圆锥破碎机在破碎行业被广泛使用,具有生产效率高、耗能低、破碎矿物匀称等优点,是矿物在中碎和细碎工序中使用较多的一种破碎机。在工作中,由于其动锥做旋摆运动以致整个圆锥破碎机均会产生周期性的冲击和振动,导致相关零部件磨损严重,特别是上机架的顶轴承(关节轴承)表现尤为突出,容易使该轴承在运行中因失效而出现故障,而失效根源常常是接触面磨损。因此,对圆锥破碎机关节轴承磨损特性研究显得非常重要。本文着重围绕湖南宝山矿业公司圆锥破碎机的关节轴承磨损失效实际案例进行研究,对关节轴承磨损进行全面分析。首先,阐述圆锥破碎机关节轴承磨损研究路线,介绍了磨损理论、圆锥破碎机关节轴承的磨损运动分析,数学磨损方程、有限元分析方法和一般摩擦磨损试验方法。然后,对关节轴承取其微元建立磨损二维微元模型进行磨损有限元分析,分析接触应力、表面压力和接触面积随磨损变化情况,并利用有限元分析所得的磨损率,计算出关节轴承允许磨损运行次数。同时,对关节轴承开展试样磨损模拟试验,并得出其粗糙度与磨损量、摩擦因数的关系。最后,针对关节轴承有限元分析和磨损试验的相关结果进行讨论。在讨论中,结合两种研究方法,对比分析磨损率和磨损量的差异,以及产生误差的原因。研究分析表明:有限元二维微元模型模拟分析关节轴承磨损具有有效性;关节轴承的应力峰值和压力峰值出现在接触面过渡边缘,并能从峰值形态和数量判断关节轴承磨损情况;当关节轴承正常运行达70000次左右,则该轴承需要更换;关节轴承干摩擦时,使关节轴承磨损量最少和摩擦因数最小是关节轴承摩擦表面粗糙Ra为0.151μm;当粗糙度Ra小于0.151μm时,磨损量和摩擦因数随着粗糙度的增大逐渐减小,粗糙度对试样摩擦磨损性能影响较大;当粗糙度Ra为大于0.151μm时,磨损量和摩擦因数随着粗糙度的增大逐渐增大;较大或较小的金属表面粗糙度下,均表现出较高的磨损量和摩擦因数。