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1、球磨机磨球尺寸选择对其性能影响的数值仿真研究耿兴利,迟毅林,王学军(昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093)摘要:采用离散元分析软件PFC3D对球磨机在不同磨球尺寸选择下的各向接触力、功率的输出等进行模拟分析。对各个涉及参数进行了优化选择,并分析模拟得到的数据结果,为更好的探索球磨机磨球机理和最佳的磨球尺寸选择提供了一定的参考依据。关键词:PFC3D;模拟分析;磨球尺寸中图分类号:TD4文献标志码:ANumericalSimulationofSizeSelectingtothePerformanceofBallMillGENGXingli,CHIYilin,WANGXuejun
2、(MechanicalandElectricalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China)Abstract:ItwasAdoptedthatdiscreteelementsoftwarePFC3Danalysiscontactforceofballmillandtheoutputofpow-erandsoontomakethesimulationresultsbetterclosetotheproductionpractice.Allinvolvedparameterswereopti
3、mized,andtheresultsofsimulateddataforexploringthemechanismandthebestselectionofballsizewereanalyzedtoprovideref-erences.Keywords:PFC3D,Simulationanalysis,Ballsize球磨机的磨球属于非连续体,有限元分析法是输入的能量转变为对物料的破碎功,从而完成对物基于材料连续性假设,因此采用传统的有限元方法料实施破碎的任务。介质的运动形态决定着介质携很难解决磨球的运动问题。处理不连续问题,较好带能量的多少,决定着对物料破碎力的大小,决定着的数值
4、方法为离散元素法(DiscreteElementMeth-粉磨产品的质量,同时还影响粉磨电耗和介质消耗od,DEM)。的高低。球磨机主要靠介质对物料的冲击和研磨作离散元素法是近年来发展起来的,用于解决不用粉磨物料,在动态粉磨过程中影响因素众多,单从连续体力学问题的一种重要的数值分析方法,最早破碎动力学的因素考虑包括介质填充率、介质密度、是由Cundall于1971年提出,它的研究对象主要是磨机直径、磨机转速率、磨机内衬板结构与形状、粉岩石等非连续介质的力学行为,它的基本思想是把磨物料的浓度等。本文就球磨机磨球尺寸对其作用[3]不连续体分离为刚性元素的集合,使各个刚性元素及性能的影响进行
5、数值仿真研究。满足运动方程,刚体本身具有一定的几何(形状、大1.1球磨机转速的选择小、排列等)和物理、化学特征,继而求得不连续体的球磨机的转速对物料的粉磨影响很大,因为转整体运动状态,离散元方法允许单元间的相对运动,速大少决定着磨机对研磨介质的提升力大小和介质不一定要满足位移连续和变形协调条件,利用计算的运动形态。一定条件下,随磨机转速不同,研磨体机计算速度快,所需存储空间小的特点,尤其适合求在磨机内可能呈现4种不同的工作状况,即脉动、泻解大位移和非线性问题。落、抛落、离心运动。几种运动形态中,只有抛落运国内对于离散元方法的研究和使用才刚刚开动和泻落运动才具有有效的粉碎物料的作用。始,
6、但它目前已在采矿工程、岩土工程、机械工程等当转速很低时,磨机不能将研磨介质带到一定方面引起广泛的重视和初步的应用。将球磨机中的的高度,研磨介质几乎没有被带起,在磨机内做滑动磨球看作一系列的离散体,可以采用离散元的方法运动,只能靠介质间微弱的滑动研磨粉碎物料;若磨[1-2]进行处理。机转速过大,研磨介质的惯性离心力将使研磨介质贴附于磨机内壁与磨机一同做圆周运动,也达不到1影响球磨机粉磨效率的主要参数选择介质有效冲击物料的目的。为了有效率地利用介质球磨机作为一种介质运动式粉碎设备,粉磨作在运动过程中的研磨和冲击功粉磨物料,就必须根用是通过介质实现的,即靠介质对物料的冲击和研据实际粉磨条件选
7、好磨机的转速。磨完成对物料的破碎,在介质对物料实施破碎作用1.2转速率的概念的这一力学过程中,介质作为能量的媒介体将外界球磨机中的最外层球(研磨介质)刚刚随筒体一#58#5新技术新工艺6#数字技术与机械加工工艺装备2011年第4期起旋转而不下落时球磨机的转速称为临界转速。理1.3球磨机衬板高度的选择论临界转速以n0表示,单位r/min,它是在以下情衬板表面的形状是决定衬板磨耗率的重要因况下通过分析得到。假素。提升条高度即衬板波峰高度,其大小直接
