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300KW型弹簧圆锥破碎机结构设计【含全套16张CAD图纸】【答辩毕业论文资料】

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编号:346397    类型:共享资源    大小:11.39MB    格式:RAR    上传时间:2014-10-18 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
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kw 弹簧 圆锥 破碎 结构设计 全套 cad 图纸 答辩 毕业 资料
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300KW型弹簧圆锥破碎机结构设计
摘要:本次毕业设计主要完成对300KW弹簧圆锥破碎机的部分结构的设计和完善。首先对弹簧圆锥破碎机做了简单的介绍;接着分析了弹簧圆锥破碎机选型原则及计算方法;然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计;接着对所设计的装配机各主要零部件进行了校核。弹簧圆锥破碎机由六个主要部件组成:机架部分、传动轴部分、球面轴承部分、动锥部分、调整环部分。最后,提出了弹簧圆锥破碎机设计过程中存在的不足,以便于今后设计的改进。本次弹簧圆锥破碎机的设计代表了设计的一般过程,对今后的选型设计工作有一定的参考价值。

关键词:弹簧,圆锥,破碎机,传动机构


Structure Design of 300KW Spring Cone Crusher
Abstract: The graduation project is mainly to complete the design and improvement of 300KW spring cone crusher part of the structure. Firstly, spring cone crusher machine is introduced. Secondly, the spring cone crusher automated assembly machine selection principle and method of calculation are analyzed. Then according to these design principles and calculation methods in accordance with the requirements of the given parameters of type design. Then on the design of the major components assembly machine was checked. Spring cone crusher consists of six major components: frame part, drive shaft parts, spherical bearing parts, moving cone section, part of the adjustment ring. Finally, the lack of spring cone crusher design process exists to facilitate future design improvements. The spring cone crusher design represents the general process of designed, selection of design work for the future has a certain reference value.

Key words: Spring; cone; crusher; transmission


目  录
第1章 绪论 1
1.1 导言 1
1.2 发展历史 1
1.3存在问题及发展趋势 2
第2章 破碎机的总体设计方案 3
2.1 弹簧破碎机的型号分类 3
2.2 圆锥破碎机的基本工作原理 3
2.3 弹簧破碎机的各部分结构及功用 4
第3章 圆锥破碎机的结构参数和工作参数的选择与计算 7
3.1 圆锥破碎机的的运动学 7
3.2圆锥破碎机的动力学 10
3.2.1破碎锥的惯性力和惯性力矩 11
3.2.2偏心轴套的惯性力 15
3.3偏心部分的运动状态 17
3.4结构参数 19
3.4.1给矿口宽度与排矿口宽度 19
3.4.2啮角α 19
3.4.3破碎机的摆动行程 20
3.4.4平行碎矿区 20
第4章 圆锥破碎机的工作参数的选择与计算 21
4.1工作参数 21
4.2破碎锥的摆动次数 21
4.3生产率 22
4.4电动机功率 22
第5章 电动机的选择及轴的计算 23
5.1 主电动机的选择及传动比的分配 23
5.1.1电动机的选择 23
5.2 传动装置的运动和动力参数 23
5.2.1传动轴的设计计算 23
5.2.2滚动轴承的选择和寿命验算 27
5.3传动零件的设计 28
5.3.1齿轮的计算 28
5.3.2齿轮的校核 29
第6章 带的设计和计算 32
6.1 带传动的设计及其计算 32
6.1.1 确定计算功率 32
6.1.2 选择V带的带型 32
6.1.3 确定小带轮的基准直径并验算带速 32
6.1.4 确定V带的中心距和带轮的基准长度 33
6.1.5 验算小带轮上的包角 33
6.1.6 确定带的根数 34
6.1.7 计算单根V带的初拉力值的最小值 34
6.1.8 计算压轴力 34
6.2 带轮的结构设计 35
6.2.1小带轮的结构设计 35
6.2.2大带轮的结构设计 36
结  论 37
参考文献 38
致  谢 39
附录 图纸列表 40


第1章绪论

1.1导言
在日常的生活和生产中破碎设备具有非常广泛的应用,例如:冶金,煤炭,矿山,建筑,环保等行业,它是将直径比较大的物体破碎成直径较小的物体颗粒。
在破碎设备中,弹簧圆锥破碎机它的优点比较突出,他生产效率较高,破碎后的产品质量好,符合在矿产区环境下工作的要求,因此圆锥破碎机成为矿业上的主要破碎设备。
中国最早的圆锥破碎设备是在前苏联的圆锥破碎机为基础,制造研发而成的,但最早的圆锥破碎机存在着很多的问题。在科研人员的在不停的改进下,现阶段我国的圆锥破碎设备破碎的物料范围在不断的扩大,同时也在不停的朝着可靠,高效,低耗,节能,自动化等方向发展。


内容简介:
