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第6 2 卷第3 期 2010 年8 月 有色金 属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．6 2 ．N o ．3 A u g ．20t 0 基于物理规划理论的外动颚式破碎机偏好设计 董书革1 ，饶绮麟1 ，郎平振1 ’2 1 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 ；2 ．北京科技大学，北京1 0 0 0 8 3 摘要基于物理规划理论，以偏好设计思想分析和讨论外动颚式破碎机构主要参数与动颚行程特性值的关系，通过构造能 反映降低行程特性值的各设计目标的偏好函数，建立物理规划模型，使用遗传算法优化，得到了降低机构磨损的解决方案。通过 对偏好设计结果比原始方案及传统颚式破碎机的特性值有较明显的改善。 关键词矿山机械工程；外动颚式破碎机构；物理规划；齿板磨损；动颚行程特性值；偏好设计 中图分类号T D 4 5 1文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 l 2 01 0 0 3 0 1 2 9 0 8 物理规划 P h y s i c a lP r o g r a m m i n g 是一种基于偏 好设计思想的、对多目标实现在满意度范围内解的 一种新的方案解决方法’2J 。物理规划方法贴近设 计者的思想，符合工程实际要求。外动颚式破碎机 是近年来研制出来的新型破碎设备，其外形低 矮一1 。在破碎作业过程中，破碎机常见的问题是齿 板的磨损，齿板寿命的长短直接影响整机的好坏、维 修工作量的大小、破碎物料成本的高低等。降低齿 板的磨损，已是急需解决的问题之一。采用物理规 划方法，研究降低机构磨损的解决方案。 1物理规划 偏好是通过采用设计者对目标的价值判断来对 有效集合中无法进行比较的解给出排序，它反映了 设计者根据对问题事先掌握的知识对所有目标进行 的折衷或者对某个目标进行的强调。 物理规划的偏好分为四个类型，每个类型由两 ，J 不可 酽毛祈望r 接受 f 度期自} 种情况组成，即“软”型和“硬”型。 1 指标越小越 好。软类型用1 S 表示，硬类型用1 H 表示。 2 指 标越大越好。软类型用2 S 表示，硬类型用2 H 表 示。 3 指标趋于某值最好。软类型用3 s 表示，硬 类型用3 H 表示。 4 指标在某范围内最好。软类 型用4 S 表示，硬类型用4 H 表示。 物理规划对每一个欲优化的设计目标定义了满 意度，满意度由不可接受、高度不期望、不期望、可容 忍、期望以及高度期望等表示。 物理规划利用各区间边界上的偏好函数值和一 阶导数，通过分段的曲线拟合，构造定量描述的偏好 函数。将各设计目标的偏好函数综合起来，得到综 合偏好函数。同常规优化系统一样，物理规划定义 为对优化函数取极小值。偏好函数的小值被认为比 大值好，其理想点是0 。物理规划1 S 和2 s 类型的 偏好函数如图1 所示。 I 不可 接受 △产 ；三高度期望 晶髭既瓯鲸鱼g 。‰g ng 口g i lg ． 图11 S 和2 S 类型偏好函数及满意度区间 F i g ．1 P r e f e r e n c ef u n c t i o no fc l a s s1Sa n d2 Sa n dd e s i r a b l ea r e a 收稿日期2 0 0 9 0 7 一l o 基金项目国家“十五”科技攻关滚动计划项目 2 0 0 4 B A 6 1 5 A - 0 8 作者简介董书革 1 9 6 6 一 。男．吉林长春市人．高级工程师。博士， 主要从事机构设计等方面的研究。 物理规划数学模型为m i n F X l o g { ∑Z [ g j x ] ／n i 1 ～n } ，s tg 。 X ≤g 凸 1 S ，g i X ≥ 9 6 2 S 。物理规划已在工程中应有，并解决了许多 问题，取得了很好的效果。 