层压破碎是指散体岩(矿)石物料在破碎腔内呈多层分布时的受压破碎,即大量岩石物料聚集在一起,外力作用于物料层,岩石物料层传递应力使得岩石颗粒间相互接触、相互作用而产生岩石颗粒群体性破碎。随着破碎粉磨理论研究的深入和实践技术应用的提高,深入研究层压破碎机理与规律,为实现层压破碎原理与参数技术应用,为实现新型层压破碎设备的研发提拱理论依据具有重要的意义。本文所做的工作主要有:(1)根据圆锥破碎机工作原理,分析了动锥和散体岩石物料颗粒在破碎腔内的运动特性,基于层压破碎原理、分层破碎理论和固定质量原理提出了圆锥破碎机层压破碎过程进行分层研究;建立了层压破碎过程关于破碎函数、选择函数和层压破碎分层数的数学模型,并且进一步得出散体岩石物料物理特性、圆锥破碎机工作参数和结构参数是影响圆锥破碎机层压破碎过程和破碎效果的本质因素;通过详细分析各影响因素参数对层压破碎过程与破碎效果的影响规律,建立了层压破碎影响因素数学模型。(2)以PYB900圆锥破碎机的实际工作参数与结构参数为依据,利用离散元软件EDEM和三维设计软件Solidworks建立了圆锥破碎机层压破碎三维模型,并基于BPM(粘接颗粒模型)建立了用于破碎的不规则、更为接近真实的花岗岩岩石物料模型;基于该模型计算破碎腔内物料层填充度满足层压破碎方式发生条件,对圆锥破碎机层压破碎过程进行了模拟仿真,探究了岩石颗粒物料层在破碎腔内受压破碎的内在规律,其包括岩石物料层的破碎状态、运动状态及受力状态的特点。(3)基于建立的圆锥破碎机层压破碎模型,设计了层压破碎影响规律模拟仿真实验,研究了散体岩石物料的粒径、粒形和给料层厚度,圆锥破碎机工作参数动锥旋摆转速,结构参数动锥摆动行程和破碎腔啮角分别对圆锥破碎机产品粒度质量和生产率的影响变化规律,从这两方面了评价层压破碎效果,通过分析仿真结果得出结论有:在破碎腔内的岩石物料层孔隙率越小,层压破碎作用越明显,破碎效率越高,而岩石物料粒径越小和岩石粒形越扁平越难破碎即破碎产品质量较差;在破碎过程中,为了保证物料间的密实状态,抑制“上拱现象”的产生,岩石物料给料量有一最佳值即料层高度为520 mm;针对PYB900圆锥破碎机模型存在些最佳破碎参数即动锥最佳旋摆转速为360 r/min,定锥最佳摆动行程为43 mm,破碎腔存在最佳啮角范围为23.5°~24.7°,这些参数值和范围使得破碎机层压破碎效果最佳。