?11HT150AAACrMoTiNi?45AA??45?45?4511?45?45?45?899.8?27?916?900?45?A?PSJ-00-01811?45A A?1145A11?45?PSJ 300KW?HT150HT1503807HT150ZA4-3ZGMn13-2ZGMn13-2ZGMn13-245CrMoTiNi45GB/T586Q235GB825-1998GB/T70.3-2000Q235Q235GB/T8576Q235Q235GB/T41-2000GB/T41-2000Y-2-355L-445GB/T41-2000QAl9-5-1-145Q235GB/T5781-2000?Q235H96QAl9-5-1-145PSJ-00-0271Gr18Ni9GB/T5781-20001Gr18Ni9QSn4-3QSn4-345Q235GB/T1096-197945QAl9-5-1-145QAl9-5-1-1QAl9-5-1-145QAl9-5-1-1GB/T177-2000Q235H96GB/T6172.1-2000GB/ZQ4080-1997GB901-76A3GB/T5781-2000GB/T5781-2000GB/T5781-200045PSJ-00-026PSJ00-021PSJ-00-020PSJ-00-019PSJ-00-018PSJ-00-013PSJ-00-011PSJ-00-032PSJ-00-038PSJ-00-002PSJ-00-003PSJ-00-004PSJ-00-005PSJ-00-006PSJ-00-007PSJ-00-008PYB-00-009PYB-00-010PSJ-00-001PSJ-00-012PSJ-00-014PSJ-00-015PSJ-00-016PSJ-00-017PSJ-00-022PSJ-00-023PSJ-00-024PSJ-00-025PYB-00-028PSJ-00-029PSJ-00-030PSJ-00-031PSJ-00-033PSJ-00-034PSJ-00-035PSJ-00-036PSJ-00-037PSJ00-039PYB-00-040PSJ-00-04137503020?86015705001430?2300?1710?1330?131012345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152545556575859144031408801910400H7/s6774P7/h6930K7/h6430P7/h6?118H7/s6460H7/g6?140?118H7/g6?x16940445??Q235湖州师范学院毕业设计(论文)任务书学院信息与工程学院专业机械设计制造及其自动化班级100823学号10082338姓名冯 艳毕业设计(论文)题目300KW型弹簧圆锥破碎机结构设计毕业设计(论文)进行起止日期2013年6月30日至2013年12月31日毕业设计(论文)的内容及技术参数该毕业设计主要是要完成圆锥传动结构设计。要求满足转速,可实现更精准的破碎。设计工作包括:案论证选择、传动系统设计、总体布局设计、各部分的结构设计、标准设备的选择等。通过对圆锥破碎机传动结构的设计,能够将所学专业知识综合运用到圆锥破碎机设计中,并熟练掌握实际工作中机械设计的过程、步骤和方法。通过毕业实习、调研和查阅资料,获得圆锥破碎机的相关资料。经方案设计、比较,提出其设计方案,并进行相应的技术设计与结构设计,撰写设计说明书。 设计具体要求如下:1、通过查阅文献了解目前国内外弹簧圆锥破碎机的发展概况。2、完成弹簧圆锥破碎机传动装置的方案设计,并作方案比较和技术经济分析。3、完成弹簧圆锥破碎机传动装置的结构设计,绘制结构草图。4、对运动机构进行校核计算、分析,写入设计说明书。5、计算机弹簧圆锥破碎机传动装置的装配图,要求设计合理并符合国家有关标准。6、完成轴类、盘类或箱体类等零件的零件图设计,计算机绘制零件图。7、设计总图量折合A0图纸至少3张。8、翻译2千汉字左右的与课题相关的外文资料。9、按毕业设计指导书要求完成1.5万字毕业设计说明书的撰写,要求有中外文摘要及中外文参考文献,说明书打印成稿。 毕业设计(论文)的要求1、根据公布的毕业论文选题计划,结合自己具体情况在指导教师的指导下进行选题,在题目确定后必须尽早与指导教师一起,做好毕业论文的准备工作。2、在毕业论文任务书下达后两周内,必须写出对毕业论文所选题目的意义和研究现状、研究目标和内容、研究方法和步骤、文献资料查阅情况等文献综述,填写湖州师范学院毕业论文开题报告交指导教师审阅。3、必须认真独立完成毕业论文阶段规定的全部工作任务,充分发挥主动性、创造性和刻苦钻研精神,严禁弄虚作假,不得抄袭他人的毕业论文或已有成果。4、要勇于创新,敢于实践,注意各种能力的锻炼和培养(如外语能力等)。参阅外文文献资料译成中文不得少于2000汉字。5、要尊敬指导教师,虚心接受指导,遵守纪律,爱护公物。如因不听指导造成的伤害或其它后果,均由学生本人负责。6、撰写毕业论文时,做到条理清晰,逻辑性强,符合科技写作规范,并严格按照学校所规定的本科生毕业论文要求进行撰写、打印和装订。毕业论文字数达到专业规定要求。7、在答辩前一周,应将毕业论文交指导教师审核签字后,送交评阅教师评阅。8、需提交完整的毕业论文两份,一份交指导教师保存,一份交学院保存。毕业设计(论文)查阅的数据1 Orlov P.fundamentals of Machine Design.Moscow:Mir Pub,1987:23-272 刘鸿文.材料力学M.北京:高等教育出版社, 2004:30-90.3赵昱东圆锥破碎机的新发展J中国钨业,2004(2):42-45.4李伯奎,陈前亮,谷勇霞单缸液压圆锥破碎机的现状及发展趋势J矿山机械2006 (4):14-155 李爱芝,黄新平,水泥熟料破碎机生产研究现状及发展趋势J机械工程师,2005(3):12-136高强,张建华破碎理论及破碎机的研究现状与展望J机械设计,2009(10):267濮良贵,纪名刚机械设计M北京:高等教育出版社2001:41-598成大先机械设计手册M北京:化学工业教育出版社,200217-659 毛平淮.互换性与测量技术基础M.北京:机械工业出版社,2006:20-30.10孙志礼机械设计M沈阳:东北大学出版社,2002:142-14911郎宝贤,郎世平国内外破碎机的差距与发展趋势J矿械,2004(9):71-7312郎宝贤,颚式破碎机现状与发展J矿山机械,2004(1):9-1013韩维涛,张亚新,ANSYS优化技术在零件结构设计中的应用J机械研究与应用2005(06):92-9414赵显东新型高效破碎设备综述J矿山机械,2004(4):97-9915蔡赞烽,胡明振,刘超,破碎理论与数学模型发展综述J黑龙江科技信息,2008(04):49-5116 闻邦椿.机械设计手册M. 