破碎粉磨作业在国民经济中占有十分重要的地位,但该作业能耗极高,约占世界发电总量的10~15%,其中粉磨段的能耗占90%以上。实践证明,通过增加超细破碎机实现以碎代磨,破磨流程的能量利用率可以提高约30%。因此,新型超细破碎机的研制与破碎动力学理论研究已经成为当前破碎磨碎研究领域的核心问题。近十年来,本课题组开发了简摆、辊式和旋回等多种形式的振动破碎机。其中振动辊式破碎机不仅具有结构简单、维修方便等特点,而且其刚体为平面运动,破碎腔内的物料的破碎与输送的过程方便录像分析。因此,本文以振动辊式破碎机为主要研究对象,期望揭示其中刚散耦合振动的本质规律。首先在样机实验和振动测试的基础上分析了样机的性能特点和存在问题,发现样机存在着双腔不对称冲击、双腔产量不均等、粒度分布不一致等问题。通过对样机的6自由度刚体动力学分析,获得了理想状态下刚体运动的规律,初步确定了左右破碎腔内散体受刚体作用状态的不同是上述现象的背后成因;随后,基于系统刚体动力学分析,设计了破碎腔内散体物料的可视化实验,初步了解了振动破碎机破碎腔内散体物料的输送机理,也为下一步的仿真提供了对照验证;最后,将离散单元法和分析动力学建模方法相结合,建立了振动辊式破碎机的刚散耦合振动系统的动力学分析平台,并据此对上述现象的宏微观多尺度耦合作用机制进行了初步分析和腔型优化。