万方数据 1 3 0 有色金属第6 2 卷 2 外动颚式破碎机磨损分析 外动颚式破碎机的磨损主要表现在破碎齿板的 磨损。造成齿板磨损的因素很多，主要有齿板材 质；被破物料的硬度以及被破物料粒度大小；破碎机 机构特点等H 。1 。结构因素包括齿形、腔形以及机 构产生的动颚运动轨迹等。从机构参数设计方面讨 论和解决磨损问题。 外动颚式破碎机机构是含高副的近似的四杆机 构，动颚是连杆上延伸点的集合，齿板安装在动颚齿 板座上，如图2 a 所示。由四杆机构的运动特性 知，连杆做复杂平面运动，则齿板也做复杂平面运 动。齿板上各点的轨迹为封闭的伪椭圆形，按照性 质可分解为破碎行程和磨损行程。如图2 b 所示， 定义垂直于啮角平分线方向的行程称破碎行程，平 行于啮角平分线的行程称磨损行程。齿板的运动轨 迹取决于机构形式和机构的参数。 a 一机构示意图； b 一运动轨迹示意图 图2外动颚式破碎机机构及动颚行运动轨迹 F i g ．2 M e c h a n i s mo fo u t - m o v i n gj a wc r u s h e ra n dm o t i o nl o c u s 2 ．1 动颚行程特性值 磨损行程 用h 表示 与破碎行程 用S 表示 的比值称为动颚行程特性值 用m 表示，m h ／s 。 动颚的磨损行程大对物料的排出特别是对于黏性及 潮湿物料的排出有利，却使破碎板的磨损显著加快。 由动颚行程特性值定义可知破碎板的磨损情况 可以通过动颚行程特性值m 的大小反映出来，通常 是m 值愈大，表明破碎板的磨损愈严重。可以通过 改善破碎机的运动轨迹来达到减轻破碎板的磨损， 此时，m 就应尽可能取小些为好。理论分析和实践 认为，在磨损比较严重的排料口处m 值越小越好。 因此，可以采用选定比较合适的动颚行程特性值，求 解出机构各构件的合适尺寸。 2 ．2 影响行程特性值的机构主要参数分析 机构参数主要包括运动机构参数、动颚部参数、 腔型参数等，通过建立机构运动数学模型，求出机构 各参数与特性值关系。 1 偏心距e 。偏心距e 是影响动颚机构运动 特性的一个主要参数。改变e 的取值，将改变动颚 的破碎行程和磨损行程，从而改变特性值，如图3 所 示。e 的选取，应在保证物料被充分破碎的前提下， 根据使用需求，确定该值范围。 图3 偏心距与行程特性值关系的变化规律 F i g ．3 R e l a t i o nb e t w e e ne c c e n t r i c i t y a n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 2 连杆长度￡。连杆长度影响着整个机构的 运动状况，影响着动颚运动轨迹。该值与特性值的 变化规律如图4 所示，随着连杆长度值的增加，机构 产生的动颚特性值相应减小。 3 肘板长度L 。肘板长度与动颚行程特性值 关系如图5 所示，随着肘板长度的增大，机构产生的 排料口端的行程特性值减小。 遥塑浆谳姑 万方数据 第3 期董书革等基于物理规划理论的外动颚式破碎机偏好设计 连杆长度 图4连杆长度与行程特性值关系的变化规律 F i g ．4 R e l a t i o nb e t w e e nl e n g t ho fl i n k a n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 肘板长度 图5 肘板长度与行程特性值关系的变化规律 F i g ．5 R e l a t i o nb e t w e e nl e n g t ho ft o g g l e p l a t ea n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 4 肘板倾角7 肘板与水平方向初始夹角 。 随着该值的逐渐增大，动颚的行程特性值m 在逐渐 减小到一定程度时，肘板倾角再增大，特性值基本没 有改变，如图6 所示。 肘板与水平夹角 图6 肘板与水平夹角与行程特性值 关系的变化规律 F i g ．