破碎机是用外力将大颗粒物料变成小颗粒物料的机器,我们将这一过程称之为破碎。物料的破碎是冶金、矿山、建材、化工、电力等工业部门应用广泛的一种工艺过程,而且是矿物加工的关键工艺过程,为原料的使用和下一步加工做准备。炼焦厂、烧结厂、建筑材料和粉末冶金等部门,所用的原料块度一般都比较大,要求物料在一定粒度以下才可供下一步加工处理。相比之下,国内现阶段破碎机设计比较保守、机器笨重、效率低、能耗高和破碎产品质量与国外产品相比差距还比较大。因此,本课题是基于先进破碎理论——层压破碎,采用现代优化设计技术,以鞍山钢铁厂下属烧结厂使用的由瑞典山特维克公司(Sandvik)生产的H8800圆锥破碎机为研究对象,目的在于改进圆锥破碎机破碎腔的腔形,使新腔形适应矿石性质和符合先进的层压破碎原理,尽量保持破碎腔形在整个使用周期内的相对稳定性。这为研制开发具有完全自主知识产权的新型、高效、节能和环保的现代高能破碎机奠定理论基础。在分析现有的圆锥破碎机腔形结构及衬板磨损特征的基础上,参考结构参数绘制出破碎机腔形截面轮廓。在腔形轮廓线上取若干个点,假设三次样条函数可以描述最优腔形曲线,则可通过三次样条插值函数计算腔形曲线各点的坐标值,从而实现对衬板曲线的解析描述。根据插值函数的性质,可解出各个插值点的函数值和一阶导数值,函数值决定了衬板的形状,一阶导数值即为局部啮角,据此设定啮角条件、通过能和边界条件。根据现代优化设计理论,以生产率模型为目标函数,以啮角条件、通过能和边界条件为约束条件建立圆锥破碎机的优化模型,将腔形优化转变为多变量有约束非线性问题的求解。采用Matlab中的优化函数对优化问题进行求解,进而找到目标函数的最小值。依据优化得到的最优解,采用Matlab曲线拟合函数画出圆锥破碎机的腔形截面。