衬板参数对球磨机工作性能影响的离散元仿真与实验研究

发布时间：2018-10-05 16:51

【摘要】：球磨机是工业生产中主要的粉磨设备,在矿山、冶金、电力等行业应用广泛。球磨机内部装有衬板,具有保护筒体、调节物料运动轨迹的作用。本文结合国家863计划项目“大型露天矿山采矿技术与装备”(No.2012AA062002),应用离散元仿真与实验研究了衬板参数对球磨机工作性能的影响。研究了球磨机衬板提升条的高度、数量以及球磨机转速三个因素对球磨机内物料颗粒的运动、球磨机转矩和功率的影响,并与五种经典的球磨机功率计算公式的计算结果进行了比较,同时研究了球磨机衬板的磨损规律。总结了球磨机转矩和功率随球磨机转速和衬板参数的变化规律,并提出衬板提升条参数和物料颗粒紧密度两个因素,用于解释磨机转矩和功率的变化规律。在查阅国内外相关文献的基础上,总结了衬板参数对球磨机工作性能的影响、衬板磨损对球磨机工作效率的影响以及对球磨机仿真结果进行实验研究等方面在国内外的研究现状。并结合球磨机的工作原理,研究了球磨机主要工作参数的确定过程、球磨机临界转速的计算方法和球磨机有用功率的计算公式。在参考国内外学者使用的球磨机实验装置的基础上,自行设计制造了一台新型的球磨机实验装置。该球磨机实验装置结构简单,且对多处结构进行了创新设计。该实验装置的衬板提升条为可拆卸式提升条,提升条通过螺栓连接的形式与筒体固连在一起,实现了方便更换不同形式提升条的目的,从而实现了对不同高度和不同数量提升条的球磨机进行实验研究的目的。该实验装置的前挡板由两块透明的半圆形有机玻璃组成,可以清晰的从筒体一侧观测到筒体内物料颗粒的运动情况。将前挡板设计为两块透明的有机玻璃,使装卸物料颗粒和拆换衬板提升条变得更方便。本球磨机实验装置适合应用于关于球磨机领域的多种研究。在研究球磨机的转速对球磨机工作性能的影响时采用DEM仿真和实验研究相结合的方式。首先从定性和定量两个方面对球磨机内物料颗粒运动情况的仿真结果进行了验证,也从一个方面验证了本文设置的离散元仿真模型的正确性。然后结合实验对球磨机的转矩和功率随球磨机转速的变化情况进行了研究,进而从另一方面验证了本文离散元仿真模型的正确性。并将球磨机功率的仿真和实验结果与五种经典球磨机功率计算公式的计算结果进行了比较,得出各个公式在不同转速时的准确性和适用性。利用离散元法研究了衬板提升条高度和数量两个参数对球磨机筒体内物料的运动、衬板提升条的磨损以及球磨机转矩和功率的影响情况。并将球磨机的输入转矩分为衬板转矩和挡板转矩来分别进行研究,为球磨机的节能优化提供了新的参考。基于上述研究,提出衬板提升条和物料颗粒紧密度两个因素,用于解释磨机转矩和功率的变化规律,并发现球磨机低速转动时衬板提升条为主要影响因素,高速转动时物料紧密度是主要影响因素。本文通过离散元仿真和实验研究得出的关于球磨机转速、衬板参数对球磨机工作性能影响的结论可为球磨机转速、衬板提升条高度和数量的合理选取提供参考。研究得出的衬板磨损规律可为进一步优化衬板几何结构提供了参考。本文提出的衬板提升条和物料颗粒紧密度两个因素可为判断球磨机转矩和功率的变化情况提供一种新的思路。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD453

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本文编号：2254135