6 R e l a t i o nb e t w e e nt o g g l ep l a t e a n g l ea n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 5 动颚厚度h 。。由图7 可看出，动颚厚度对 动颚行程特性值影响不大，对机构产生的动颚破碎 行程和磨损行程影响不大。 动颚厚度 图7动颚厚度与行程特性值关系的变化规律 F i g ．7 R e l a t i o nb e t w e e nt h i c k n e s so fm o v a b l e j a wa n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 6 动颚与水平方向夹角山。该条件决定了动 颚的倾斜角度，从而影响动颚的运动轨迹，如图8 所 示。 图8 动颚与水平方向夹角与行程特性值 关系的变化规律 F i g ．8 R e l a t i o nb e t w e e n m o v a b l ej a w a n g l ea n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 7 动颚与连杆交点以上的动颚长度。决定了 入料口和排料口动颚的运动轨迹，该值受机器结构 限制，如图9 所示。 3 低磨损偏好设计方案 3 ．1 设计变量和设计目标的确定 设计变量选取的原则是，对动颚行程特性值有 影响，而对机器外形尺寸变化影响不大。机构的主 要构件参数随着机器外形尺寸的确定而确定。另 外，由于安装和机构组成特点，有些构件不能经常变 动。根据上节各参数与行程特性值的关系规律讨 趔妲磐罂靶 遥掣鼗稚啦 磐单棼掣姑 趔魁弈驰靶 捌坦霉程犯 万方数据 1 3 2 有色金属 第6 2 卷 论，设计变量确定为 1 偏心距； 2 肘板长度； 3 肘板与水平方向夹角； 4 动颚厚度； 5 动颚与水 平方向夹角。则设计变量为X [ 茹。，名，石，，艽。，z ，] 7 [ e ，￡，y ，h d ，砂] 7 。 动颚在连杆以上长度 图9动颚在连杆以上的长度与行程特性值 关系的变化规律 F i g ．9 R e l a t i o nb e t w e e nl e n g t ho nl i n ko fm o v a b l e j a wa n dc h a r a c t e r i s t i cv a l u e 将对行程特性值影响较大及行程特性值函数作 为设计目标，即 1 设计目标1 ，偏心距，表达式为 g 。 X 髫，； 2 设计目标2 ，肘板长度，表达式为g X 髫； 3 设计目标3 ，肘板与水平方向初始夹 角，表达式为g ， X 戈，； 4 设计目标4 ，动颚厚 度，表达式为g 。 X 菇。； 5 设计目标5 ，动颚与水 平方向夹角，表达式为g ， X 菇，； 6 设计目标6 ，排 料口处动颚行程特性值，表达式为g 。 X s p w X 。 s p w X 为动颚行程特性值函数。该函数为上 述5 个与机构特点有关的变量的函数，该函数的建 立通过机构分析，采用封闭矢量环方法确定’。 3 ．2 设计目标偏好类型的确定 根据各设计目标与动颚行程特性值关系的变化 规律，可确定各设计目标的偏好类型。 1 设计目 标1 偏心距 。该设计目标值增大，特性值有变大 的趋势，而小的目标值，则会导致较小的特性值，特 性值的降低会改善磨损状态，故该类型为1S 偏好类 型。 2 设计目标2 肘板长度 。随着该参数的增 加，特性值降低，表明有改善，该类型为2 S 偏好类 型。 3 设计目标3 肘板与水平方向初始夹角 。 随着该参数的增加，特性值变小，该设计目标为2 S 类型。 4 设计目标4 动颚厚度 。该值越小越 好，为l s 类型。 5 设计目标5 动颚与水平方向夹 角 。该值越小越好，为1 S 类型。 6 设计目标6 排料口处动颚行程特性值 。该值越小越好，为1 S 类型。 4 建立物理规划数学模型 4 ．