本文以颤振试验振动磨为研究对象,通过对离散元仿真获得的能量耗散率曲线的分析,研究不同激振参数下振动磨的粉碎性能。以落球粉碎试验获得的待磨物料的最佳介质碰撞能量范围为指导,优化激振参数。

    在理解振动磨工作原理的基础上,分析影响振动磨介质运动与碰撞的工作参数。基于介质碰撞破碎原理,改进料层冲击破碎实验原理。通过对介质与物料、筒壁与物料、物料之间作用方式以及离散元仿真碰撞过程中能量耗散问题的论述,分析筒体稱合颤振对介质碰撞特性与冲击研磨作用的影响。通过对最佳介质碰撞能量范围及破碎率的理论研究,从理论上论证利用落球粉碎试验获得的最佳介质碰撞能量(法向)范围和离散元介质运动仿真获得的能量耗散率曲线来研究球颤振磨机粉碎性能的可行性。用离散元软件对颤振试验振动磨进行仿真分析,研究了振动幅度和振动频率对粉碎性能的影响,以待磨物料最佳介质碰撞能量范围为指导优化激振参数。

    振动磨的介质运动情况直接影响到介质碰撞特性,从而影响粉碎效率。影响振动磨介质运动的因素有激振参数、转速率、填充率、衬板规格等操作参数。筒体的稱合颤振使得操作参数的选择有别于传统方法。振动磨是通过介质与物料颗粒层的碰撞来粉碎物料的,因此研究料层冲击粉碎至关重要,料层冲击粉碎又关系到颗粒破碎机理的研究。

    介质的运动形态关系到介质在振动磨中的碰撞特性。其他操作参数确定的情况下,筒体在不同转速率下介质会出现三种基本的运动形态。当转速较慢时,会出现“海落运动状态”。在这种运动状态下介质和物料随筒体提升到动摩擦角的高度,然后在重力作用下滑落,此时介质对物料主要是研磨作用,因此适用于细磨作业。当转速适中时,会出现“抛落运动状态”。在这种运动状态下介质随筒体到达一定高度后以近似抛物线轨迹抛落下来。此时介质对物料的冲击作用较大,适用于粗磨作业。当转速过快时,会出现“离心运动状态”。在这种运动状态下介质与介质、介质与筒体之间没有相对运动,因此介质对物料不会有冲击和研磨作用,在实际作业中需要避免这种运动状态。然而,通常情况下介质运动并非纯粹的湾落或抛落,更多的是两者的混合状态。

    影响振动磨介质运动的因素有:磨机结构参数,包括筒体尺寸、衬板样式;介质参数,包括填充率、介质形状尺寸、介质级配;操作参数,包括激振参数、转速率、球料比等。介质运动形态直接影响磨机的能耗、磨损、生产能力等。

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