針對反擊式破碎機破碎腔中一些關鍵部件在實際作業過程中出現的問題，例如：轉子、板錘部件上出現裂紋、甚(shen)至(zhi)發(fa)生(sheng)斷(duan)裂(lie)，破(po)碎(sui)機(ji)破(po)碎(sui)效(xiao)率(lv)低(di)等(deng)問(wen)題(ti)，本(ben)文(wen)基(ji)於(yu)建(jian)立(li)的(de)反(fan)擊(ji)式(shi)破(po)碎(sui)機(ji)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)的(de)三(san)維(wei)實(shi)體(ti)模(mo)型(xing)以(yi)及(ji)轉(zhuan)子(zi)一(yi)板(ban)錘(chui)一(yi)反(fan)擊(ji)板(ban)一(yi)石(shi)塊(kuai)衝(chong)擊(ji)碰(peng)撞(zhuang)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)力(li)學(xue)有(you)限(xian)元(yuan)分(fen)析(xi)模(mo)型(xing)，分(fen)析(xi)了(le)衝(chong)擊(ji)破(po)碎(sui)物(wu)料(liao)時(shi)破(po)碎(sui)腔(qiang)中(zhong)各(ge)部(bu)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)受(shou)力(li)狀(zhuang)況(kuang)，同(tong)時(shi)分(fen)析(xi)了(le)轉(zhuan)速(su)、轉動慣量，以及各級反擊板形狀對物料破碎效果的影響，這些理論研究為改善破碎機的性能提供了理論分析基礎。
1、數值仿真模型的建立
反擊式破碎機破碎係統的結構模型由轉子體、板錘、反擊板和石塊組成，破碎石塊的過程可以看作是板錘與石塊發生碰撞、石塊與反擊板發生碰撞這兩個過程不斷交替、不斷反複的過程。采用I-DEAS軟件建立的三維模型如圖l所示。
為wei了le對dui破po碎sui過guo程cheng進jin行xing動dong態tai計ji算suan與yu分fen析xi，先xian對dui幾ji何he實shi體ti模mo型xing進jin行xing適shi當dang簡jian化hua處chu理li，其qi處chu理li的de原yuan則ze為wei在zai不bu影ying響xiang結jie構gou整zheng體ti性xing能neng的de前qian提ti下xia對dui幾ji何he實shi體ti上shang的de倒dao角jiao、螺栓孔等局部結構進行簡化，這樣有利於網格的劃分；然後對幾何實體進行網格劃分，由於轉子體、板錘、反fan擊ji板ban形xing狀zhuang比bi較jiao複fu雜za，為wei了le提ti高gao網wang格ge質zhi量liang和he計ji算suan的de準zhun確que性xing，先xian對dui各ge幾ji何he實shi體ti進jin行xing分fen區qu處chu理li，把ba複fu雜za的de幾ji何he實shi體ti劃hua分fen成cheng許xu多duo易yi於yu進jin行xing六liu麵mian單dan元yuan劃hua分fen的de小xiao區qu域yu，再zai進jin行xing網wang格ge劃hua分fen。轉zhuan子zi體ti、板錘、反擊板和石塊模型都采用規則的六麵體單元進行網格劃分，圖2為破碎係統的有限元模型。
計算模型中，轉子體采用16Mn合金鋼，板錘采用40Cr合金鋼，反擊板采用16Mn強化合金鋼，材料屬性都采用Plastic Kinematic材料模型；石塊選用花崗岩材料參數，其屬性采用彈脆性材料模型；單元屬性設為常應變。
轉子體與板錘、板錘與石塊、石塊與反擊板、轉子體與石塊之間的界麵均采用接觸算法。設定接觸對之間衝擊力文件輸出參數為l。在定義界麵接觸的各項參數中，定義轉子體與板錘間的靜動摩擦係數均為0.15，其餘兩接觸對間的動摩擦係數為0.6。
模型設置約束時石塊在整個破碎過程中都是自由的，對石塊不施加任何位置約束；對轉子體轉動中心施加X、y、23個方向的平移約束和X、y兩個方向的轉動約束；對反擊板的裝配部分也施加x、y、Z3個方向的平移和轉動約束；板錘安裝在轉子上被兩擋塊緊卡在轉子體上，同時加上其自身結構的作用，板錘隻能隨轉子體一起繞轉軸轉動，對板錘施加軸向即Z向的平移約束。
2、影響破碎效果因素分析
2.1 轉子旋轉速度
研究轉子旋轉速度能夠指導反擊式破碎機在破碎不同粒徑、材質的物料時選取合適的旋轉速度，從而防止物料被過度破碎，同時也有利於減少能耗。在其它條件不變的情況下，對轉子分別以1 000 r/nun、700 r/nun和400 r/min等3種不同轉速作旋轉運動，分析旋轉速度對破碎力的影響。
由圖3可以看出，物料與板錘首次碰撞在時間區域30~ 40 ms之間，物料從反擊板反彈後再次與板錘碰撞在40一48 mszhijian，youyufandanzuoyongshidebanchuiyuwuliaofashengjiechupengzhuangyaodixiaoyibufenwuliaofandanshidenengliang，yinciwuliaoyubanchuidiercipengzhuangshidechongjilibishoucipengzhuangshichanshengdechongjiliyaoxiao；在時間段48。60 ms之間，物料在板錘與反擊板的聯合作用下發生剪切破碎，圖4中(zhong)相(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)段(duan)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)物(wu)料(liao)與(yu)反(fan)擊(ji)板(ban)的(de)動(dong)態(tai)接(jie)觸(chu)力(li)。