单辊破碎机作为一种破碎效率高、运行稳定可靠的破碎设备,广泛应用于钢铁企业的烧结矿破碎生产中。目前国内使用的单辊破碎机大都由于磨损失效快而寿命不长,关于破碎机设计的相关理论也较少,各生产厂家也大都采用经验设计方法对破碎机进行设计,缺乏理论依据,也使整机稳定性和质量不统一,结构尺寸偏大,增加了成本。因此,如何改善单辊破碎机的工作性能,提高其使用寿命就显得十分重要,对冶金机械的长寿化技术研究发展也具有重要的理论和实际意义。本文对单辊破碎机的主要结构组成与设计改进、关键零部件的优化设计和疲劳性能分析、磨损及失效原理分析、抗磨损设计与相关试验等进行了较全面的研究,主要完成了以下工作:在分析单辊破碎机的结构形式及工作原理基础上,考虑其实际磨损及失效情况,对其重点部位进行了结构改进;并研究了单辊破碎机的力学性能,建立了主要破碎工作件锤头的有限元模型,应用ANSYS软件对其进行了结构优化设计,结果证明优化后的锤头力学性能得到改善;同时对蓖板进行了相应的优化处理。在结构优化的基础上,按照疲劳分析的基本理论和方法,应用ANSYS软件对单辊破碎机的关键零部件锤头和蓖板的疲劳性能进行了分析和研究,计算结果表明锤头及蓖板的抗疲劳性能良好,且有相当的裕量,同时探讨了相应的一些抗疲劳处理措施,为单辊破碎机的综合分析和参数化处理提供了参考和依据。针对单辊破碎机工况恶劣,受力和磨损情况复杂这一情况,对单辊破碎机的磨损及失效原理进行了深入的分析,并在综合考虑单辊破碎机磨损情况和使用特点的基础上,结合优化处理及疲劳计算结果,对其进行了抗磨损设计。通过选用优质耐磨材料、改进结构、制定合适的堆焊方案及工业试验,证明抗磨损设计方案合理有效,为单辊破碎机的长寿化设计和改进打下了基础。