液压圆锥破碎机作为工业选矿的重要设备而广泛应用。圆锥破碎机破碎力的大小影响了整个设备的工作性能,破碎力的研究对于整机的动力学性能分析和关键部件的磨损及寿命预测的意义重大。此外,圆锥破碎机相关重要零部件的结构优化对改善设备性能、提高使用寿命等方面效果显著。本文以某型号液压圆锥破碎机为研究对象,主要研究了以下几个方面的内容:考虑到力流的接触传递,遵循模型简化以及单元选取的一般原则,建立整机破碎机有限元模型,设置合理的约束、边界条件、载荷工况以及子部件间的连接方式;简要叙述了振动信号分析与处理的一般流程与方法,利用OROS信号采集设备完成了不同工况下破碎机支承环振动加速度信号的现场采集,并基于轮次法和短时傅里叶变换完成了原始信号的平稳性检验和时频分析,进而确定信号的时域区间,之后设计滤波器完成信号的带通滤波以及振动信号的时域处理,作为有限元求解的输入;提出了一种新的破碎力识别方法,即基于整机有限元模型以及处理之后的不同工况下实测加速度信号完成破碎力计算公式的推导以及破碎力时域信号识别,并与功率法所求的破碎力进行对比验证,结果证明了本论文破碎力识别方法的合理性与准确性,之后基于识别的破碎力对系统的运动特性进行了判断;基于整机分析,建立设计参数和目标函数之间的响应面模型,采用遗传算法和粒子群优化算法对圆锥破碎机关键零部件主轴衬套、偏心衬套的最大Von Mises应力进行了优化,与有限元模型的计算结果进行了对比,验证利用响应面方法对大型设备结构进行优化的可行性,之后采用线性加权求和法实现了主轴衬套与偏心衬套的结构多目标优化。