錘式破碎機中單顆粒物料的（de）最大破碎力研究

錘式破碎機具有（yǒu）破碎效率高、破碎能耗少等優點，它在礦山、建材、環保（bǎo）等行業中得到了廣泛應用。到目前為止（zhǐ），該機型的較大破碎力還沒有一個理（lǐ）想的公式（shì）進行計算。國外有人（rén）根據碰（pèng）撞理論和破碎力呈線性變化的觀（guān）點，提出了較大破碎力等於二倍平均破碎（suì）力的公式。但在破碎機實（shí）際破碎過程中，較（jiào）大破碎力與平均破碎力並不是呈線性變化（huà），因而，有（yǒu）必要對該機型（xíng）的較大破碎力做進一步的探討。

⑴ 錘式破碎機（jī）對（duì）物料（liào）的（de）破碎過程建立的力學模型

為（wéi）了便於研究，其碰撞過程要做以下（xià）幾點假設：

①．在破碎（suì）過（guò）程中，物料與錘頭（tóu）的碰撞是彈性（xìng）正碰撞。

②．在碰撞前，錘頭與轉子同速轉動（dòng）。

③．在（zài）碰轉前，物料水平速度是零。

④．在（zài）碰撞處，忽略摩擦力（lì）和風阻等影響。

根據（jù）這些假設和碰撞理論，可以列一係列方程。需要的物理量有M_i，M，V_i，V。它們分別表示的意思是：

M_i──碰撞後，第i塊物料的質量。

M──錘頭的質量。

V_i──第i塊物料碰撞後的分（fèn）速度。

V ── 碰撞前錘頭質心（xīn）處的線速度。

根據物理（lǐ）知識，還（hái）有公式（shì）如下

S₁=ΣM_i V_icos&,

S₁-S₂=M（V-V_i），

要求出碰撞前錘頭質心處的線速度，即V的值（zhí），還需要知（zhī）道以（yǐ）下的物理量：L₀，L_c，A_i，V_i，a，b。它們

分別表示的意思是：

L₀── 轉（zhuǎn）子係統對O軸的轉動慣量（liàng）

L_c ── 錘頭對（duì）其（qí）質心軸的轉動慣量

A_i── 第i塊物料碰撞後的（de）分（fèn）速度

V_i── 與碰撞方向的夾角

a── 錘頭打擊點到（dào）錘頭質心的距離

b── 錘頭打擊點到銷軸軸心的距離

另外，還需要有一些輔（fǔ）助的物理量：S₁，S₂。它們分別表示的意思是：

S₁ ── 錘頭與物（wù）料間的碰撞衝量

S₂── 錘頭銷（xiāo）軸間的碰撞反衝量

再根據牛頓的恢複係數定義以及衝量定理，可以得出，較大破碎力F₁=S₁ /S₂*F₂

F₂── 錘頭對銷軸的較大反衝擊力

S₁/S₂── 在破碎過程中（zhōng），與（yǔ）時間（jiān）無關的（de）常數

⑵ 單顆粒物料錘式破碎機破碎時較（jiào）大破碎力（lì）的實驗（yàn）研（yán）究

為了測出單顆粒物料破碎時的較大破碎力，對單排錘式破碎機，在其轉子軸中部（bù）對稱地粘貼了4個電阻應變片，並（bìng）通過導線組成（chéng）全橋測試電路。

根據（jù）上述測試方法，就可以得到，單顆粒物料破碎時，轉子軸上的（de）彎曲應（yīng）變曲線。並根據實測分（fèn）析，曲線上的應力較大值就是錘（chuí）頭對銷軸的較大反衝擊力所引起的線（xiàn）應變。

另外，根據電測（cè）原理和轉子軸上的（de）受力特點，可以得到轉子軸上測試處的彎矩M，當然需（xū）涉及到一些（xiē）相（xiàng）關的物理量：W_n，d，B，L，E。

W_n── 轉子軸測試處的抗彎截麵膜量

d ── 轉子軸測試處的直徑

B ── 實（shí）驗模型中兩圓盤（pán）間的距離

L ── 轉子軸上二軸承間的距離

E ── 轉（zhuǎn）子軸材料的彈性（xìng）膜量

根據電學和物理學的（de）公（gōng）式，在單顆粒物料破碎時，逐次改變電機轉速和分別加入砂岩、鋼球、麻石、石灰岩等不同物料進（jìn）行了破碎實驗，得出了一係列的數據.

⑶ 數據處理和結（jié）論（lùn）

從實驗得出的一係列的數據，可以發現，錘式破碎機的較大破碎力與平均破碎力並不是呈線性變化，為了了解其（qí）變化規律，利用計算機（jī）對這兩個（gè）值的（de）比值進行數據處理：包括均值、方差計算和正態性檢驗等，其結果十分明顯，是一個正態分布曲線圖。根據圖（tú）中的數理統計結（jié）果，可得如下（xià）結論：

①．根據（jù）所獲得數據可以發（fā）現，較大破碎（suì）力與平均破碎力的比值並不呈線（xiàn）性變化。由數理統計原理可知，比值落（luò）在區間[ū-3s，ū+3s]的概率為99.7%，置（zhì）信度為1-ɑ=95%。

②．因為ū-3s=2.045，ū+3s=3.128根據概（gài）率論的觀點，得到實驗公式F₁=（2.045～3.128）F，F為平均破碎力。

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