1 各设计目标偏好结构边界值的确定 以9 0 0 木1 2 0 0 型为研究目标。机构不可变的参 数有连杆长度、肘板长度、动颚长度、两机架位置坐 标、人料宽度、啮角等。分别构造各设计目标的偏好 结构和偏好函数，表1 为给定各目标的偏好结构。 表1 设计目标的偏好结构边界值 T a b l e1P r e f e r e n c es t r u c t u r eo fd e s i g no b j e c t i v e s 4 ．2 构造各设计目标的偏好函数 根据表1 各设计目标偏好结构，根据物理规划 理论，将各设计目标的偏好结构代人到各偏好函数 计算程序，得到各设计目标的偏好函数表达式如式 1 ～式 6 所示。 工 X p p l “g 。 X ，1 8 ，1 9 ，2 0 ，2 1 ，2 2 ，6 ] 1 五 x p p 2 s [ 9 2 x ，4 8 0 ，4 6 0 ，4 4 0 ，4 2 0 ，4 0 0 ，6 ] 2 工 X p p 2 s [ g ， X ，7 2 ，6 9 ，6 8 ，6 7 ，6 6 ，6 ] 3 工 X p p l s [ 9 4 X ，5 7 0 ，5 9 0 ，6 1 0 ，6 3 0 ，6 5 0 ，6 ] 4 六 X p p l s [ 9 5 X ，1 1 5 ，1 2 0 ，1 2 5 ，1 2 8 ，1 3 0 ，6 ] 5 六 X p p ls [ 9 6 X ，0 ．5 ，0 ．6 ，0 ．7 ，0 ．8 ，0 ．9 ，6 ] 6 分别得到如下各设计目标的偏好函数 示例了 设计目标l 和2 的具体表达形式和函数图像，如图 1 0 所示，其余略 。 增掣蜷稚犯 万方数据 第3 期董书革等基于物理规划理论的外动颚式破碎机偏好设计1 3 3 设计目标g 。 x 偏心距 的偏好函数为式 8 。 7 ，设计目标g x 肘板长度 的偏好函数为式 0 ．3 2 9 l 4 胁扣三． 2 1 2 ．5 9 9 1 4 2 4 ．0 7 9 l 3 2 0 6 ．5 6 9 I 3 1 9 6 5 ．3 4 9 l 3 1 8 5 3 1 ．6 7 9 I 3 6 7 8 ．7 6 9 l 2 6 1 3 5 ．2 4 6 9 l 2 6 1 3 2 1 ．6 7 9 I 2 6 0 6 0 0 3 ．1 9 9 ，2 2 ．5 9 9 2 2 一0 ．0 4 9 2 ’ 2 7 ．0 3 9 2 2 五 9 2 2 9 2 。一0 ．6 0 9 23 3 8 1 ．0 6 9 2 2 0 ．O 1 9 2 41 0 ．4 5 9 2 3 6 3 3 5 ．6 4 9 2 2 8 5 1 0 ．7 1 9 l 一8 1 0 1 4 ．1 l g l 一8 5 0 5 9 4 ．3 2 9 I 一8 8 0 9 6 7 9 ．3 2 9 I 一8 0 1 ．0 8 9 2 8 0 0 9 ．6 4 9 2 1 0 7 8 3 8 ．8 2 9 2 1 7 0 8 5 4 8 ．2 7 9 2 4 0 0 2 4 ．9 9 4 0 1 2 3 2 ．2 5 4 4 2 5 2 1 9 ．6 0 4 8 0 3 3 7 1 8 ．3 0 9 3 0 6 0 ．0 2 8 9 0 4 8 0 ．6 8 1 1 4 5 0 7 1 0 ．0 5 1 7 2 8 9 1 7 7 2 ．1 5 图l O 设计目标1 和设计目标2 的偏好函数图形 F i g ．1 0 P r e f e r e n c ef u n c t i o no fd e s i g no b j e c t i v e1a n d2 4 ．3 约束条件 约束条件包括在机器运转中，约束条件为 1 避免出现倾翻现象； 2 保证肘板做无滑动的纯滚 动运动。 4 ．3 ．1 倾翻力矩。当考虑被破物料在临近出料口， 破碎力作用线在偏心轴心与动颚垂线下方时，可能 会发生动颚倾翻现象，即肘板与动颚部脱离。