北京:机械工业出版社,2010:32-24.17GAAFAR L K, MASOUD SA Genetic algorithms and simulated annealing for scheduling in agile manufacturingInternational Journal of Production Research J 2005(14): 75-7618WANG L, ZHENG D ZAn effective hybrid heuristic for flow shop scheduling JInternational Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2003, 21(1): 38-4419 Maciac A, Cuerda E M, Diaz M A. Application of the Rosin-rammler and Gates-gaudin-schuhmann Models to the Particle Size distribution Analysis of Agglomerated CorkJ. Materials Characterization, 2004,52:1592164毕业设计(论文)进度安排序号毕业设计(论文)各阶段进度名称日期备 注1选择课题,题目为弹簧圆锥破碎机机构设计2013年6月30日2公布题目学生和教师双向选择,教师介绍题目2013年7月2日3机械系毕业设计动员报告2013年7月6日 4准备弹簧圆锥破碎机的的文献综述、外文翻译和开题报告,完成破碎机整体方案设计2013年7月7日9月29日5上交弹簧圆锥破碎机的文献综述、开题报告,开题报告答辩2013年10月30日 6完成传动系统结构设计2013年11月15日 7完成弹簧圆锥破碎机总装配图,并进行中期答辩2013年11月30日8完成弹簧圆锥破碎机所有图纸(包括装配图、部装图、零件图)2013年12月15日9讲座,论文规范2013年12月16日9审图,所有图纸、论文、附属过程材料交到审图老师2013年12月20日10毕业答辩2014年1月5日11上交所有毕业论文材料、光盘资料2014年1月8日 指导教师(签名) 学 生(签名) 开始执行任务日期 毕业论文外文翻译毕业设计(论文)题目PYB1200弹簧圆锥破碎机的结构设计翻译题目煤的冲击式破碎机的分形特征学 院信息与工程学院专 业机械设计制造及其自动化姓 名冯艳班 级 学 号10082338指导教师李兵湖州师范学院毕业论文外文翻译煤的冲击式破碎机的分形特征机械与电气工程学院中国矿业大学,中国矿业大学徐州,中国摘要:煤的冲击式破碎机的粒度分布的分形表达是根据分形理论构建。正交试验是通过煤的破碎机冲击粉碎设备的大小和分布进行线性拟合,在双对数坐标分析。结果表明,回归曲线在双对数坐标中是直的并且线性回归是有利的。分形理论对煤的冲击式破碎机的分布规律是合适的。其中影响煤炭的分形维数的因素,冲击的速度是显着的,材料的硬度是第二,冲击频率是非常小的;分形维数随着煤硬度和冲击速度的增加而减小。关键词:冲击式破碎机,分形特性;正交实验;粒度分布1. 介绍随着采矿和煤层夹矸开采的日益机械化,原料煤的质量随大矸石混入煤中含量的增加而下降。煤矸石大量进入选煤影响选煤效率,提高制备成本。同时,煤矸石在制备后被堆放在地面,成为环境污染的危险源。从地下煤矸石中分离不仅可以提高原煤质量,降低制备成本,而且还可以提供材料,并且煤矸石可以充填地下1-2。煤矸石的冲击碰撞是有效的分离的煤矸石和地下岩石的破碎的统计特性,它可以用分形维数的方式来描述3-4。因此,煤和煤矸石的破碎分形分布的研究可以给矸石分离提供理论支持。一些学者在国内外主要探讨了岩石材料在冲击载荷受损的情况下粒度分布的研究的部分分形特征,岩石材料在一般机械破碎损坏的分形特征还没有得到充分的讨论。对岩石碎片装上uiaxial压缩试验的分形特征进行了研究参考文献5,6,对岩石破碎耗能的分形模型中提供了旋转钻井在参考文献7,分形的割煤的分布规律字符大小,研究了参考8。对煤矸石的冲击式破碎机的分形特征的对比研究,是罕见的。因此,煤的冲击式破碎机的分形特征是本文根据冲击试验研究的。2. 粒度分布分形模型有许多模型是对对粒径分布规律的研究,松香Rammler(RR)和盖茨戈丹 - 舒曼模型和Weibull分布的分布规律的研究是常用的9-10。用分形维数描述看似随意的粒度分布是在过去的几十年中岩石粒度分布研究领域的一个重大进展11,12。分形维数的定义如下13: (1)式中:x:松散煤体特征尺度;F: 煤炭坠毁的特征尺度大于或等于x的量;c:比例常数;D:为分形维数。煤颗粒的密度分布函数可以通过分形维数的推导可以得到 (2)从公式2得到的颗粒的质量,其尺寸大于X的质量 (3)XMAX是粒度最大的粒子,长度单位是毫米,密度单位是,g/mm3分别是粒子的形状因子。质量累积速率,其尺寸大于X从公式3得到。 (4)质量累积速率,其尺寸小于x可以从公式4可以得到 (5)粒度大小分布分形维数(D)可以通过线性回归在双对数坐标系中计算。 分形维数的物理意义(D)表示如下:大量的分形维数的表示有许多和小碎片,少量的分形维数表明有越来越大的碎片,因此,分形维数(D)能够在特定的加载模式作为破碎特性指标14。3. 实验(1) 实验设备该装置由输送带,溜槽,高速带加速器,加压装置和粉碎板,它是如图1所示的。煤是通过将沿滑槽皮带高速带加速器进行的,而煤是固定的加压装置。在高速下破碎板的冲击会影响煤的。高速带加速器的速度是通过变频器调整以获得不同的冲击速度。图1 实验装置布装图1破碎板;2压装置;3高速带加速器;4槽;5输送带(2) 实验方法煤样来自山东靓装煤炭进出口公司,山东大柳煤矿总公司,徐州夹河煤矿公司和他们的普氏硬度分别为0.84,1.54,2.42。将煤筛选出从50毫米150毫米筛分成9个样品并且获得的平均值。每个样品有200公斤的重量。用正交试验法是直接用冲击式破碎机进行的。煤的硬度,冲击速度,冲击频率设置为因素,每个因素有三个水平。它的因素和水平如表1所示。表1因素水平测试序号.硬度(A)(f)冲击速度(B)(m/s)冲击频率(c)水平10.846121.548232.42103实验是根据所定义的因子水平下的正交表L9(34)进行的。(3) 实验结果及分析正交试验的结果示如表2所示。表2 实验结果NO.ABC累积百分比(%)50mm70mm90mm110mm130mm150mm10.846143.659.572.387.293.110020.848264.979.693.710010010030.8410373.487.197.510010010041.546223.637.952.177.491.210051.548354.271.383.191.695.810061.5410151.260.772.583.796.110072.426316.230.848.770.386.310082.428130.543.965.176.193.710092.4210253.364.879.787.3100100斜率(b)和相关系数(R2)可根据线性拟合曲线和分形维数(D)可以用b相应地计算得到。