立式磨机是基于多碎少磨理论而研制的一种新型矿山机械,在选矿工艺起着承上启下的作用。由于立式磨机具有能量利用率高、单位能耗少以及破磨效果好等优点,已成为近年来破磨领域备受关注的前沿设备。但立式磨机的破磨机理、破磨过程的复杂性均异于常规磨机,因而具有丰富的学术价值及较大的研究难度。　　本文的研究内容主要是对立式磨机破磨腔结构再设计、磨介配置参数优化,以此提高破磨效果。文章采用理论分析、实验验证与EDEM仿真结合在一起的方式展开研究,并取得了以下成果:　　(1)通过立式磨机不同输入转速下的破碎率实验,结合岩石累积破碎原理,利用MATLAB对实验数据进行回归分析,建立了立式磨机破碎率方程,并分析了该方程的正确性。基于上述研究,发现影响立式磨机破碎能力的主要因素是磨介与矿料颗粒的碰撞次数和相对速度,即矿料颗粒在破磨过程中获得的破碎能,并建立了破碎能函数表达式。　　(2)通过对六种不同破磨腔结构内磨介运动仿真的分析,发现拨料筋的安装方式对磨介的运动轨迹具有显著的影响,正向安装更有利于磨介的运动空间与速度;导料板的配置与否对磨介的运动速度有明显的影响,配置合适的个数与角度的导料板能更好的影响磨介的运动空间与速度。　　(3)以破碎能为评价指标,通过正交仿真试验,运用极差法分析得出了影响矿料破磨效果的破磨腔结构参数的主次因素为:导料板角度>拨料筋倾角>拨料筋条数>导料板块数,最优参数配合为:导料板6块、倾角25°,拨料筋4条、倾角44°,并将最优配合与试验组中的最好配合进行了仿真比对分析,结果显示极差分析所得到的结构参数破磨效果较好。据此分析,设计了一个较好的破磨腔。　　(4)在本文所设计的破磨腔中,以破碎能为评价指标,进行了磨介配置参数与主轴转速的单因素析因分析,得到了球径、球配、填充率、转速分别与破碎能之间的影响趋势。　　(5)基于单因素析因仿真试验的结果,运用响应曲面设计方法,在本文所设计的破磨腔中,以有效破碎能为评价指标,展开了磨介配置参数与主轴转速的综合仿真。运用Desgin-Expert V8软件对仿真试验结果进行分析,得到了球径、球配、填充率、转速以及四者间两两交互作用对破碎能影响的主次顺序,并给出了响应曲面三维图、等高线图。进一步分析得到了破碎能与四者之间关系的函数表达式,通过仿真试验验证了表达式的正确性。最后,设计了球径、球配、填充率、转速最优水平组合为:球径为80mm,球配为3:1,填充率为34.9％,转速为550rpm。　　综上所述,本文的研究成果为立式磨机结构参数与工作参数的优化提供了参考依据和分析方法,具有较好的理论研究意义和实际应用价值。