某型颚摆式粉碎构件从优预设剖析

　　1破碎机主要工作参数计算

　　1.1动颚摆动次数

　　破碎机机构简图。图中x 1、x2分别为定、动颚板倾角（°），其正负号规定为：以垂直向上方向为基准，顺时针转动倾角为正，逆时针转动倾角为负；xa为破碎机啮角（°）；b 1、s 1、h 1、H、B分别为排矿口*小宽度、动颚下端水平行程、排矿口一次排料的料层高度、破碎腔高度、进料口宽度（mm）。

　　假定动颚板倾角恒为正，定颚板倾角可正可负，不考虑矿石与衬板之间的摩擦对排矿的影响，物料靠自重自由下落，则破碎机动颚摆动一次，从破碎腔中排出棱柱体物料在自重作用下自由通过排矿口的时间若动颚每分钟摆动次数为n，则其单向摆动一次的时间为t＝30／n（3）令t 1＝t，则有

　　1 450 n g h /

　　1.2排料口生产率

　　可知，在排矿口处排料层棱柱体物料的截面积PEJ900×1200破碎机偏心轴转速n一定，由式可求得h 1值。由式，当x 1≤0°时，h 1＝s 1／（1 2 tan| | tan x），由式第1式知，对满足1 2 tan| | tan x＝s 1／h 1的x 1、x 2的不同取值，排料口生产率均等于常数；当x 1＞0°时，h 1＝s 1／2 tan x，由此可求得排料层动颚板倾角x 2，由2式知，排料口生产率随排料层定颚板倾角x 1的增大而减少。

　　根据排矿口生产率随排料层定、动颚板倾角的变化特性，可以选定排料层定、动颚板倾角的初始值，对破碎机腔形进行优化设计。

　　2破碎机腔形优化设计模型

　　2.1设计变量

　　以定、动颚齿板在各物料层处的倾角作为破碎机腔形优化的设计变量。设物料层数为m，第i层定、动颚板的倾角分别为x 1i和x2i，则设计变量为X＝［x 11，x 21，x 12，x 22，…，x 1m，x 2m］T

　　2.2目标函数

　　建立目标函数的原则是：使上一料层被破碎的物料在动颚返程时能全部落入下一料层的空间内，保证物料不发生堵塞。设第i层物料破碎前的断面积为A i，因各料层破碎前的填充密度近似相等，则可取相邻物料层破碎前断面积之差的均方根值为目标函数

　　2.3约束条件

　　边界约束x 1il≤x 1il≤x 1iu x 2il≤x 2i≤x 2iu

　　（i＝1，2，…，m）式中

　　x 1il，x 2ilDD第i料层定、动颚板倾角的下限值，（°）x 1iu，x 2iuDD第i料层定、动颚板倾角的上限值，（°）性能约束0≤x 2i－x 1i≤x amax 0≤h i≤h 1 1 m i h＝H（i＝1，2，…，m）b m＋1≥B

　　式中h i，b m＋1DD第i料层高度、动颚板处于闭边位置时第m料层进料边宽度，mm x amaxDD破碎机*大啮角，x amax＝22°￣24°，在破碎硬矿石时采用下限值，在破碎软矿石时采用上限值

　　2.4各参数计算式

　　（1）若x 1i≤0°，则第1料层高度、排矿口*小宽度、动颚在排矿口处水平行程、排矿口至动颚悬挂中心高度，mm

　　的摆角，（°）b i，s iDD第i料层排料边*小宽度、第i料层排料边处动颚水平行程，mm

　　3PEJ900×1200破碎机腔形优化设计

　　按照上述模型，可对破碎机整个破碎腔进行优化设计，也可对破碎腔下部磨损严重的部分腔形进行优化。腔形优化的目标是寻求一组满足全部约束条件的设计变量，使目标函数取*小值，物料在破碎腔中无堵塞。

　　本文采用MATLAB6优化工具箱中有约束非线性规划问题的constr优化函数，对PEJ900×1200破碎机的下部腔形进行优化设计。

　　首先建立包含目标函数和约束条件的函数文件，然后建立定义各参数、调用constr函数及绘制腔形曲线的命令文件，通过在MATLAB的命令窗口运行命令文件，可完成相应的运算、优化和绘图。

　　物料层数m＝14时与下部动颚板高度对应腔形的优化结果。各料层定、动颚板的倾角值如表1所示。

　　由可见，破碎机优化腔形应为曲线腔形。根据下部腔形优化结果，并考虑改善物料在破碎腔下部受力条件和颚板磨损后掉头使用等要求，可对破碎机定、动颚齿板进行具体的设计改造。