錘式破碎機中單顆粒物料的最（zuì）大破碎力研究

錘（chuí）式破碎機具有破碎效率高、破碎能耗少等優點，它在礦山、建材（cái）、環保等行業中得到了廣泛應用。到目（mù）前為止，該機型的（de）較大（dà）破碎力還沒有一個理想的公式（shì）進行計算。國外有人根據碰撞理（lǐ）論和破碎（suì）力呈線（xiàn）性變化的觀點，提出（chū）了較大破碎力等於二倍平（píng）均破碎力的公式（shì）。但在破碎（suì）機實際破碎（suì）過程中，較大（dà）破碎力與平均破碎力並不是呈線性（xìng）變化，因而，有必要對該機型的較大破碎力做進一（yī）步的探討。

⑴ 錘式破碎機對物料的破碎過（guò）程（chéng）建立（lì）的力學模型（xíng）

為了便（biàn）於（yú）研究，其碰撞過程要做以（yǐ）下幾點假設：

①．在破碎過程中，物料與錘頭的碰撞是彈（dàn）性正碰撞。

②．在碰撞前（qián），錘頭與轉子同速轉動。

③．在碰轉前，物料水平（píng）速度是零。

④．在碰撞處，忽略摩擦力和（hé）風阻等影響。

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

M_i──碰（pèng）撞後，第（dì）i塊（kuài）物料的質量。

M──錘頭的（de）質量。

V_i──第i塊物料碰撞後的分速度。

V ── 碰撞前錘頭質心處的線速度。

根據物理知識，還有公式如下

S₁=ΣM_i V_icos&,

S₁-S₂=M（V-V_i），

要（yào）求出碰（pèng）撞前錘頭質（zhì）心（xīn）處的線速度，即V的值，還需要知道以下的物理量：L₀，L_c，A_i，V_i，a，b。它們（men）

分別表示的意（yì）思是：

L₀── 轉（zhuǎn）子係統（tǒng）對O軸的轉（zhuǎn）動慣量

L_c ── 錘（chuí）頭對其質心軸的轉動慣量

A_i── 第i塊物（wù）料碰撞後的分速度

V_i── 與碰撞方向（xiàng）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── 錘頭銷軸間的碰撞（zhuàng）反衝量

再根據牛頓的恢複係數定義以及衝量定理，可以得（dé）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（zài）破（pò）碎過（guò）程（chéng）中，與時間無（wú）關的常數

⑵ 單顆粒物料錘（chuí）式破碎機破碎時較大破碎力的實驗研（yán）究（jiū）

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（zài）其轉子軸中部對稱地粘貼了4個電阻應變（biàn）片，並通過導線組成全橋測試電（diàn）路。

根據上述測試（shì）方法，就可以得到，單顆粒物料破碎時，轉子軸上的彎曲（qǔ）應（yīng）變曲線。並根據（jù）實測分析，曲線上的應力較大值就是錘頭對銷軸的較大反（fǎn）衝擊力所引起的（de）線應變。

另外，根據電測原理和轉子軸上的受力（lì）特點，可以得到轉子軸上測試處的彎（wān）矩M，當然需涉及到一些相關的物理量：W_n，d，B，L，E。

W_n── 轉子（zǐ）軸測試處的抗彎截麵膜量

d ── 轉子軸測試處的直徑

B ── 實驗模型中兩圓盤間的距離

L ── 轉（zhuǎn）子軸上二（èr）軸（zhóu）承間的距離

E ── 轉子軸材料的彈性膜量

根據電學和物理學的公式，在單顆粒物料破碎時，逐次改變電機轉速和（hé）分別加入砂岩、鋼球、麻石、石灰岩等不同物（wù）料進（jìn）行了破碎實（shí）驗，得出了一（yī）係列的數據.

⑶ 數據處理和結論（lùn）

從實驗得出的一係（xì）列的數據，可（kě）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（wéi）了了解其變化規律，利用計算機對這兩個值（zhí）的比值進行數據處理：包括均（jun1）值、方差計（jì）算（suàn）和正態性檢驗等，其結果十（shí）分明顯，是一個正態分布曲線圖。根據圖中的（de）數理（lǐ）統計結果，可得如下結論：

①．根據所獲得數據（jù）可以發現，較大破碎力與平均破碎力的比（bǐ）值並不呈（chéng）線性（xìng）變化。由數理統計原理可知，比值落（luò）在（zài）區間[ū-3s，ū+3s]的概率為99.7%，置信度為1-ɑ=95%。

②．因（yīn）為ū-3s=2.045，ū+3s=3.128根據概率論（lùn）的觀點，得到實（shí）驗公式F₁=（2.045～3.128）F，F為平均破碎力。

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