立式预磨机是针对球磨机因入料粒度大而导致设备粉磨效率降低等问题而研制的一种新型矿山设备。预磨机采用“以碎代磨”、“多碎少磨”的设计方法,其工作原理是在破碎腔内,利用高速运动的破碎介质对物料进行冲击、挤压、研磨破碎,在排料口处,由高速旋转的转盘对物料进一步的剪切破碎。预磨机的应用能改变大多数矿山现有的碎磨工艺流程,即矿石经粗碎-中碎-细碎后,先进入预磨机预磨,将入磨粒度控制在-l0mm,甚至-5mm,再进入球磨机进行粉磨,从而提高了球磨机粉磨效率,降低碎磨系统能耗水平。论文以新型立式预磨机碎磨过程为研究对象,采用理论分析、试验研究和参数优化设计相结合的方法对立式预磨机进行了一些基础性研究,其研究内容主要包括预磨机碎磨机理分析,预磨介质的运动规律研究,基于粒度分析、能耗分析的预磨机主要工作参数的实验研究,并在预磨机功耗实验研究的基础上,利用数据拟合方式,提出了预磨机功率消耗的优化设计模型。主要成果如下：(1)根据立式预磨机的结构及工作原理分析得出,预磨机的破碎形式主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、研磨破碎几种破碎方式组成,其中冲击破碎为主要破碎形式。(2)基于质点运动学分析方法,对预磨介质在破碎腔内的受力及运动过程进行了分析,并将介质在预磨机内的运动分为三个阶段,第一阶段为预磨介质随转盘一起加速的运动阶段,第二阶段为预磨介质脱离转盘后在球形定环上的“爬行”运动阶段,第三阶段为预磨介质离开定环后的冲击运动阶段,推导了各个阶段的运动表达式,找出了介质运动与介质尺寸、破碎腔结构、拨料转盘直径等结构参数及其与拨料盘转速等运动参数间的关系,为预磨机结构设计与运动参数设计提供了初步依据。(3)采用正交实验方法,选取预磨机上、下破碎腔转盘转速、介质填充量、大小填充介质配比等四个考察因素,根据前期实验情况,选取五个实验水平,对立式预磨机的破碎过程进行试验,通过对实验结果分析得出,最小平均排料粒径为1.16mm,最大平均排料粒径为1.76mm,排料粒度符合设计要求；并对试验结果进行极差分析：在排料粒度、电机功率消耗两者为综合评价指标情况下得到的最优试验方案为：上层破碎腔转盘转速为9m/s、下层破碎腔转盘转速为9m/s、介质填充率为25%、大小介质填充配比为75%；(4)使用数据拟合方法,对功耗实验数据进行进一步分析,通过参数优化设计后得到预磨机在满足排料粒度的情况下,功率消耗最小时的各参数值分别为上层破碎腔转盘转速9.2m/s、下层破碎腔转盘转速9.6m/s、介质填充率23%、大小介质填充配比69%；采用优化结果进行实验与优化前数据对比,优化后整体排料粒度下降16%,电机功率消耗降低21.4%,优化效果明显。综上所述,立式预磨机具有较好的应用前景,本文的研究将为预磨机的深入理论研究和应用打下基础。