錘式破碎機(jī)具有破碎效率高、破碎能耗少等優(yōu)點，它在礦山、建材、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。到目前為止，該機(jī)型的較大破碎力還沒有一個理想的公式進(jìn)行計算。國外有人根據(jù)碰撞理論和破碎力呈線性變化的觀點，提出了較大破碎力等于二倍平均破碎力的公式。但在破碎機(jī)實際破碎過程中，較大破碎力與平均破碎力并不是呈線性變化，因而，有必要對該機(jī)型的較大破碎力做進(jìn)一步的探討。

⑴ 錘式破碎機(jī)對物料的破碎過程建立的力學(xué)模型

為了便于研究，其碰撞過程要做以下幾點假設(shè)：

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(zhuǎn)子同速轉(zhuǎn)動。

③．在碰轉(zhuǎn)前，物料水平速度是零。

④．在碰撞處，忽略摩擦力和風(fēng)阻等影響。

根據(jù)這些假設(shè)和碰撞理論，可以列一系列方程。需要的物理量有M_i，M，V_i，V。它們分別表示的意思是：

M_i──碰撞后，第i塊物料的質(zhì)量。

M──錘頭的質(zhì)量。

V_i──第i塊物料碰撞后的分速度。

V ── 碰撞前錘頭質(zhì)心處的線速度。

根據(jù)物理知識，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(zhì)心處的線速度，即V的值，還需要知道以下的物理量：L₀，L_c，A_i，V_i，a，b。它們

分別表示的意思是：

L₀── 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對O軸的轉(zhuǎn)動慣量

L_c ── 錘頭對其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量

A_i── 第i塊物料碰撞后的分速度

V_i── 與碰撞方向的夾角

a── 錘頭打擊點到錘頭質(zhì)心的距離

b── 錘頭打擊點到銷軸軸心的距離

另外，還需要有一些輔助的物理量：S₁，S₂。它們分別表示的意思是：

S₁ ── 錘頭與物料間的碰撞沖量

S₂── 錘頭銷軸間的碰撞反沖量

再根據(jù)牛頓的恢復(fù)系數(shù)定義以及沖量定理，可以得出，較大破碎力F₁=S₁ /S₂*F₂

F₂── 錘頭對銷軸的較大反沖擊力

S₁/S₂── 在破碎過程中，與時間無關(guān)的常數(shù)

⑵ 單顆粒物料錘式破碎機(jī)破碎時較大破碎力的實驗研究

為了測出單顆粒物料破碎時的較大破碎力，對單排錘式破碎機(jī)，在其轉(zhuǎn)子軸中部對稱地粘貼了4個電阻應(yīng)變片，并通過導(dǎo)線組成全橋測試電路。

根據(jù)上述測試方法，就可以得到，單顆粒物料破碎時，轉(zhuǎn)子軸上的彎曲應(yīng)變曲線。并根據(jù)實測分析，曲線上的應(yīng)力較大值就是錘頭對銷軸的較大反沖擊力所引起的線應(yīng)變。

另外，根據(jù)電測原理和轉(zhuǎn)子軸上的受力特點，可以得到轉(zhuǎn)子軸上測試處的彎矩M，當(dāng)然需涉及到一些相關(guān)的物理量：W_n，d，B，L，E。

W_n── 轉(zhuǎn)子軸測試處的抗彎截面膜量

d ── 轉(zhuǎn)子軸測試處的直徑

B ── 實驗?zāi)Ｐ椭袃蓤A盤間的距離

L ── 轉(zhuǎn)子軸上二軸承間的距離

E ── 轉(zhuǎn)子軸材料的彈性膜量

根據(jù)電學(xué)和物理學(xué)的公式，在單顆粒物料破碎時，逐次改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和分別加入砂巖、鋼球、麻石、石灰?guī)r等不同物料進(jìn)行了破碎實驗，得出了一系列的數(shù)據(jù).

⑶ 數(shù)據(jù)處理和結(jié)論

從實驗得出的一系列的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，錘式破碎機(jī)的較大破碎力與平均破碎力并不是呈線性變化，為了了解其變化規(guī)律，利用計算機(jī)對這兩個值的比值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：包括均值、方差計算和正態(tài)性檢驗等，其結(jié)果十分明顯，是一個正態(tài)分布曲線圖。根據(jù)圖中的數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果，可得如下結(jié)論：

①．根據(jù)所獲得數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，較大破碎力與平均破碎力的比值并不呈線性變化。由數(shù)理統(tǒng)計原理可知，比值落在區(qū)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(jù)概率論的觀點，得到實驗公式F₁=（2.045～3.128）F，F(xiàn)為平均破碎力。

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