錘（chuí）式破碎機中單顆粒物料的最大破碎力研究

錘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、環保等行業中得到了（le）廣泛應用。到目前為止，該機型（xíng）的較大（dà）破碎（suì）力還沒有一個理想的公式進行計算。國外有人根據碰撞理論和破碎力呈線性變化的觀點，提出了較大（dà）破碎力等於二倍平均破碎力的公式。但在（zài）破碎機實際（jì）破碎（suì）過程中，較大破碎力與平均破碎力並不是呈線性變化，因而，有必（bì）要對該機型的較大破碎力做進一步的探討。

⑴ 錘式破碎機對物料的破碎過程建立的力學模型

為了便於研（yán）究（jiū），其碰撞過（guò）程要做以下幾點假設：

①．在破碎過程中，物料與錘頭的碰撞是彈性正碰（pèng）撞。

②．在碰撞（zhuàng）前，錘頭與轉子同速轉動。

③．在（zài）碰轉前，物料水平速（sù）度是零。

④．在碰撞處，忽略摩擦力和風阻等影響。

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

M_i──碰撞（zhuàng）後（hòu），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（chuí）頭質心處的線速度。

根據物理知識（shí），還有公式如下

S₁=ΣM_i V_icos&,

S₁-S₂=M（V-V_i），

要求出碰撞前錘頭質心處的線（xiàn）速度，即V的（de）值，還需要知道以（yǐ）下（xià）的物理量：L₀，L_c，A_i，V_i，a，b。它們

分別表（biǎo）示的意思（sī）是：

L₀── 轉子（zǐ）係統對O軸（zhóu）的轉動（dòng）慣量

L_c ── 錘頭對其質心軸的轉動慣量

A_i── 第i塊物料碰撞後的分速度

V_i── 與碰撞（zhuàng）方向的（de）夾角

a── 錘頭（tóu）打擊點到錘頭質心的距離

b── 錘頭打擊點到銷（xiāo）軸軸心的距（jù）離

另外，還需要有一些輔助的（de）物理量：S₁，S₂。它們分別表示的意思是（shì）：

S₁ ── 錘頭與物（wù）料間（jiān）的碰撞衝量

S₂── 錘頭銷軸間的碰撞反衝量

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

F₂── 錘頭對銷軸的較大反衝擊（jī）力

S₁/S₂── 在破碎（suì）過程中，與時間無關的常數

⑵ 單（dān）顆粒物料錘式破碎機（jī）破碎時較大破（pò）碎力的（de）實驗研究

為了測出單顆粒（lì）物料破碎時的較大破碎力，對單排錘式破（pò）碎機，在其轉子軸中部對稱地粘貼了4個電阻（zǔ）應變片（piàn），並通過導線組（zǔ）成全橋測試電路。

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

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

W_n── 轉子軸測試處（chù）的抗（kàng）彎截麵膜（mó）量

d ── 轉子軸測試處的（de）直徑

B ── 實驗模型中兩圓盤間的距離

L ── 轉子（zǐ）軸上二軸承（chéng）間的距離

E ── 轉子軸材料的彈性（xìng）膜量

根據電學和物理學的公式，在單顆粒物料破碎時，逐次（cì）改變電機轉速和（hé）分別加入砂岩、鋼球、麻石、石灰岩等不同物料進行（háng）了破碎實驗，得出了一係列的數據.

⑶ 數據處（chù）理和結論

從實驗得（dé）出的一係列（liè）的數（shù）據（jù），可以發現，錘式破碎機的較大破碎力與平均破（pò）碎力並不是呈線性（xìng）變化（huà），為了了解其變化規律，利用計算機對這兩個值的比（bǐ）值進行（háng）數據處理：包括均值、方（fāng）差（chà）計算和正態性檢（jiǎn）驗等（děng），其結果十分明顯，是一個正（zhèng）態（tài）分（fèn）布曲線圖。根據圖中的數理統計結果，可得如下結論：

①．根（gēn）據所獲得數據可以（yǐ）發現，較大破碎力與平均破碎力的比（bǐ）值（zhí）並不呈線性變化。由（yóu）數理統計原理可知，比值落在區間[ū-3s，ū+3s]的概率為99.7%，置信度為1-ɑ=95%。

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

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