锤式破碎机是工业生产中一类常见的物料细化设备,主要用于中硬及较软物料的细化。由于破碎作业中的凿削和切削作用,使锤式破碎机内的构件磨损量较大,其中以锤头的损耗最为严重。因此在保证性能的条件下降低设备运行耗材的用量对使用成本的降低起着重要的影响。本文以KBC-403锤式破碎机为研究对象,分析其碰撞过程并建立等效模型,通过动力学仿真得到碰撞载荷曲线,并且应用该载荷对该型号锤式破碎机进行静态性能的分析,得到了破碎机主轴总成结构及其各主要构件的变形及应力的状态。对锤式破碎机进行动态性能的分析得到了整机及主轴总成在主振动模态下变形的状态。在此基础上针对损耗最大的构件锤头结合锤头结构设计要求,进行改进设计,并提出满足性能又能减少材料的改进方案。采用Pro/E软件,基于KBC-403锤式破碎机的实体结构,对主要构件的结构简化,并建立几何模型。在此基础上根据构件之间的配合关系建立了主轴总成破碎机整体的装配模型,为破碎机动力学分析和有限元分析提供模型基础。根据破碎作业运动特点及破碎机构件特点,并查阅相关资料对碰撞过程进行简化,结合仿真目标对模型进行简化并采用ADAMS软件进行动态仿真,得出破碎载荷,为后续的计算提供了载荷边界条件。基于破碎机几何模型及载荷条件,采用ANSYS软件进行静动态性能分析。得到在破碎作业中锤头的变形量较大,主轴及销轴在破碎载荷作用下应力较大,但满足材料要求。对主轴总成进行动态性能分析,得出在正常破碎作业时,主轴总成的动态性能满足稳定性要求。针对破碎机的锤头进行研究,结合常见的锤头形式提出改进方案,并通过计算对比,在保证性能的条件下,改进方案比原结构锤头在设备维护时可以节约48%的材料,很大程度地降低了维护成本,并且采用组合式锤头也更便于维护操作。