分形维数(D)的视觉正交实验分析,以找出影响分形维数的主次因素分析。分析的结果示于表3中。表3 实验结果分析序号ABCDR210.84612.230.98220.84822.440.98330.841032.590.94541.54621.530.98751.54832.450.95261.541012.360.99072.42631.310.98982.42811.880.98592.421022.340.993K17.265.076.47K26.346.776.31K35.537.296.35R1.732.220.16在表3中,每个因子(KI)的效果值是各因素的分形维数在i层的总和;范围(R)是各因素的效应值的最大值和最小值的相减得到的,R是测量分形维数的波动的关键指标。其范围是较大的因素的多元化对分形维数更大的影响力。可以从结果中可以看出,其中影响煤的分形维数的因素,冲击的速度是显着的,材料的硬度是第二和冲击频率非常小,随着煤的硬度的增加的分形维数是降低的而冲击速度的增加分形维数是增加的。4. 结论(1) 分形理论是适用于煤的冲击式破碎机的分布规律。(2) 其中影响煤炭的分形维数的因素,冲击的速度是显着的,材料的硬度是第二和冲击频率是非常小的。(3) 煤的硬度增加分形维数减少,而冲击速度的增加而增加。致谢作者非常感谢国家自然科学基金重点项目(项目编号:50834004)。参考文献1 QIAN Ming-gao, XU Jia-lin, MIAO Xie-xing. Technique of cleaning mining in coal mineJ. Journal of China University of Mining & Technology, 2003, 32(4): 343-348. (in Chinese) 2 ZHANG Ji-xiong, MIAO Xie-xing, Underground Disposal of Waste in Coal MineJ. Journal of China University of Mining & Technolog, 2006, 35(2): 197-200. (in Chinese) 3 SUN Xi-kui, LI Xue-hua. The New Technology of Waste-filling Replacement Mining on Strip Coal PillarJ. Journal of China Coal Society, 2008, 33(3): 259-263. (in Chinese) 4 PAN Zhao-ke, LIU Zhi-he. Fractal Properties of Size Distribution of Gangue Agmentation and Routine CalculationJ. Journal of Taiyuan University of Technology , 2004, 35(2): 115-117. (in Chinese) 5 DENG Tao, YANG Lin-de, HAN Wen-feng. Influence of Loading Form on Distribution of Marble FragmentsJ. Journal of Tongji University(Natural Science), 2007, 35(1): 10-14. (in Chinese) 6 PAN Zhao-ke, LIU Zhi-he. Fractal Properties of Size Distribution of Gangue Agmentation and Routine CalculationJ. Journal of Taiyuan University of Technology. 2004, 35(2): 115-117. (in Chinese) 7 YAN Tie; LI Wei; BI Xue-liang; LI Shi-bin. Fractal Analysis of Energy Consumption of Rock Fragmentation in Rotary DrillingJ. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2008, 27(s2): 3649-3654. (in Chinese) 8 LIU Song-yong, DU Chang-long, LI Jian-ping. Fractal Character of the Distribution Law of the Cutting Coal SizeJ. Journal of China Coal Society, 2009, 34(7): 978-982. (in Chinese) 9 Maciac A, Cuerda E M, Diaz M A. Application of the Rosin-rammler and Gates-gaudin-schuhmann Models to the Particle Size distribution Analysis of Agglomerated CorkJ. Materials Characterization, 2004, 52: 1592164 10 TAO Chi-dong. Mining Machinery M. Bei Jing: Coal Industry Press, 1993: 35-37. 11 Turcotte D L. Fractals and FragmentationJ. J Geophys Res, 1986, 91 (132): 1 921 1 926. 12 GAO Feng, XIE He-ping, ZHAO Peng. Fractal Properties of Size-frequency Distribution of Rock Fragments and the Influence of Meso-structure J . Chinese Journal of Rock and Engineering, 1994, 13 (3) : 240246. (in Chinese) 13 XIE He-ping. Introduction of the Fractals-Rock Mechanics M. Bei Jing: Science Press, 1996: 112-116. (in Chinese) 14 WANG Li, GAO Qian. Fragmentation Predicition of Rock Based on Damage Energy DissipationJ. Journal of China Coal Society, 2007, 