分析 表明，以动颚部作为研究对象，该构件在工作过程 中，受有破碎力F 、动颚部重力c 、肘板对其的支撑 力Ⅳ和物料对动颚表面产生的摩擦力厂，如图1 1 所 示，这些力对偏心轴心的力矩为 力矩以逆时针方 向为正 M M ， 肘c 一肘Ⅳ一肘r 。 在破碎过程中，若出现力矩M 0 ，将出现动颚 部将绕偏心轴心0 点顺时针旋转，此时，动颚部将 脱离肘板。脱离后，J 7 ＼，消失，剩余力矩仍将存在，在 剩余力矩的作用下，动颚部将逆时针回转，重新落向 肘板，这一过程称为倾翻现象，此时力矩肘成为倾 翻力矩。保持动颚部不出现倾翻现象的条件是倾翻 力矩M 1 0 1 ，而实现这个条件的因素是，在出料1 3 处产生的破碎力作用线在O D 线上方。这个条件也 7 8 是保证破碎机能正常工作的必要条件。经数学推 导，约束条件如式 8 所示，式中石。 x 。 x ，Y 。 y 。 x ，分别是设计变量的函数。 G l X Y 。一Y o ／ x D z o 1 ／t a n | l b ≤0 8 图1 1 动颚部受力分析 F i g ．11 F o r c ea n a l y s i so fm o v a b l ej a w D 4 ．3 ．2 肘板纯滚动条件。保证肘板纯滚动的条件 是6 ≤妒，而妒 a r c t a n g ，即肘板机构传力角小于等于 机架与肘板摩擦角⋯。式中艿肘板机构传力角，由 机构运动产生，该值与机构压力角互为余角，为动颚 摆动角值之半。肛为肘板与机架间的摩擦系数，该 万方数据 有色金属第6 2 卷 值取决于肘板机构的材质。传力角与压力角互为余 角，即a 6 z r ／2 。而压力角是在运动中产生的，是 机构设计变量的函数，即a O t X ，已在机构数学 模型建立部分详细讨论，并给出了求解。则可建立 保证机构纯滚动的约束条件如式 9 所示。 G 2 X 宝r ／2 一a r c t a n ／z d X ≤0 9 4 ．4 物理规划数学模型 依照物理规划方法，建立式 1 0 所示的综合偏 好函数。 m i n F X l o g { 1 ／6 ∑Z ‰ x ] i 1 6 } ，s tg 。 X ≤g 。， 1 S ，g X ≥9 2 5 2 S ，g ， X ≥g ，， 2 S ，g 。 X ≤g 。， 1 S ，g ， X ≤9 5 5 1 S ， 9 6 X ≤g 。5 1 S ，石。。。≤z ，≤x ⋯ j 1 ，2 ，⋯，5 1 0 5 偏好设计结果分析 5 ．1 结果分析 采用遗传算法优化。构造如下形式的适应度函 数F c n F X r ∑G x ，式中F c n 为适应度函 数，F x 为目标函数，，为惩罚因子，G x 为约束函 数。优化结果为X [ z j ，茗i ，髫f ，x ，戈fr [ 1 8 ．8 3 6 ，4 5 4 ．3 4 ，7 1 ．4 4 7 ，5 8 4 ．2 6 ，1 1 9 ．2 8 ] 。 将优化结果各变量带入到各偏好函数，得出各 偏好函数值分别为 X 1 8 ．8 3 6 ，厶 x ‘ 4 5 4 ．3 4 乒 X ’ 7 1 ．4 4 7 ，工 X ’ 5 8 4 ．2 6 ，六 X ‘ 1 1 9 ．2 8 ，五 X ’ 0 ．5 1 4 1 。排料口端行程特性值 ／．r t 0 ．5 1 4 1 。将各偏好函数值对应的偏好区间以图 示方法表示出来，如表2 所示。 表2 表明，设计目标l 的偏好函数值落在期望 区域，可以接受。设计目标2 的偏好含数值落在可 容忍区域，仍可以接受。设计目标3 的偏好函数值 落在期望区域，该值比较理想。设计目标4 的偏好 函数值落在期望区域，可以接受。设计目标5 的偏 好函数值落在期望区域。由上述参数得到的设计目 标6 的偏好函数值在期望区域，比较理想。 表2偏好设计后产生的偏好区间分析 V 表示对应偏好函数值 T a b l e2P r e f e r e n c ea r e aa f t e rp r e f e r e n c ed e s i g n i n g 将优化结果代人到机构分析计算程序，得动颚 上诸点的破碎行程、磨损行程以及动颚行程特性值， 其破碎行程、磨损行程及行程特性值的变化规律如 图1 2 和图1 3 所示。 