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对筒体内球磨机钢球的运动状况研究

发布时间:2012-08-17

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新闻要点

1#球磨机

球磨机在粉磨的过程当中,筒体内磨矿介质和矿料的运动状况非常复杂。同时,在粉磨工艺中,因为可变参数众多,研究起来很困难,特别是球磨机在不同规格、转速及介质填充率等情况下,磨机内物质(包括物料和研磨介质组成)的运动状况则会变得更加复杂,更具有多样性。球磨机筒体内物料和研磨介质在做抛落运动时,很难对他们的运动做详细的研究;规格一样的球磨机,由于应用行业以及装料的不同,导致所需要的驱动功率相差很大,这使得准确确定球磨机的驱动功率带来很大难度。在球磨机中,不论钢球做泻落还是抛落运动,或者是两者的混合运动,运动着的球磨机钢球的能态是变化的。处于筒体底部的钢球相对筒底的位能是零,钢球动能为零,随着钢球被衬板条提起,位能逐渐增大,钢球具有动能。

球磨机

当运动至最高点时,球磨机钢球同时具有位能和动能。当钢球从最高点抛落至于矿料接触时,能量全部转化为钢球打击矿料的动能,最后转化为矿料的变形、裂纹和扩展能以及破碎物料的表面能,钢球到达筒体底部,一个运动周期结束。

为使磨矿介质从外界获得尽可能高的能量,并且尽可能多的合理的被磨机吸收,使钢球获得更多的动能,以粉碎物料,就必须使球磨机的研磨介质群尽可能多的做抛落运动。随着离散单元法数值模拟方法的出现,对球磨机介质群运动较直观的研究有了新的思路和方法。

根据球磨机筒体以及筒体内物料的特点,我们根据离散元程序,用PFC3D作为数值模拟的计算工具。模型中忽略了装料的轴向移动以及物料的破碎过程。通过在程序中设置钢球的密度、重力加速度和表面摩擦因数以及筒体内壁面的运动特性,实现筒体内介质运动的模拟仿真,最终得到介质作用在衬板条及筒体内壁的力,得到钢球的动能、振动能以及边界能。同时,可以直观的得到介质群的运动矢量和介质群间的接触力。

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