破碎机是物料破碎生产流程中的主要设备,物料破碎流程是由单个破碎机及周边设备或者一系列的破碎设备进行组合而成,形成一个对物料渐进破碎的流程。破碎机经过特定的磨合期,达到较为良好的工作状态,但随着工作时间与物料处理量的增加,其工作状态会逐渐发生衰变,这主要体现在工作部件磨损所导致的关键结构尺寸的改变,以及生产效率、标定排料粒度与产出物料针片率等关键性能指标变差,大大降低了破碎机的性能。针对上述问题,本文对破碎机工作过程中破碎产品质量优化方法进行了深入细致的研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)建立了多种物料的挤压破碎力和能耗模型。利用挤压破碎试验确定其关键影响因素,研究挤压破碎力、能耗、压缩比、粒度分布系数和物料的硬度系数之间的关系,并利用试验数据统计回归得到多种物料破碎力模型和能耗模型,为破碎机性能优化提供了理论模型;(2)建立破碎腔的时变磨损模型。分析单一破碎层内散体物料挤压破碎过程,提出破碎层内挤压破碎力分布角的概念,建立了破碎腔破碎载荷分布信息求解模型;基于破碎机腔形磨损试验数据,将衬板的磨损量与时间变量联系起来,实现了生产线中对破碎机腔形表面磨损量的准确计算,为破碎机动态优化提供理论模型;(3)建立了破碎机粒度和粒形耦合求解模型。基于层压破碎理论对破碎机破碎腔进行分层,提出了破碎过程的操作模型,并设计了一系列层压破碎试验,建立了粒度和粒形耦合求解模型,揭示了在物料破碎过程中粒度和粒形互相影响的关系,提高了破碎后物料粒度和粒形求解的准确性;(4)提出了破碎机破碎生产过程的多目标优化方法。基于Matlab/Simulink和Adams平台环境,对物料破碎流程中主要设备进行建模和封装,以破碎机的工作性能为优化目标,并利用遗传算法的优化方法建立了破碎过程的优化模型,实现了生产线中破碎机性能优化;(5)物料破碎生产流程动态优化的工程应用。对某采石场岩石破碎生产线进行工程实例应用,以Simulink为仿真平台,利用封装好的模块库搭建该采石场破碎生产线的仿真优化模型,通过优化计算得到最优破碎机工作参数值,实现在生产率稳定的情况下有效控制破碎产品质量稳定在一定的范围内,改善了破碎产品的粒度分布和粒形,使得破碎机的工作性能保持最优水平。