通过对优化数据的分析可以得出，经过偏好设 计，各组在排料口处的行程特性值可以得到比较理 想的数值，从人料口到排料口，动颚行程特性值逐渐 减小，且平稳，无明显凸起，表明物料对动颚板的磨 损逐渐减小。另外，从动颚运动轨迹图示看出，各封 闭的椭圆长轴方向趋于向下，尤其中部以上明显，这 种运动轨迹对向下排送料是有利的。 5 ．2 偏好设计前后的比较 将经偏好设计结果与偏好设计前、传统颚式破 碎机机构的行程特性值比较，取同一型号设备 9 0 0 丰1 2 0 0 ，如表3 所示为偏好设计数据与另外两种情 况的对比。表中偏好设计后数据是经上述的偏好设 计得到的数据，偏好设计前数据是原始方案未经偏 好设计机构产生的数据。表中传统式的数据为历史 上通过试验和计算得到的数据一’。 分别计算经偏好设计得到的行程特性值，原始 方案的未经偏好设计的行程特性值，以及传统式颚 式破碎机行程特性值。分析各种情况下的行程特性 值的变化规律，以及出口处行程特性值的改变情况， 改善程度的计算方法如式 1 1 所示，式中a 表明改 善的程度，m 偏好设计后的行程特性值；m ，未经偏 好设计的行程特性值。与偏好设计前和传统式比 较，o t ． 0 ．5 1 0 ．7 4 ／0 ．7 4X1 0 0 ％ 一3 1 ．0 8 ％， a 2 0 ．5 1 一1 ．6 1 ／1 ．6 1 1 0 0 ％ 一6 8 ．3 2 ％。结 果为负值，表明经偏好设计的行程特性值比原数值 有所降低，结果绝对值越大，表明改善的程度越大。 a m 一m 1 ／m lX1 0 0 ％ 1 1 万方数据 第3 期董书革等基于物理规划理论的外动颚式破碎机偏好设计 1 3 5 喜 T 越 霪 督 ． 是 羹 沿颚板方向距进料u 的距离 喜 T 器 鬟 ． 础 渴 蝴 ／ ／ ＼／ 05 0 010 0 015 0 02 0 0 0 沿颚板方向距进料【] 的距离 破碎行程磨损行程 图1 2 偏好设计产生的动颚上点的破碎行程和磨损行程变化规律图 图中虚线所示 F i g ．12C r u s h i n ga n dw e a r i n gs t r o k ea f t e rp r e f e r e n c ed i s i g n i n g ～～～～{ ＼ ＼ 、、 、、 、＼ 、L ～ 05 0 0l0 0 0l5 0 02 0 0 0 唪j 警} Ⅲ一} ， z 辜纂； ●●_ ●● - ●_ - - - _ ●●● ⋯F 一} 跫 ●●●●- } | i ＼3 2 0 0 2 5 03 0 03 5 0 4 0 04 5 0 X ／ n u n 左图为行程特性值；右图为动颚上各点运动轨迹 图1 3 偏好设计产生的动颚上点的行程特性值和运动轨迹 F i g ．13 C h a r a c t e r i s t i cv a l u ea n dm o t i o nl o c u sa f t e rp r e f e r e n c ed i s i g n i n g 偏好设计结果同未经偏好设计方案比较得到的 结果，得到了改善，降低了行程特性值。同传统式破 碎机比较，改善程度更为明显。通过采用偏好设计， 可以实现机构低磨损的目的，在实际工程中，达到降 低机构磨损的目的。 表3外动颚式破碎机偏好设计后与偏好设计前、传统颚式破碎机行程值对比 T a b l e3C o n t r a s tb e t w e e np r e f e r e n c ea n dn oa n dc o n v e n t i o n a lc r u s h e r 序号距进料口距离 外动颚式传统式 偏好设计后偏好设计前距进料口距离行程比 l0 ．00 ．7 91 ．2 00 ．01 ．3 0 22 5 5 ．60 ．7 81 ．2 l2 6 3 ．3I ．5 4 3 5 1 1 ．1 O ．7 61 ．1 95 2 6 ．71 ．8 2 47 6 6 ．70 ．7 3I ．1 57 9 0 ．02 ．1 4 51 0 2 2 ．