錘式（shì）破碎機中單顆粒物料的最大破碎力（lì）研究

錘（chuí）式破（pò）碎機具有破碎效率高、破碎能耗少等優點，它在礦（kuàng）山、建材、環保等（děng）行業中得（dé）到（dào）了廣（guǎng）泛應用。到目前為（wéi）止，該機型的（de）較大破碎力還沒有一個理（lǐ）想（xiǎng）的公式進行計（jì）算。國外有人根（gēn）據碰撞理論和破碎力呈線性變化的觀點，提出了較大破碎力（lì）等於二倍平均破碎力的公式。但在破碎機實（shí）際破碎過（guò）程中，較大破碎力與平均破碎力並不（bú）是呈線性變化，因而，有必要對該機型的較大（dà）破碎力做進一步（bù）的探討（tǎo）。

⑴ 錘式破碎（suì）機對物料的（de）破碎過（guò）程建立的力學模型

為了便於研究，其碰撞過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撞。

②．在碰撞前，錘頭與轉子同速轉動。

③．在碰轉前，物（wù）料水平速度是零。

④．在碰撞（zhuàng）處，忽（hū）略摩擦力和風（fēng）阻等（děng）影響。

根據這些假設和碰撞理論，可（kě）以列一係列方程。需（xū）要的物理量有M_i，M，V_i，V。它們分別表示（shì）的意思是：

M_i──碰撞後，第i塊物料（liào）的質量。

M──錘頭的質量。

V_i──第i塊物（wù）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（zhī）識，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速度，即V的值，還需要知道以下（xià）的物理量：L₀，L_c，A_i，V_i，a，b。它們

分別表示的意思是：

L₀── 轉子係（xì）統（tǒng）對O軸的轉動慣量

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（de）分（fèn）速度

V_i── 與碰撞方向的夾（jiá）角（jiǎo）

a── 錘頭打擊點到錘（chuí）頭質心的距離

b── 錘（chuí）頭打擊點到銷軸軸心的（de）距離

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

S₁ ── 錘頭與物料間的碰撞衝量

S₂── 錘頭銷軸（zhóu）間（jiān）的碰撞反衝（chōng）量

再根據牛頓的恢複係數定義以及衝量定（dìng）理，可以得出，較大破（pò）碎（suì）力（lì）F₁=S₁ /S₂*F₂

F₂── 錘（chuí）頭對銷軸的較大反衝擊力

S₁/S₂── 在破碎（suì）過程中，與時間無關的常（cháng）數

⑵ 單顆粒物料錘式破碎機破（pò）碎時較大破碎力的實驗研究

為了測出單顆粒物料破（pò）碎時的較大破碎力，對單排（pái）錘式破碎機，在（zài）其轉子軸中部對稱地粘（zhān）貼了4個（gè）電阻應變片（piàn），並通過導線（xiàn）組成全橋測試電路。

根（gēn）據上（shàng）述測試方法，就可以得到，單顆粒物料破碎時，轉子（zǐ）軸上的彎（wān）曲應變曲線。並根（gēn）據實測分析，曲線上的（de）應力較大值就是錘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（zhuǎn）子軸（zhóu）上的受力特點，可以得到轉子軸上測試處的彎矩M，當然需涉及到一些相關的物理量：W_n，d，B，L，E。

W_n── 轉子軸測試處的抗彎（wān）截麵膜量

d ── 轉子（zǐ）軸（zhóu）測試處的直徑

B ── 實驗模型中兩（liǎng）圓盤（pán）間的距離

L ── 轉子軸（zhóu）上二軸承（chéng）間的距離

E ── 轉子軸材（cái）料的彈性膜量

根據電學和物理（lǐ）學的公（gōng）式，在單顆（kē）粒物料破碎時，逐次改變電機轉速和（hé）分別加入砂岩、鋼球（qiú）、麻石（shí）、石灰岩（yán）等不同物料進行了破碎實驗，得出了（le）一（yī）係列的數據.

⑶ 數據處理和結（jié）論

從實驗得出的一係列的數據，可以發現，錘式破（pò）碎機的較（jiào）大破碎力與平均破（pò）碎力並不是呈線性變化，為了了解（jiě）其變化規律，利用計算機對這（zhè）兩個值的比值進行數據處理：包括均值、方差計算和正態性檢驗等，其結果（guǒ）十分明顯，是一個正（zhèng）態分布曲線圖。根據（jù）圖（tú）中的數理統計結果，可得如下結論（lùn）：

①．根據所獲得數據可以發現，較大破（pò）碎力與平均破碎力的比值（zhí）並不呈線性變化。由數理統計原（yuán）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ū-3s=2.045，ū+3s=3.128根據概率論的觀點，得到實驗公式F₁=（2.045～3.128）F，F為平均破碎力。

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