【摘 要】
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集料颗粒主要是借助于颚式、圆锥式、反击式破碎机等破碎机械设备,经过一系列的加工工艺破碎而成,是道路、矿山、建筑等工程施工中重要的基础材料。集料颗粒形态取决于破碎机械设备的结构和加工母岩的物理特性,如果骨料中针片状颗粒占比大时,会影响到如沥青混合料内部结构的抗压、水稳等性能。传统的针片状颗粒的检测通常是人工检测,效率低且受检测人员主观操作等影响,数字图像处理技术作为一种新兴的技术,可以实现快速采集和
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集料颗粒主要是借助于颚式、圆锥式、反击式破碎机等破碎机械设备,经过一系列的加工工艺破碎而成,是道路、矿山、建筑等工程施工中重要的基础材料。集料颗粒形态取决于破碎机械设备的结构和加工母岩的物理特性,如果骨料中针片状颗粒占比大时,会影响到如沥青混合料内部结构的抗压、水稳等性能。传统的针片状颗粒的检测通常是人工检测,效率低且受检测人员主观操作等影响,数字图像处理技术作为一种新兴的技术,可以实现快速采集和分析,提高检测效率,保证集料质量。反击式破碎机往往作为集料破碎加工的最后一步工序,其生产破碎的成品将直接运用于工程施工中,因此为了更好的提升反击式破碎机的集料破碎质量,本文依托云南省交通厅科技项目,开展反击式破碎机的破碎作用分析及对集料颗粒形状的影响研究,完成以下工作:（1）通过对破碎机理、破碎强度理论分析,选取适用于岩石破碎作用分析研究的理论与准则;基于赫尔兹理论,完成对岩石破碎运动的反击速度、时间以及力学分析;基于总体平衡理论,建立影响破碎颗粒形状的关系模型,确定影响破碎颗粒形状的主要因素为岩石特性、破碎机结构参数、工作参数,并提出用于评价仿真颗粒形状质量的指标—颗粒形状质量指数。（2）通过对反击式破碎机结构分析,完成破碎机的选型以及结构参数的确定,并通过CATIA完成反击式破碎机破碎腔室三维模型的创建;通过对小颗粒坐标的获取,完成API插件的制作,最终创建起适用于模拟岩石破碎的岩石颗粒;进而完成反击式破碎机破碎过程离散元模型的建立。（3）基于反击式破碎机破碎腔室离散元模型,选用单一因素研究法,讨论岩石特性、破碎机结构参数、工作参数对破碎作用和破碎效果的影响;研究发现:随着岩石强度的增加,破碎产品粒形变差;随着转速、导料板倾角的增加,破碎产品粒形变好;随着第一反击板角的增大,破碎产品粒形质量呈现先升高后降低的趋势;随着第二反击板角的增大,破碎产品粒形质量呈现先略微降低再逐步升高的趋势。基于正交试验方法搭建起以颗粒形状质量指数为评价指标的L9（34）正交仿真方案,得出了影响颗粒形状质量的主要因素为转子转速;其敏感度大小关系为:转速>第一反击板角>导料板倾角>第二反击板角;其最佳参数组合为导料板倾角为54°、第一反击板角为15°、第二反击板角为66°、转速为700r/min,与现实工况基本吻合。（4）利用高清相机完成集料颗粒的图像采集,借助MATLAB,利用图像处理技术对集料颗粒进行二值化、高通滤波、分水岭分割、形态学处理、凸壳重建以及外接拟合椭圆处理,提取颗粒的形状特征数据;基于颗粒形状特征评价指标,完成工程实测中不同种类岩石对破碎颗粒形状质量的分析,得出了强度较小时,岩石发生更多细碎,其粒形质量相对更好的结论,进一步验证了仿真结果的准确性。
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