上世纪60年代,大型矿山机械设备自移式破碎站已经逐渐发展起来,在自移式破碎站中,分级破碎机是其主要的核心设备之一。在分级破碎机双齿辊的设计研发当中,更多的关注点在于考虑材料和强度等因素对齿辊寿命的影响,常常会忽略因给料方式的不同对齿辊造成的冲击以及磨损。分级破碎机的研发与优化需要大量实验数据为支撑,但由于缺乏有效的研究手段和检测设备,实体研发周期性长、耗费大,而且时效性低。论文以SSC1150型分级破碎机为研究背景,运用离散元法与响应曲面法相结合的仿真模拟方式,研究分级破碎机在不同的给料高度(A)、给料速度(B)、落料位置(C)以及齿辊转速(D)工况下的工作过程对分级破碎机双齿辊破碎性能的影响,分析了给料方式和齿辊转速的不同组合对分级破碎机双齿辊破碎齿磨损(MAX)与等效应力(MAX)的影响规律,为分级破碎机双齿辊的优化设计和现场应用提供参考依据。本文主要解决的问题和研究结论:(1)仿真结果表明,破碎齿的输入载荷位置在破碎齿前破碎刃的中上部,前破碎刃根部在物料载荷作用下,等效应力呈非均匀分布。破碎齿位移主要发生部位分别在破碎齿顶面破碎刃、齿尖前面、前破碎刃顶部。其中,破碎齿顶面破碎刃和前破碎刃顶部位移情况较为明显。破碎齿顶面破碎刃和前破碎刃顶部的最大位移为0.000495mm,发生的位移很小,说明该破碎齿的材料性能较好,结构设计较为合理。破碎齿切向能量累积主要分布在破碎齿齿尖顶面,靠近破碎齿前面。破碎齿的法向能量累积主要分布在破碎齿的侧面,且分布呈非均匀。(2)利用响应曲面法分析发现,给料高度对分级破碎机双齿辊的磨损(MAX)影响较为显著,各影响因素对磨损(MAX)影响的显著性顺序为依次为A>B>D>C,各影响因素交互作用的显著性顺序依次是BD>AB>CD>AD>BC>AC;给料速度对分级破碎机双齿辊的等效应力(MAX)影响极为显著,各影响因素交互作用的显著性顺序依次是B>D>A>C,各影响因素交互作用的显著性顺序依次是AD>AB>AC>CD>BD>BC。(3)建立了磨损(MAX)、等效应力(MAX)与各影响因素之间的拟合回归方程模型,并利用响应面分析软件的愿望函数对磨损(MAX)、等效应力(MAX)进行了最优值预测。愿望函数优化给出的降低磨损、减小等效应力最佳组合分别为:给料高度为1.77 m、给料速度为4.12 m/s、齿辊转速为79.68 r/min、落料位置为0.677 m;给料高度为2.17 m、给料速度为4.31 m/s、齿辊转速为66.80 r/min、落料位置为1.029 m。