錘式破碎機(jī)具有破碎效率高、破碎能耗少等優(yōu)點(diǎn),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(méi)有一個(gè)理想的公式進(jìn)行計(jì)算。國(guó)外有人根據(jù)碰撞理論和破碎力呈線性變化的觀點(diǎn),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(shí)際破碎過(guò)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(duì)該機(jī)型的較大破碎力做進(jìn)一步的探討。
為了便于研究,其碰撞過(guò)程要做以下幾點(diǎn)假設(shè):
①.在破碎過(guò)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(dòng)。
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Mi,M,Vi,V。它們分別表示的意思是:
Mi──碰撞后,第i塊物料的質(zhì)量。
M──錘頭的質(zhì)量。
Vi──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(shí),還有公式如下
S1=ΣMi Vicos&,
S1-S2=M(V-Vi),
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,Lc,Ai,Vi,a,b。它們
分別表示的意思是:
L0── 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對(duì)O軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Lc ── 錘頭對(duì)其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Ai── 第i塊物料碰撞后的分速度
Vi── 與碰撞方向的夾角
a── 錘頭打擊點(diǎn)到錘頭質(zhì)心的距離
b── 錘頭打擊點(diǎn)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(duì)銷軸的較大反沖擊力
S1/S2── 在破碎過(guò)程中,與時(shí)間無(wú)關(guān)的常數(shù)
為了測(cè)出單顆粒物料破碎時(shí)的較大破碎力,對(duì)單排錘式破碎機(jī),在其轉(zhuǎn)子軸中部對(duì)稱地粘貼了4個(gè)電阻應(yīng)變片,并通過(guò)導(dǎo)線組成全橋測(cè)試電路。
根據(jù)上述測(cè)試方法,就可以得到,單顆粒物料破碎時(shí),轉(zhuǎn)子軸上的彎曲應(yīng)變曲線。并根據(jù)實(shí)測(cè)分析,曲線上的應(yīng)力較大值就是錘頭對(duì)銷軸的較大反沖擊力所引起的線應(yīng)變。
另外,根據(jù)電測(cè)原理和轉(zhuǎn)子軸上的受力特點(diǎn),可以得到轉(zhuǎn)子軸上測(cè)試處的彎矩M,當(dāng)然需涉及到一些相關(guān)的物理量:Wn,d,B,L,E。
Wn── 轉(zhuǎn)子軸測(cè)試處的抗彎截面膜量
d ── 轉(zhuǎn)子軸測(cè)試處的直徑
B ── 實(shí)驗(yàn)?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(shí),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(shí)驗(yàn),得出了一系列的數(shù)據(jù).
從實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)對(duì)這兩個(gè)值的比值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理:包括均值、方差計(jì)算和正態(tài)性檢驗(yàn)等,其結(jié)果十分明顯,是一個(gè)正態(tài)分布曲線圖。根據(jù)圖中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(jì)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?yàn)楱?3s=2.045,ū+3s=3.128根據(jù)概率論的觀點(diǎn),得到實(shí)驗(yàn)公式F1=(2.045~3.128)F,F(xiàn)為平均破碎力。
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