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申请/专利权人：南昌矿机集团股份有限公司;华东交通大学

摘要：本发明公开了一种考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率分析方法，属于圆锥破碎机生产率计算领域。该方法提出了考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率计算模型，并提出了满负荷状态下圆锥破碎机生产率的理论最小值、最大值的计算方法，考虑到不同周向位置物料堆积密度不同，提出了基于等质量原则的堵塞点截面内物料的堆积密度分布函数；利用极限压缩比估计挤压上拱区的最大名义体积填充率和最大有效体积填充率。通过该方法可以用来估计圆锥破碎机生产率样本值，提高圆锥破碎机生产率评估结果的准确性。

主权项：1.一种考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率分析方法，其特征在于，在计算堵塞点截面内物料的流动速度中，引入圆锥破碎机破碎腔横截面运动分析的反转法，修正周向速度分布的绘制方法；堵塞点截面内散体物料的流动情况分为三个区域：停滞区、自由下落区、挤压上拱区，这三个区域的堵塞点截面物料的速度分布函数为： ；式中，为堵塞点截面物料的速度分布函数，vdown为下落物料恰好运动到堵塞点截面时的垂向速度分布；vup为上拱物料恰好运动到堵塞点截面时的垂向速度分布；为堵塞点截面内动锥转过的角度；r为堵塞点截面物料通过区内任意点半径；为堵塞点截面内物料停滞时间动锥转过的角度；为堵塞点截面内自由下落区动锥转过的角度；在堵塞点截面物料的速度分布函数推导时，所采用的圆锥破碎机横截面运动规律是：定锥轧臼壁保持不动，动锥破碎壁截面绕定锥中心轴以角速度ω做定轴转动，使得腔内物料周期性地受到径向挤压，但腔内物料沿周向保持静止不动；具体分析时，由于动锥破碎壁截面不断运动，使得破碎腔截面状态也不断变化，引入反转法：假设给定整个圆锥破碎机一个绕定锥中心轴反向运动角速度-ω，此时，动锥破碎壁截面保持不动，定锥轧臼壁截面以-ω绕定锥中心轴转动，面内物料除了具有径向运动外，还随着定锥截面一起以-ω绕定锥中心轴转动；当时，为堵塞点截面内动锥转过角度α，定锥圆心至动锥衬板表面距离；所描述的速度分布恰好是位于动锥与堵塞点截面截交线位置上的速度分布，即周向速度分布，表达式如下： ；式中，为时的周向速度分布函数，为周向速度，为物料下落周向速度分布，为物料上拱周向速度分布；物料下落周向速度分布表达式为： ； ；式中，g为重力加速度；t为动锥转动一圈的时间；td为自由下落区动锥转过的时间；tc为挤压上拱区动锥转过的时间；为自由落体结束时的最大下落速度；物料上拱周向速度分布表达式为： ；式中，为依附于破碎壁的散体物料摆动速度；δ为摆动速度方向与竖直方向所夹锐角；自由下落区物料沿径向的速度分布是均匀的，挤压上拱区物料沿径向速度分布是线性递减至零；在周向速度分布分析和径向速度分布假设基础上，获得堵塞点截面散体物料的速度分布函数为： ；式中，R0为定锥半径；考虑到不同周向位置物料堆积密度不同，提出了基于等质量原则的堵塞点截面内物料的堆积密度分布函数；堵塞点截面内物料沿周向是等质量分布的，由于物料沿周向的挤压程度不同，等质量的物料所占体积也不同，进而按照等质量原则，估计出堵塞点截面内物料的堆积密度分布；堵塞点横截面内0度角位置和角度α位置处取dα范围内的破碎腔物料质量dm为： ； ；式中，和分别为堵塞点横截面内0度角位置和角度α位置取dα范围内的破碎腔物料质量；R20和R2α分别为堵塞点截面内动锥转过0度角位置和角度α位置，定锥圆心至动锥衬板表面距离的平方；h为堵塞层厚度；和分别为0度角位置和角度α位置的堵塞点截面内物料的堆积密度，根据等质量原则，角度α位置的堵塞点截面内物料的堆积密度为： ；若设α=0位置的最大压缩状态达到理想的极限压缩状态，则有： ；式中，ρs为物料的实体密度；利用极限压缩比估计挤压上拱区的最大名义体积填充率和最大有效体积填充率；最大名义体积填充率和最大有效体积填充率，分别对应名义破碎腔和有效破碎腔；利用压缩比计算公式如下： ；式中，ρN=ρbρs为标准化堆积密度，ρb为物料堆积密度，ρs为物料实体密度；为利用压缩比；SCDGH为有效压缩区的面积；为有效体积填充率；SCDJI为有效破碎腔的面积；为有效压缩比；为了避免超出极限压缩比，每一层的有效体积填充率应该满足关系： ；故在有效破碎腔内，最大的有效体积填充率为： ；设名义破碎腔的名义体积填充率为ηn；同理，有最大名义体积填充率： ；考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率计算模型为： ；式中，为角度α位置的堵塞点截面内物料的堆积密度；为堵塞点截面内物料的体积填充率；Qdown是按照自由下落区分解的圆锥破碎机生产率，Qup是按照挤压上拱区分解的圆锥破碎机生产率； ； ；考虑到堵塞点截面内物料的体积填充率在挤压上拱区的最大值限制，圆锥破碎机生产率计算表达式改进为： ；将堵塞破碎层具有足够的供料状态且使挤压上拱区达到极限压缩状态的情形的称为满负荷状态；将最大体积填充率作为整个堵塞点破碎层的体积填充率，得到满负荷状态下圆锥破碎机生产率的理论最小值Qmin；突破自由下落区体积填充率限制，满腔供料下自由下落区最大体积填充率达到1，得到满负荷状态下圆锥破碎机生产率的理论最大值Qmax；具体表达式如下： ； 。

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