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一个理想的腔型，高的生产能力以及好的产品粒形是现代圆锥破碎机所应具备的主要特征。为了提高整机的性能，腔型的设计必须是基于参数优化和粒间破碎而设计。一种基于矿石粒间破碎以及人口总体平衡的多目标优化模型将会在以下被建立。
圆锥破碎机腔型，输出的生产能力Q以及产品粒度大小分布之间的祸合关系如图1所示。这些藕合关系都是相互约束和限制的。在图1中，腔型优化依赖于生产率优化，与此同时腔型优化却影响着岩石在破碎区域中的粒度分布。腔型优化和生产率优化能够决定产品粒度大小的优化，同时粒子大小破碎优化也影响着腔型和生产率的优化。因此，圆锥破碎机腔型结构的优化应当把腔型优化，生产率优化以及产品粒度分布优化放在一起来考虑。
图1 圆锥破碎机多目标优化的耦合关系
腔型结构参数和破碎机的工作参数都是影响圆锥破碎机性能的主要因数。其中，结构参数是由每一破碎层动锥与定锥的夹角β，平行区域长度l，闭边设置尺寸，入料口尺寸B以及动锥与定锥底角所组成。当破碎腔型存在平行区域长度时，动锥与定锥的底角是相等的。而入料口尺寸B与闭边设置尺寸都应该满足相关的国家标准。破碎机的生产能力主要由工作参数和腔型结构参数共同决定。其中工作参数包括主轴的转速n，进动角γ以及闭边设置尺寸，而腔型结构参数主要包括破碎区域i的体积填充率μ。体积填充率可以从相关的实验中得出。在进行破碎腔结构优化设计时，能够影响圆锥破碎机工作性能的主要参数都应该列入考虑的范围之内。
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