黄金选矿厂中150ZJ-60渣浆泵过流件磨损机理研究

发布时间：2020-10-27 10:43

　　 在磨矿分级中大量使用渣浆泵,但渣浆泵往往出现过流件磨损严重,使用周期较短,运行电流过高,故障频发,维修率高的问题。本研究对渣浆泵过流件冲蚀磨损机理进行研究,据此提出渣浆泵过流件材料选择和结构优化的原则。本研究首先统计分析了某企业使用的渣浆泵过流件的使用周期和磨损失效情况。统计过流件平均使用周期,分析渣浆泵过流件主要磨损失效形态、不同过流件主要磨损部位、过流件主要磨损阶段及其主要机理。研究发现,根据磨损失效形态可分为凹坑、线槽、穿透、弧形槽和失形。根据产生磨损失效的过流件不同,磨损失效分为叶轮磨损失效、前护板磨损失效、护套磨损失效、后护板磨损失效、减压盖磨损失效和副叶轮磨损失效。过流件的冲蚀磨损,根据磨损过程的不同时间阶段,可分为三个阶段:初期磨损阶段、正常磨损阶段和失效磨损阶段。利用Fluent仿真软件对渣浆泵过流件流场进行了流体动力学建模与仿真。对过流件三个易于磨损的部位进行了流场压力和流速分析,并对仿真结果云图和过流件磨损照片进行对比研究。分析了流场中流速分布、压强分布等特点对气蚀产生的影响。通过对仿真结果中的压力和流速云图分析,发现在气蚀较为明显的部位,压力云图中往往显示该部位为负压力或压力梯度(压力变化)较大;微细固体颗粒产生微切削作用明显的部位,其混合流体流速要比周围区域的大。对渣浆泵过流件常用材料(6种)进行了冲蚀实验研究,分析了材料冲蚀率和冲蚀表面形貌。重点研究了冲蚀作用对不同过流件材料磨损的影响。通过冲蚀率分析,高铬合金铸铁,碳化硅陶瓷,硫化橡胶相对比较耐冲蚀,HT200,Q345,PP相对不耐冲蚀。通过对冲蚀表面形貌的分析,金属材料(高铬合金铸铁)、橡胶(硫化橡胶)和塑料(PP)的材料冲蚀去除机理,主要是磨料粒子微切削作用;而硬脆的碳化硅材料则以材料的晶间断裂导致的晶粒剥落为主。通过渣浆泵过流件失效机理的分析,提出过流件材料选择原则和过流件结构改进原则。对于金属材料,气蚀磨损是主要的失效机理:对于橡胶材料,冲蚀磨损是主要的失效机理;氮化硅材料既耐气蚀磨损也耐冲蚀磨损,但其脆性断裂损伤会导致过流件的意外失效。由此提出过流件材料选择原则:若在液固混合流体中固相颗粒≤1mm时,可首选氮化硅材料;若在液固混合流体内偶尔出现相对较大的颗粒时,可以选择硫化橡胶或聚氨酯材料;也可选择不同材质配合使用,如橡胶过流件和陶瓷过流件相配合使用。本研究对过流件材质进行了优选,对过流件进行了局部优化,通过在某企业的实际应用,取得了良好的应用效果。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD45;TD953
【部分图文】：

的复杂过程，目前尚未有统一的模型描述其作用机理。常用的有以下几种。??１．２．１微切削理论??如图１－２所示，冲蚀磨损的微切削理论假定，在冲蚀磨损过程中，不考虑粒??子外形的变化；粒子作用力的水平分量与垂直分量之间的比例不变；冲蚀过程中??粒子与靶面接触高度与切削深度不变；冲蚀后材料脱落并产生细长的表面划痕。??若对多角形单颗粒磨粒粒子，设其质量为ｍ，冲蚀速度为Ｖ，以冲角ａ冲击到靶??材表面，则靶材的磨损体积Ｖ可用以下公式表达１７】：??”?ｍｖ￣?（ｓｉｎ?２ａ－３ｓｉｎ２?、???１?（０＜ａ＜ａ〇）??２?Ｊ??Ｆ＾（＾－＼ａ０＜ａ＜９０°）?（１－１）??２ｐ?｛?６?Ｊ??由上式可知，材料磨损体积Ｖ与磨粒的质量ｍ和速度的平方ｖ２成正比例，与被??冲蚀靶材的流动应力Ｐ成反比，与冲角ａ成三角函数关系。通过理论计算得到的??临界角ａａ＝１８．４３°Ｗ，即当冲角小于时磨损体积随着ａ增大而增大，冲角大于??ａ?〇时磨损体积随着随着ｕ增大而减小。而其他学者研宄认为，最大冲蚀磨损角??ａ?ｍａｘ－１６．８４〇［１０］〇??（ａ）切削几何模型?（ｂ）切削过程中作用在??微粒上接触应力??图１－２延性材料的切削模型??切削模型对于延性材料、多角形磨粒、小冲角的冲蚀磨损较为吻合。而对于??不属于典型的的延性材料、脆性材料、非多角形磨粒（如球形磨粒）、冲角较大??时的冲蚀磨损则存在较大的偏差［７］。对过流件来说，磨损随浓度的增加而增大，??３??

样品名称?／?粒级（目）?＋２００＃?－２００＃－＋４００＃?－４００＃??二次分级给料（泵输送料浆）１％－３％?１７％－２４％?７５％－８０％??该渣浆泵的简单结构示意图，如图２－１所示。??丨ｒｉ２ｘ－?－ｎ??卜ＩＩＩ?—??ｒＬ?—?－?－Ｌ＂??４?－?ｒｆ?－?￣?—＾１??１叶轮?２?１前护板３护套４后护ｋ?５外泵壳１?６填料箱１７填料??８填料压盖９轴承箱１０泵轴１１联轴器１２电机１３底座１４外泵壳２??图２－１?１５０ＺＪ－６０渣浆泵结构示意图??时间段１内使用周期统计如表２－２所示。期间有一次检修，时间为２天。??表２－２渣浆泵使用周期统计１??项目?数据??序号?１?２?３?４?５??周期（天）?５?８?１３?９?９??序号?６?７?８?９?１０??周期（天）?１２?９?１２?２?１１??考虑到上述时间段内有一次检修，时间为２天。扣除检修时间，以上１０次??的使用周期为８８天，平均为８．８天。变化范围为８天。均方差为３．３９９。??时间段２内使用周期统计如表２－３所示。期间有一次检修，时间为３天。??１０??

山东大学硕士学位论文??图２－２正常冲蚀磨损阶段的凹坑??线槽：冲蚀磨损造成的凹陷较浅，宽度较小，长度较大，长宽比在１０以上??甚至到数百。线槽主要由冲蚀磨损形成。线槽多存在于前护板、后护板、填料箱??的表面。初期冲蚀磨损阶段的线槽呈现出浅而窄的特点，长度也相对较短，线槽??稀疏。正常冲蚀磨损阶段线槽加深加宽，线槽密度增大，开始出现重叠，如图??２－３所示。失效冲蚀磨损阶段局部的线槽在冲蚀和气蚀的作用下形成几个明显的??凹坑，凹坑发展后造成介质泄露，如图２－４所示。线槽均呈现出离心形貌，其类??似叶轮叶片的形状，越延伸直径越大，形状不规则。如图２－５所示。??图２－３正常冲蚀磨损阶段的线槽??１２??
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本文编号：2858414