新型双轴复摆颚式破碎机研究

摘要

在许多基础工业生产中，物料的粉碎往往是非常重要的工序。作为初碎设备的颚式破碎机以其结构简单、工作可靠等优点，至今仍广泛应用于冶金、化工和选矿等工业部门。
　　本文针对传统单轴复摆颚式破碎机，破碎物料不均匀、破碎效率低、颚板磨损厉害、很难实现超细破碎以及对电能消耗大等缺点，提出了一种新型双轴复摆颚式破碎机。利用铰链七杆机构建立了新型双轴复摆颚式破碎机的结构模型，主要的研究内容及成果如下:
　　(1)利用复数矢量法建立了双轴复摆颚式破碎机的运动学模型，分析了双轴复摆颚式破碎机各个铰链点的位移、速度以及加速度，研究了双轴复摆颚式破碎机的行程特征值、最小传动角、肘板摆角以及急回特性等机构特性，发现，其行程特征值满足从进料口到出料口依次减小的趋势;最小传动角和肘板摆角符合破碎机的工作要求;没有明显的急回特性有利于减小整机的振动从而保证良好的破碎效果。
　　(2)利用拉格朗日法建立了双轴复摆颚式破碎机的动力学模型，分析了双轴复摆颚式破碎机的动力学性能，得到了双轴复摆颚式破碎机各个铰链点所受作用力及其动颚板破碎力的大小及规律，发现其破碎力满足物料破碎所需的力。
　　(3)基于活动颚板的行程特征值，C、D、N三个铰链点所受作用力以及活动颚板的水平破碎力为目标的基础上，着重研究双轴复摆颚式破碎机的结构和运动参数，如齿轮传动比、相位角、杆长以及偏心轴搭配等因素的改变对破碎机运动学性能和动力学性能的影响。
　　本文基于上述研究，利用多目标遗传算法对新型双轴复摆颚式破碎机的结构和运动参数进行了优化，通过对比试验研究证实，新型双轴复摆颚式破碎机在破碎物料均匀度、破碎效率和节约能耗等方面具有显著优势，有很好的工程应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题背景和研究意义

1．2．1 粉碎机械

1．2．2 颚式破碎机

1．2．3 颚式破碎机能耗问题

1．2．4 课题的研究意义

1．3 相关技术的国内外研究现状

1．3．1 国内破碎机研究现状

1．3．2 国外破碎机研究现状

1．3．3 研究现状总结和目前存在的问题

1．4 研究目标、研究内容和技术路线

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

第2章 双轴复摆颚式破碎机运动学建模与分析

2．1 双轴复摆颚式破碎机的工作原理及特点

2．1．1 双轴复摆颚式破碎机的工作原理

2．1．2 双轴复摆颚式破碎机的特点

2．2 双轴复摆颚式破碎机运动学分析

2．2．1 位置分析

2．2．2 速度分析

2．2．3 加速度分析

2．3 仿真结果与分析

2．3．1 关键点的位置、速度、加速度曲线

2．3．2 动颚板的行程特征值分析

2．3．3 肘板摆角分析

2．3．4 最小传动角分析

2．3．5 急回特性分析

2．4 本章小结

第3章 双轴复摆颚式破碎机动力学建模与分析

3．1 动力学建模

3．1．1 拉格朗日方程

3．1．2 各构件的动力学计算

3．2 仿真结果与分析

3．2．1 各铰链点X、Y方向作用力分析

3．2．2 破碎机破碎力大小分析

3．3 本章小结

第4章 双轴复摆颚式破碎机结构和运动参数分析

4．1 传动比对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．2 相位角对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3 杆长对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．1 前偏心距大小对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．2 前动颚长度对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．3 长肘板长度对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．4 后动颚长度对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．5 后偏心距对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．6 短肘板长度对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．3．7 调整座位置对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．4 偏心轴组合对破碎机运动学和动力学性能的影响

4．5 本章小结

第5章 双轴复摆颚式破碎机结构参数优化与实验研究

5．1 多目标遗传算法

5．1．1 遗传算法及其思想

5．1．2 多目标遗传算法

5．1．3 多目标遗传算法的基本要素

5．2 双轴复摆颚式破碎机杆长参数优化

5．2．1 数学模型的建立

5．2．2 目标函数的建立

5．2．3 约束条件的建立

5．2．4 编程计算

5．3 优化后破碎机动力性能分析

5．4 样机设计及实验验证

5．4．1 样机设计

5．4．2 试验研究

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目和成果