32(11) :1170-1174. (in Chinese)From: Li Jian ping;Zhang Jia-jia;Du Chang-long/Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet), 2011 International Conference onFractal Character of the Impact Crusher of CoalLI Jian-ping, ZHANG Jia-jia, DU Chang-longCollege of Mechanical and Electrical EngineeringChina University of Mining and Technology,CUMTXuzhou,ChinaAbstract:Fractal expression of the size distribution of impact crusher of coal is built according to fractal theory. Orthogonal experiment is carried out by impactive crush equipment and size distribution of the crusher of coal is linear fitted and analyzed in double logarithmic coordinates. The results indicate that regression curve in double logarithmic coordinates is straight and linear regression is favorable. The fractal theory is suitable for the distribution discipline of the impact crusher of coal. Among the factors which affect the fractal dimension of coal, the speed of impact is notable, hardness of materiel is secondly and impact frequency is very little; fractal dimension decreases with the increases of hardness of coal and increases with the increases of impact speed. Key words:impact crusher; fractal properties; orthogonal experiment; size distribution I. I NTRODUCTION With the increasing mechanization of mining and the exploitation of coal seam with dirt band, the quality of raw coal decreases as the increases of the content of large gangue mixed in the coal. The large number of gangue goes into the coal preparation that affects the efficiency of coal preparation and increase the cost of preparation. Meanwhile the gangue is stacked on the ground after preparation, which becomes the hazard sources of environmental Pollution. The separation of gangue from coal underground can not only improve the quality of raw coal, decrease the cost of preparation, but also provide materials to the gangue filling underground1 2. The impactive crash of coal and gangue is a effective way to separate gangue from coal underground and the statistical characteristics of rock crash can described by fractal dimension3 4. Therefore the research of fractal fragmentation distribution of coal and gangue can provide the gangue separation with theoretical support. Scholars at home and abroad mainly probe into the fragments fractal character of rock material damaged under Blast loading for the research of size distribution of particle, fractal character of rock material damaged under general mechanical disruption has not be discussed adequately. The fractal character of rock fragment loading on uiaxial compressive test was studied in reference 5, 6, fractal model for consuming energy on rock fragmentation is provided in rotary drilling in reference 7, fractal character of the distribution law of the cutting coal size was studied in reference 8. Research of the fractal character of the impact crusher of coal and gangue is rare in contrast. Therefore, fractal