圆锥破碎机的标准腔型进行优化

   1圆锥破碎机的工作原理
    圆锥破碎机的动锥、定锥以及进动角ro共同组成了圆锥破碎机的几何腔型。工作时动锥周期性地靠近或远离定锥，当动锥靠近定锥时，处于2个锥体之间的物料在破碎腔中受到巨大的挤压力作用产生破碎。而远离锥体表面的物料则由于自身重力的作用不断下落，下落一段高度后，动锥再次向定锥靠近，物料受到压碎与冲击力作用而破碎。
    一段时间后，动锥将会再度离开，物料再次下落一定 距离。经过几次循环后，物料破碎至要求粒度，经排矿口排出。
    2粒子流动性的数值分析
    物料在破碎腔内的运动比较复杂，分析物料的运动就是分析其粒子的运动。粒子在破碎过程中，下落与挤压都发生。而在动锥破碎壁远离定锥轧臼壁的过程中，粒子以3种运动方式通过破碎腔，即滑动、自由落体与滑动并存和自由落体。
    粒子的运动方式主要取决于破碎机动锥的旋摆速度n，分别取n为300 r・m in^(-1)，400 r・m in^(-1)和550 r・min^(-1)，用MATLAB程序求解，对粒子进行流动性分析，得到粒子速度分布。
    可以看出，当动锥旋摆速度n较低时，粒子先作自由落体运动，与动锥面碰撞后沿曲面滑动。当动锥转过角度兀后，开始随动锥面一起绕悬挂点向上摆动。在从角度兀到2兀的转动过程中，动锥竖直向上的速度由零逐渐变大，后来又逐渐减少到零。当动锥旋摆速度n较高时，粒子将作自由落体运动，直到与动锥碰撞后一起绕悬挂点0向上摆动。在粒了运动过程中，取粒了间的薪性系数td=0.0 1 s。
    从3种速度的粒子通过优化前破碎腔型的过程可以看出，当动锥旋摆速度n较低时，粒子在开始几个破碎区段中会有一定时间的滑动区域，同时破碎腔的破碎分层数只有10个。当动锥的旋摆速度n提高后，粒子在开始就进入自由落体状态，同时破碎腔的破碎分层数会增加到14个。当动锥的速度n进一步提高后，破碎腔的破碎分层数会增加到20个。这也就是说，随着速度n的逐渐增加，粒子被破碎的次数也逐渐增加，破碎后产品的粒度尺寸也会越来越小。
    但是可以看出，随着n的增加，粒子自由落体的时间t会减小，粒子自由落体的*大竖直速度vy会减小。粒子下降的时间越短，出料量就越小，导致生产率下降，生产率提高与粒度要求形成矛盾体，因此，存在一个*佳的旋摆速度n能较好地协调这个矛盾。
    3 P Y B 1200圆锥破碎机腔型的优化设计
    结合PYB1200弹簧圆锥破碎机腔型结构的多目标优化问题，本文采用主要目标法来求建模，选取破碎机动锥旋摆速度n,进动角:ro、动锥底角a、平行区域长度l以及破碎区域i的夹角R作为设计变量，圆锥破碎机的生产能力作为主要目标函数，每一个破碎区域通过能力的标准偏差和产品粒度的分布被转化成几个非线性约束，建立多目标优化模型。
    圆锥破碎机优化函数的求解采用随机方向搜索算法。第2组到第9组的优化数据是为了方便比较改变某些参数时对腔型优化所产生的影响。这些变动的参数分别是动锥的旋摆速度n,l平行区域长度l、动锥底角a以及进动角ro。
    从第1组数据可以得出，当a从400增加到550,l从100 mm减少到55 mm时，圆锥破碎机的生产能力Q从165 t/h增加到187 t/h，提高了13%。根据第1组优化数据的结果，绘制所优化后腔型曲线和产品粒度分布。在优化后腔型曲线和产品粒度分布中，优化前与优化后的腔型具有明显的不同，优化后的腔型更接近于理想的腔型曲线。1到10号曲线分别代表经过每一破碎层后产品粒度的分布情况，即通过CSS(30 mm)尺寸的筛下百分比。初始来料矿石(待碎物料)的大小分布情况，满足均匀分布。
    4结语
     本文对PY B 1200圆锥破碎机的标准腔型进行优化，得出了以下结论。
    1)随着动锥旋摆速度n的逐渐增加，粒子被破碎的次数也逐渐增加，破碎后产品的粒度尺寸也会越来越小。但是n越大，粒子下降的时间越短，出料量就变小，导致生产率下降，生产率提高与粒度要求形成矛盾体，因此，存在一个*佳的旋摆速度n能较好地协调这个矛盾。
    2)得出了优化后的腔型和粒度分布曲线。从优化的数据中得出了优化参数[n,Yo,a,l]是如何影响圆锥破碎机工作性能的结论。