20 ．7 01 ．0 8 1 0 5 3 ．32 ．4 0 61 2 7 7 ．80 ．6 61 ．O l1 3 1 6 ．72 ．4 8 71 5 3 3 ．30 ．6 20 ．9 4 1 5 8 0 ．0 2 ．3 5 81 7 8 8 ．90 ．5 80 ．8 61 8 4 3 ．32 ．1 0 92 0 4 4 ．40 ．5 50 ．8 0 2 1 0 6 ．7 1 ．8 4 1 0 2 3 0 0 ．00 ．5 10 ．7 4 2 3 7 0 ．01 ．6 1 湖伽伽啪姗咖釉瑚 }i l l u n U v 叠 I垂掣霉≥u，妥积姑．{ 万方数据 1 3 6 有色金属第6 2 卷 6结论 1 外动颚式破碎机构经采用物理规划的偏好 设计后所得到的动颚行程特性值，与原始未经偏好 设计的方案以及传统颚式破碎机的数据相比较，在 磨损比较严重的排料口处的特性值有比较明显的改 善，不同程度降低了行程特性值。 2 设计6 个与动颚行程特性值有关系的目标 函数，并确定了5 个设计变量。如果需要确定其他 参数为设计变量，应视机器结构或机构设计的具体 参考文献 情况确定。 3 偏好设计结果表明，各个设计目标偏好函 数值大多数落在可接受的区域，个别虽然落在容忍 区域，仍是可以接受的。如果对偏好设计结果不满 意，可以按照设计者的需要重新修改设计目标偏好 结构边界值，重新计算。 4 基于物理规划理论，通过对外动颚式破碎 机构低磨损的偏好设计，可以实现设计目标在满意 度区间数值的结果，物理规划符合工程实际，能够满 足工程设计需要。 [ 1 ] M e s s a cA ．P h y s i c a lp r o g r a m m i n g E f f e c t i v eO p t i m i z a t i o n f o rC o m p u t a t i o n a lD e s i g n [ J ] ．A I A AJ o u r n a l ，1 9 9 6 ，3 4 1 1 4 9 一1 5 8 ． [ 2 ] M e s s a cA ，l s m a i l Y a h a y aA ．M u h i o b j e c t i v eR o b u s tD e s i g nU s i n gP h y s i c a lP r o g r a m m i n g [ J ] ．S t r u c t u r a la n dM u h i d i s e i p l i n a r y O p t i m i z a t i o n ，2 0 0 2 ，2 3 5 3 5 7 3 7 1 ． [ 3 ] 饶绮麟．新型破碎设备一外动颚匀摆颚式破碎机[ J ] ．有色金属，1 9 9 9 ，5 1 3 1 5 ． [ 4 ] 母福生，刘省秋，蔡膺泽．复摆鄂式破碎机齿板磨损的讨论[ J ] ．湖南有色金属，1 9 9 6 ，1 2 3 2 6 2 9 ． [ 5 ] 张振权，饶绮麟．颚板磨损机理及影响颚板磨损的因素分析[ J ] ．有色金属，1 9 9 9 ，5 1 4 3 0 3 3 ． [ 6 ] 董书革，饶绮麟．含高副变长连杆的外动颚是破碎机构的运动形分析[ J ] ．有色金属，2 0 0 8 ，6 0 2 1 2 5 1 2 8 ． [ 7 ] 刘省秋．鄂式破碎机动颚运动轨迹分析[ J ] ．湖南有色金属，1 9 9 7 ，1 8 6 2 l 一2 4 ． [ 8 ] 董书革，郎平振，饶绮麟．影响复摆颚式破碎机传动质量的肘板纯滚动力学条件[ J ] ．有色金属，2 0 0 7 ，5 9 2 5 9 6 1 ． [ 9 ] 张振权，饶绮麟．P E W A 9 0 1 2 0 外动颚低矮破碎机及其在井下破碎系统中的应用[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 5 ， 8 1 6 ． P r e f e r e n c eD e s i g no fO u t - m o v i n gJ a wC r u s h e ro nL o w e rA b r a s i o nB a s e d0 1 1P h y s i c a lP r o g r a m m i n g D O N GS h u g e ‘，R A OQ i ．