基于EDEM的立式磨機(jī)腔型設(shè)計與工作參數(shù)仿真研究.pdf

1、立式磨機(jī)是基于多碎少磨理論而研制的一種新型礦山機(jī)械,在選礦工藝起著承上啟下的作用。由于立式磨機(jī)具有能量利用率高、單位能耗少以及破磨效果好等優(yōu)點,已成為近年來破磨領(lǐng)域備受關(guān)注的前沿設(shè)備。但立式磨機(jī)的破磨機(jī)理、破磨過程的復(fù)雜性均異于常規(guī)磨機(jī),因而具有豐富的學(xué)術(shù)價值及較大的研究難度。
　　本文的研究內(nèi)容主要是對立式磨機(jī)破磨腔結(jié)構(gòu)再設(shè)計、磨介配置參數(shù)優(yōu)化,以此提高破磨效果。文章采用理論分析、實驗驗證與EDEM仿真結(jié)合在一起的方式展開研究,

2、并取得了以下成果:
　　(1)通過立式磨機(jī)不同輸入轉(zhuǎn)速下的破碎率實驗,結(jié)合巖石累積破碎原理,利用MATLAB對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,建立了立式磨機(jī)破碎率方程,并分析了該方程的正確性?；谏鲜鲅芯?發(fā)現(xiàn)影響立式磨機(jī)破碎能力的主要因素是磨介與礦料顆粒的碰撞次數(shù)和相對速度,即礦料顆粒在破磨過程中獲得的破碎能,并建立了破碎能函數(shù)表達(dá)式。
　　(2)通過對六種不同破磨腔結(jié)構(gòu)內(nèi)磨介運動仿真的分析,發(fā)現(xiàn)撥料筋的安裝方式對磨介的運動軌跡具有

3、顯著的影響,正向安裝更有利于磨介的運動空間與速度;導(dǎo)料板的配置與否對磨介的運動速度有明顯的影響,配置合適的個數(shù)與角度的導(dǎo)料板能更好的影響磨介的運動空間與速度。
　　(3)以破碎能為評價指標(biāo),通過正交仿真試驗,運用極差法分析得出了影響礦料破磨效果的破磨腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的主次因素為:導(dǎo)料板角度>撥料筋傾角>撥料筋條數(shù)>導(dǎo)料板塊數(shù),最優(yōu)參數(shù)配合為:導(dǎo)料板6塊、傾角25°,撥料筋4條、傾角44°,并將最優(yōu)配合與試驗組中的最好配合進(jìn)行了仿真比對分

4、析,結(jié)果顯示極差分析所得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)破磨效果較好。據(jù)此分析,設(shè)計了一個較好的破磨腔。
　　(4)在本文所設(shè)計的破磨腔中,以破碎能為評價指標(biāo),進(jìn)行了磨介配置參數(shù)與主軸轉(zhuǎn)速的單因素析因分析,得到了球徑、球配、填充率、轉(zhuǎn)速分別與破碎能之間的影響趨勢。
　　(5)基于單因素析因仿真試驗的結(jié)果,運用響應(yīng)曲面設(shè)計方法,在本文所設(shè)計的破磨腔中,以有效破碎能為評價指標(biāo),展開了磨介配置參數(shù)與主軸轉(zhuǎn)速的綜合仿真。運用Desgin-Expert

5、V8軟件對仿真試驗結(jié)果進(jìn)行分析,得到了球徑、球配、填充率、轉(zhuǎn)速以及四者間兩兩交互作用對破碎能影響的主次順序,并給出了響應(yīng)曲面三維圖、等高線圖。進(jìn)一步分析得到了破碎能與四者之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式,通過仿真試驗驗證了表達(dá)式的正確性。最后,設(shè)計了球徑、球配、填充率、轉(zhuǎn)速最優(yōu)水平組合為:球徑為80mm,球配為3:1,填充率為34.9％,轉(zhuǎn)速為550rpm。
　　綜上所述,本文的研究成果為立式磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)的優(yōu)化提供了參考依據(jù)和分析方