character of the impact crusher of coal is researched according to impactive experimentation in this paper. II. FRACTAL MODEL OF SIZE DISTRIBUTION There are many models which study on the distribution law of particle size, Rosin-Rammler (R-R) and Gates-Gaudin-Schuhmann model and Weibull distribution are in common use9-10. Using fractal dimension to describe the seemingly haphazard size distribution is a significant progress in the field of research on size distribution of rock in the last decades11,12. Fractal dimension was defined the as follows13 (1) Were x is characteristic scale of crashed coal; F is amount of crashed coal that characteristic scale is greater than or equal to x; c is constant of proportionality; D is fractal dimension. Density distribution function of coal particles can be got by the derivation of fractal dimension (2) Mass of particle whose size is greater than x was obtained from Eq.2 (3) Were xmax is the size of the biggest particle, mm; is density, g/mm3; is the shape factor of particle. Mass accumulation rate whose size is greater than x was obtained from Eq.3 (4) Mass accumulation rate whose size is less than x can be got from Eq.4 (5)Fractal dimension of size distribution (D) can be calculated by linear regression in double logarithmic coordinate system. Physical meaning of fractal dimension (D) is expressed as follows: The large amount of fractal dimension indicates there are many and small fragments, the small amount of fractal dimension indicates there are less and big fragments, Therefore, fractal dimension (D) can be used as fragmentation characteristic index under specific loading mode 14.III. E XPERIMENTATION A. Device of experimentation The device consists of feeding belt, chute, high-speed belt accelerator, pressing device and crush plate, which is shown in Fig.1. Coal is carried by feeding belt along the chute to the high-speed belt accelerator, while the coal is fixed by pressing device. Coal impacts the crush plates at high speed. The speed of high-speed belt accelerator is adjusted by inverter in order to get different impact speed. Fig.1 Layout of experimental device1 crush plate; 2 pressing device; 3 high-speed belt accelerator; 4 chute; 5 feeding beltB. Experimental methodsThe coal samples came from Shandong Liangzhuang Coal Corporation, Shandong Daliu Coal Corporation, Xuzhou Jiahe Coal Corporation and their Protodikonovs hardness are 0.84, 1.54,2.42 respectively. The coal is screened out from 50 mm to 150 mm by sieve and nine samples are obtained on average. Each of the samples is 200Kg weight. Orthogonal test is carried out using directly impact crusher machine. Hardness of coal, impact speed, impact frequency are set as the factor and each factor has three level. The factors and levels are shown in Table 1. T ABLE 1 LEVELS OF FACTORSTest No.Hardness(A) (f)Factor impact speed(B)(m/s)Impace frequency(c)level10.846121.548232.42103Experiment was conducted