振动磨是机械法制粉体颗粒的常用设备,具有结构简单、操作容易、能耗低、产量高的优点,尤其适用于石墨、化工、矿山、陶瓷等行业,已经在国内外的超微粉体制备中得到广泛应用。振动磨工作时由振动电机带动磨机机体以一定的振动频率和振振动,从而使得磨机碎磨腔内磨介对物料进行冲击、摩擦及剪切让物料破碎和细化。在物料碎磨过程中,机体振动的振幅和振动频率的选择十分重要,直接影响到磨机的工作效率和颗粒的细化效果。目前,国内外已经有研究人员通过改进激振器结构建立具有宽频振动的高效振动磨机,其不足之处在于只研究了机体运动特性与激振参数的关系,忽略了对振动频率的控制问题,且没有考虑机体运动对磨介碎磨机制和颗粒破碎效果的影响,对提高振动磨机效率以及工程适用性效果不明显。为此,本文从磨介对物料的破碎机理、磨机机体运动特性研究两个方面展开了振动磨机性能参数优化方法的理论和试验研究,并通过物理样机碎磨试验对研究结果的有效性进行验证,同时基于多目标规划建模创新性地改进振动磨机的激励方式,旨在研制碎磨效果更优、工程适用性更强的新型高效振动磨机。本文首先分析了振动磨机的工作原理,研究了超微粉体技术及振动磨的国内外发展现状,并对振动磨制超微粉体中存在的问题进行剖析,确定论文的研究重点。其次,基于磨机工作原理确定目标优化参数,结合单颗粒碎磨理论和磨介运动学原理对振动磨机碎磨腔内磨介的运动特性进行深入研究,利用基于EDEM的振动磨机碎磨正交试验对磨机碎磨效果与优化目标参数间的关系进行定量分析,对试验数据进行统计回归分析,建立电机输出转速、机体振幅与物料破碎参数间的代数耦合关系式,为振动磨机性能参数的多成分组合优化提供理论支撑及评价指标。再次,根据普通偏心振动磨机简化力学模型,探讨磨机机体运动特性,分析机体运动中蕴涵的非线性行为,创新性地提出变失径变转速的双变激振新型振动磨机。以新型振动磨机为研究对象,建立磨机的Adams虚拟样机模型并通过激光位移试验验证模型的有效性。接着基于Adams模型进行多工况仿真试验,深入分析电机输出转速、激振块矢径对新型振动磨机碎磨效果的影响,对比各工况下磨机的运动状态从而确定最佳矢径比和电机输出转速。选择金刚石微粉作为双变激振新型振动磨机优化结果验证试验的材料进行多次物理样机粉磨试验,对比各试验方案下的产品颗粒粒度大小及分布,结果表明优化后的振动磨机碎磨产品平均粒径最小且细颗粒含量多,验证了双变激振振动磨机优化的有效性,实现了超微粉碎激励优化方法的研究。最后,基于双变激振新型振动磨多工况组合优化的仿真分析和物理样机试验结果,进一步提出振动磨机多目标规划建模,增强振动磨机激励参数设置的合理性及灵活性。以新型振动磨机组合优化结果作为参考进行多目标规划求解,求解得到的磨机各项工作指标较多工况组合优化均有提升,验证了多目标规划模型的有效性和可行性,提高了振动磨机的工程应用适用性。