均在其中部偏下部位受力最大，但新型腔顎板受到的最大破碎力比傳統(tǒng)腔小9273.1N，且磨損區(qū)域也較小，顎板壽命更長；兩者的功耗圖均為呈振動波形的曲線，