基于EDEM的新型立轴反击式破碎机内颗粒运动规律分析及最佳结构参数确定

发布时间：2020-06-02 00:06

【摘要】：立轴反击式破碎机在铁矿石的中、细碎作业中得到了非常广泛的应用,其出口粒度存在波动和不稳定性,对细小颗粒破碎效果不佳是制约此类破碎机性能提高的瓶颈。因此,如何提高此类破碎机的性能成为一个重要的研究课题。对此课题开展深入地研究,对丰富立轴破碎机设计思路和提高此类破碎机的性能具有重要的意义。本文为了解决制约立轴反击式破碎机性能提高的瓶颈问题,在PFL-600型破碎机的基础上提出了一种新型反向旋转双转子立轴破碎机的结构设想,运用SolidWorks和EDEM软件建立了三维实体模型及颗粒粘结破碎模型。采用控制单一变量法,用离散元软件EDEM对新型立轴破碎机破碎腔内物料颗粒的运动轨迹;矿物颗粒直径、下转子转速对破碎腔内颗粒运动规律的影响进行了研究。通过对破碎腔内颗粒运动规律仿真分析可知:新型立轴破碎机对小粒径颗粒加速效果良好,且小粒径颗粒的速度波动较大;新型破碎机对大粒径颗粒加速效果不明显,但是大颗粒物料速度波动小,速度较为平稳;下转子转速变化对颗粒最大速度及速度波动性影响甚微。选取研究对象为新型反向双转子立轴破碎机,对其下转子进行力了学分析,确定了影响新型破碎机破碎性能的3个因素:下转子转速、反击板锤安装角度、反击板锤个数。同时通过对下转子进行受力分析得到了物料撞击下转子板锤的初动量表达式,从理论上说明了新型破碎机破碎性能优于传统破碎机。借助EDEM离散元分析软件,用正交试验原理对以上3个影响因素进行了多因素正交试验。通过对正交试验得到的18组试验结果进行回归分析,得到了影响新型破碎机破碎性能因素的主次顺序依次为:反击板锤个数、下转子转速、反击板锤安装角度。通过因素效应曲线分析得到了三个因素的最优水平,确定了新型破碎机的最佳结构参数组合为:下反击板锤安装角的最优水平在5°-15°之间,优先选择10°;反击板锤最优个数为5。选取优化后的新型破碎机和传统破碎机为作为对比研究对象,用EDEM软件进行了破碎性能对比分析。以粘结键的断裂数作为衡量矿物破碎程度的标准,得到矿物颗粒粘结键断裂数随时间变化曲线。通过对曲线的分析可知:新型破碎机较传统破碎机相比破碎性能更佳,破碎效率提高了13%,仿真分析结果与理论分析结果一致。本文的研究结果对推进立轴反击式破碎机结构创新,提升破碎设备的综合性能有很高的参考价值和理论意义。
【图文】：

立轴反击式破碎机示意图

- 2 -图 1.2 立轴反击式破碎机结构[13]1—进料口；2—机盖；3—主轴；4—筒体 5—上转子；6—下转子；7—底盘；8—机座；9—带轮；10—下料斗；11—张紧装置；12—电动机
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD451

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本文编号：2692281