1 i n l ，L A N GP i 昭．z h e n ’2 I ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ，B e 讲n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a ； 2 ．U n i v e r s i t yo fS c i e n c e T e c h n o l o g yB e i j i n g ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h er e l a t i o n s h i po fm a i np a r a m e t e r so ft h em e c h a n i s ma n dt h ec h a r a c t e r i s t i cv a l u eo fs t r o k ei sa n a l y z e da n d d i s c u s s e dw i t ht h ev i e wo fp r e f e r e n c ed e s i g nb a s e dont h ep h y s i c a lp r o g r a m m i n gt h e o r y ．T h ep r e f e r e n c ef u n c t i o no f e a c hd e s i g no b j e c t i v ew h i c hs h o w sl o w e r i n gt h ec h a r a c t e r i s t i cv a l u eo fs t r o k ei s c o n s t r u c t e d ，a n dt h ep h y s i c a l p r o g r a m m i n gm o d e li se s t a b l i s h e d ，a n dt h es o l u t i o np r o g r a mt or e d u c es t r u c t u r a la b r a s i o ni sa c h i e v e db yg e n e t i c a l g o r i t h m ．T h ec h a r a c t e r i s t i c v a l u eo fs t r o k ea f t e rt h er e s u l to f p r e f e r e n c ed e s i g n i s o b v i o u s l yi m p r o v e dw i t h c o m p a r i s o nt op r i m i t i v ed e s i g na n dt r a d i t i o n a lj a wc r u s h e r ． K e y w o r d s m i n i n gm e c h a n i ce n g i n e e r i n g ；m e c h a n i s mo fo u t m o v i n gj a wc r u s h e r ；p h y s i c a lp r o g r a m m i n g ； a b r a s i o no fj a wp l a t e ；c h a r a c t e r i s t i cv a l u eo fs t r o k eo fm o v a b l ej a w ；p r e f e r e n c ed e s i g n 万方数据
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