under orthogonal table L9 (34) according to the levels of factors defined. C. Experimental results and analysis Results of orthogonal experiment are shown in Table 2.T ABLE 2 E XPERIMENTAL FINDINGSNO.ABCCumulative percentage(%)50mm70mm90mm110mm130mm150mm10.846143.659.572.387.293.110020.848264.979.693.710010010030.8410373.487.197.510010010041.546223.637.952.177.491.210051.548354.271.383.191.695.810061.5410151.260.772.583.796.110072.426316.230.848.770.386.310082.428130.543.965.176.193.710092.4210253.364.879.787.3100100Slope (b) and correlation coefficient (R2) can be got according to linear fitting curve and fractal dimension (D) can be calculated by b correspondingly. Fractal dimension (D) is analyzed by visual analysis of orthogonal experiment in order to find out the Primary and secondary factors that affect the fractal dimension. Result of analysis is shown in Table 3.T ABLE 3 ANALYSIS OF EXPERIMENTAL FINDINGSNO.ABCDR210.84612.230.98220.84822.440.98330.841032.590.94541.54621.530.98751.54832.450.95261.541012.360.99072.42631.310.98982.42811.880.98592.421022.340.993K17.265.076.47K26.346.776.31K35.537.296.35R1.732.220.16 In Table 3, effect value of each factor ( ki) is the sum of fractal dimension of each factor under level i ; range ( R ) is the subtraction of the max and minimum of the effect value of each factor, R is the key index to measure the fluctuation of fractal dimension. The diversification of the factor whose range is bigger has a bigger influence on fractal dimension. It can be seen from the results that among the factors which affect the fractal dimension of coal, the speed of impact is notable, hardness of materiel is secondly and impact frequency is very little; Fractal dimension decreases with the increases of hardness of coal and increases with the increases of impact speed. IV. CONCLUSION 1) The fractal theory is suitable for the distribution discipline of the impact crusher of coal. 2) Among the factors which affect the fractal dimension of coal, the speed of impact is notable, hardness of materiel is secondly and impact frequency is very little. 3) Fractal dimension decreases with the increases of hardness of coal and increases with the increases of impact speed. ACKNOWLEDGEMENTSThe authors gratefully acknowledge the Major Project of National Natural Science Foundation (Project No. 50834004).11REFERENCES1 QIAN Ming-gao, XU Jia-lin, MIAO Xie-xing. Technique of cleaning mining in coal mineJ. Journal of China University of Mining & Technology, 2003, 32(4): 343-348. (in Chinese) 2 ZHANG Ji-xiong, MIAO Xie-xing, Underground Disposal of Waste in Coal MineJ. Journal of China University of Mining & Technolog, 2006, 35(2): 197-200. (in Chinese) 3 SUN Xi-kui, LI Xue-hua. The New Technology of Waste-filling Replacement Mining on Strip Coal PillarJ. Journal of China Coal Society, 2008, 33(3): 259-263. (in Chinese) 4 PAN Zhao-ke, LIU Z
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