煤矸石是伴随着煤炭的一种废料,常常被遗弃在煤场,煤矸石数量庞大且对环境造成一定污染。随着公路行业的兴起,煤矸石粉已经作为一种道路材料应用,且多用于普通二级以下道路的建设中。然而天然煤矸石的技术指标难以满足路基规范要求,需由现有的煤矸石破碎机对煤矸石进行加工,但现有煤矸石破碎机加工出的煤矸石存在着粒径大,颗粒棱角多,尖锐,分布不均匀,从而造成煤矸石针片状指数大于规范要求等问题。据此本文提出一种新型磨石机用于磨细煤矸石,该新型磨石机提高了生产效率,提高了煤矸石粉的细度同时减轻后续对煤矸石粉的筛分工作量。并且有助于充分发挥煤矸石粉在路基路面工程中的固结和改性效果。磨石机的核心部件是打击轮,大粒径煤矸石进入磨石机中将经过冲击、剪切、相互撞击以及摩擦等被细化。本文应用力学知识对磨石机打击轮进行受力分析,并应用有限元软件Hypermesh和ANSYS对其进行有限元静力学计算。将现有的安全运行多年的磨石机打击轮的计算结果,作为新型磨石机打击轮安全性的相对标准,从而保证新型磨石机打击轮在结构设计上的安全性。并针对新型磨石机打击轮设计不足的地方提出优化方案,对优化后的有限元模型进行有限元静力学分析和模态分析,从而确定优化的新型磨石机打击轮的结构安全性。本文开展的具体研究内容如下:首先从理论计算角度详细分析了新型磨石机与现有磨石机的部件受力情况,阐述了新型磨石机磨细煤矸石机理,并分析新型磨石机的煤矸石粒径细化优势。然后研究并验证有限元循环对称理论的正确性,应用Hypermesh作为有限元前处理器,将完整的磨石机打击轮模型进行有限元简化。应用ANSYS作为有限元后处理器,计算现有磨石机打击轮和新型磨石机打击轮的结构应力。并以现有的磨石机打击轮的计算结果作为新型磨石机打击轮安全性的相对标准,通过对比分析确定新型磨石机打击轮的结构安全性。再根据新型磨石机打击轮中存在的局部应力集中问题,提出优化方案。通过应用APDL语言对局部构件受力方式进行模拟仿真,将多组数据的计算结果做对比分析,验证优化方案的可行性。并根据优化方案重新设计了新型磨石机打击轮结构,通过与现有的磨石机打击轮的计算结果做对比,判断出优化的新型磨石机打击轮的安全性。最后通过有限元模态分析,求解优化的新型磨石机打击轮的低阶固有频率,通过与工作旋转的激振频率对比,判断优化的新型磨石机打击轮是否会发生共振。