圆锥破碎机破碎腔优化设计及其性能分析.pdfVIP

总第262期机械管理开发Total262

2025年第2期MechanicalManagementandDevelopmentNo.2,2025

仿真分析

D0I:10.16525/14-1134/th.2025.02.025

圆锥破碎机破碎腔优化设计及其性能分析

闫良凯，张富申

（中钢集团山东矿业有限公司，山东临沂277713)

摘要：对圆锥破碎机的破碎腔进行优化设计，并采用有限元分析的方法对优化前后的破碎腔性能进行分析比较。

通过调整破碎腔的结构参数如偏心距、排料口尺寸等，在保证破碎能力的前提下，提高了破碎效率和成品质量。分析

表明，优化后的破碎腔结构可以使物料在腔内的流动更加顺畅，破碎过程更加均匀，提升了圆锥破碎机的综合性能。

关键词：圆锥破碎机；破碎腔；优化设计；有限元分析；破碎性能

中图分类号：TH89文献标识码：A文章编号：1003-773X(2025)02-0073-02

0引言1.2破碎腔三维建模与网格划分

圆锥破碎机是矿山破碎生产中的关键装备，其破为了分析优化设计对圆锥破碎机破碎腔性能的

碎腔结构直接影响破碎机的性能。合理的破碎腔型线影响，需要借助数值模拟方法对其进行研究。这首先

能够使物料在破碎过程中实现层压和剪切作用,提高需要根据优化前后的结构参数建立破碎腔的三维实

破碎效率。本文针对某型号圆锥破碎机的破碎腔进行体模型。由于破碎腔结构较为复杂，包含动锥、定锥和

优化设计，并通过仿真计算分析优化效果，为提升圆护板等多个部件，彼此之间存在相对运动，因此在建

锥破碎机性能提供参考。模时需要合理简化和拆分零件，并利用装配功能组建

1圆锥破碎机破碎腔优化设计整体模型（见图1）。

1.1破碎腔结构参数调整

破碎腔是圆锥破碎机实现物料破碎的关键部件，

其结构参数直接影响破碎效果。为了优化破碎腔性

能，需要对其关键参数进行合理调整。首先是偏心距，

图1破碎腔三维实体模型

其决定了动锥与定锥之间的相对位置，进而影响破碎

同时要定义好各部分的材料属性和接触关系，为

腔的实际工作尺寸[1],适当增大偏心距可以提高破碎

后续性能分析做准备。考虑到圆锥破碎机的对称性，

力，但也会加剧锥面的磨损，需要在保证破碎能力的

可以选取破碎腔的1/2或1/4进行建模，以减小计算

同时兼顾耐磨性。其次是排料口尺寸，其影响着物料

规模。在获得破碎腔三维实体模型后，需要对其进行

在腔内的停留时间和排出粒度。增大排料口可以提高

网格划分，将连续的解析域转化为由有限个离散单元

处理能力，但会降低破碎比。因此需要根据生产要求

组成的数值域，从而实现物理场的离散化和数值求解

合理设置排料口尺寸。此外，破碎腔型线也是优化的

（见图2）。划分网格时要综合考虑计算精度和效率的

重点。通过调整锥面母线的曲率半径和圆弧过渡段的

平衡，在保证一定精度的同时尽量减少单元数量。由

长度等参数，可以改善物料在腔内的运动轨迹，使其