從(cong)上(shang)述(shu)兩(liang)圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)發(fa)生(sheng)衝(chong)擊(ji)破(po)碎(sui)時(shi)作(zuo)用(yong)力(li)曲(qu)線(xian)相(xiang)對(dui)作(zuo)用(yong)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)短(duan)，而(er)剪(jian)切(qie)破(po)碎(sui)時(shi)作(zuo)用(yong)力(li)作(zuo)用(yong)時(shi)間(jian)長(chang)。圖(tu)3中時間段70～110 ms內的作用力曲線是石塊與二級反擊板發生衝擊和剪切破碎作用時的作用力曲線，時間段120～150 ms之(zhi)間(jian)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)曲(qu)線(xian)是(shi)物(wu)料(liao)與(yu)三(san)級(ji)反(fan)擊(ji)板(ban)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)時(shi)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)曲(qu)線(xian)。由(you)於(yu)物(wu)料(liao)破(po)碎(sui)後(hou)，碎(sui)石(shi)的(de)質(zhi)量(liang)較(jiao)原(yuan)物(wu)料(liao)小(xiao)，因(yin)此(ci)上(shang)述(shu)兩(liang)圖(tu)中(zhong)作(zuo)用(yong)力(li)的(de)峰(feng)值(zhi)呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢(shi)。
對比不同轉速下板錘與物料、物料與反擊板接觸碰撞受力過程圖（圖5—圖8）可見：轉子轉速越高，板錘與物料接觸碰撞時的衝擊力就越大，400r/min時在時間段60 ms附近的衝擊力峰值大約為50萬N，而700 r/min時在時間段30·40 ms之間的衝擊力峰值大約為72萬N．1 000 r/min時在時間段20~ 30 ms之間的衝擊力峰值大小大約為100萬N，隨sui著zhe轉zhuan速su增zeng加jia物wu料liao與yu反fan擊ji板ban碰peng撞zhuang時shi的de衝chong擊ji力li越yue大da，物wu料liao衝chong擊ji破po碎sui效xiao果guo就jiu越yue好hao，物wu料liao損sun傷shang程cheng度du越yue高gao，因yin此ci在zai隨sui後hou發fa生sheng剪jian切qie破po碎sui時shi板ban錘chui與yu物wu料liao、物料與反擊板之間的相互作用力就越小，可以從圖中相應時間區域內發生剪切破碎時的作用力對比看出。
2.2 轉子轉動慣量
通(tong)常(chang)每(mei)一(yi)種(zhong)型(xing)號(hao)的(de)反(fan)擊(ji)式(shi)破(po)碎(sui)機(ji)所(suo)能(neng)破(po)碎(sui)物(wu)料(liao)的(de)範(fan)圍(wei)是(shi)一(yi)定(ding)的(de)，這(zhe)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)與(yu)該(gai)型(xing)號(hao)破(po)碎(sui)機(ji)所(suo)安(an)裝(zhuang)的(de)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量(liang)大(da)小(xiao)有(you)關(guan)，在(zai)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速(su)相(xiang)同(tong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，不(bu)同(tong)轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量(liang)的(de)轉(zhuan)子(zi)所(suo)能(neng)提(ti)供(gong)的(de)破(po)碎(sui)力(li)不(bu)一(yi)樣(yang)，即(ji)破(po)碎(sui)能(neng)力(li)不(bu)同(tong)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)破(po)碎(sui)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)。在(zai)其(qi)它(ta)條(tiao)件(jian)不(bu)變(bian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)轉(zhuan)子(zi)3種不同大小的轉動慣量2.44624e7 kg·mm2，4.66679e7 kg．mm2和7.80593e7 kg.mm2所產生破碎力的大小進行計算，從而分析轉動慣量對破碎力的影響。
對圖3、圖9和圖10不同轉動慣量時板錘與物料動態接觸受力以及對圖4、圖11和圖12物料與反擊板接觸受力過程的分析可知：物料發生衝擊破碎時，相同轉速下（圖3、4、9、10、11、12中轉子轉速均為700 r/min）轉子轉動慣量越大，板錘對物料以及物料與反擊板發生衝擊破碎力越大，圖3中物料發生衝擊破碎的時間段30—40 ms之間的衝擊力峰值大約為72萬N，圖9中在時間段50—60 ms之間的衝擊力峰值隻有50萬N，圖10中在時間段20~30 ms之間的衝擊力峰值大約為88萬N，隨後物料發生剪切破碎時，反擊板受到物料的反作用力越小，物料越容易發生剪切破碎。
2.3各級反擊板角度不同對破碎效果的影響
gejifanjibandejiaoduduishikuaizhuangjifanjibanshisuochanshengdeyouxiaoposuiliyingxiangjiaoda，tongchangchengchuizhiyupengzhuangjiechujiemiandeliweiyouxiaoposuilijinenggouyinqishikuaifashengposuideli，zuilixiangdeqingkuangshishikuaimeiciyufanjibanfashengpengzhuangshinenggouchuizhiyufanjiban，tongshibutongjiaodudefanjibanduiwuliaofashengchongjiyujianqieposuidexiaoguoyingxiangyejiaoda，gaibianyijifanjibanjiaoduhoudeyouxianyuanmoxingjiantu13。
從圖14和圖15中物料與一級反擊板動態接觸力曲線可以看出，在40 ms附近物料發生衝擊破碎時以及在50 ms附近物料發生剪切破碎時的受力情況，通過與圖4中在時間段40 ms一60 mszhijianshuzhideduibifenxikezhi，jianxiaoyijifanjibanjiaoduduiwuliaojianqieposuixiaoguojiaohaodanbuliyuwuliaofashengchongjiposui，zengdayijifanjibanjiaodunenggouzengjiachongjipengzhuangdecishu，zengqiangchongjiposuidexiaoguo，danbuliyuwuliaofashengjianqieposui。tongguoduigaibianerjihesanjifanjibandejiaodujisuanfenxi，keyidedaoyugaibianyijifanjibanjiaoduhouxiangtongdejielun。
3、結論
本ben文wen在zai反fan擊ji式shi破po碎sui機ji關guan鍵jian部bu件jian三san維wei實shi體ti模mo型xing以yi及ji轉zhuan子zi一yi板ban錘chui一yi反fan擊ji板ban一yi石shi塊kuai衝chong擊ji碰peng撞zhuang係xi統tong的de動dong力li學xue有you限xian元yuan分fen析xi模mo型xing基ji礎chu上shang，對dui衝chong擊ji破po碎sui物wu料liao時shi破po碎sui腔qiang中zhong各ge部bu件jian之zhi間jian的de受shou力li狀zhuang況kuang進jin行xing了le分fen析xi，同tong時shi分fen析xi了le轉zhuan速su、轉動慣量和各級反擊板角度對物料破碎效果的影響，結果顯示：轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速(su)越(yue)高(gao)，轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量(liang)越(yue)大(da)，板(ban)錘(chui)與(yu)物(wu)料(liao)接(jie)觸(chu)碰(peng)撞(zhuang)時(shi)以(yi)及(ji)物(wu)料(liao)與(yu)反(fan)擊(ji)板(ban)碰(peng)撞(zhuang)時(shi)的(de)衝(chong)擊(ji)力(li)就(jiu)越(yue)大(da)，物(wu)料(liao)衝(chong)擊(ji)破(po)碎(sui)效(xiao)果(guo)就(jiu)越(yue)好(hao)，物(wu)料(liao)損(sun)傷(shang)程(cheng)度(du)越(yue)強(qiang)，在(zai)發(fa)生(sheng)剪(jian)切(qie)破(po)碎(sui)時(shi)板(ban)錘(chui)與(yu)物(wu)料(liao)，物(wu)料(liao)與(yu)反(fan)擊(ji)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)力(li)就(jiu)越(yue)小(xiao)；減jian小xiao反fan擊ji板ban角jiao度du對dui物wu料liao剪jian切qie破po碎sui效xiao果guo較jiao好hao，但dan不bu利li於yu物wu料liao發fa生sheng衝chong擊ji破po碎sui，增zeng大da反fan擊ji板ban角jiao度du能neng增zeng加jia衝chong擊ji碰peng撞zhuang的de次ci數shu，增zeng強qiang衝chong擊ji破po碎sui的de效xiao果guo，但dan不bu利li於yu物wu料liao發fa生sheng剪jian切qie破po碎sui。這zhe些xie結jie論lun的de獲huo得de為wei改gai善shan破po碎sui機ji的de性xing能neng提ti供gong了le理li論lun分fen析xi基ji礎chu，降jiang低di了le設she計ji成cheng本ben。
