【摘要】：半自磨機(jī)是選礦作業(yè)的主要設(shè)備之一,其“大型化”已成為磨礦設(shè)備的主要發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)大型半自磨機(jī)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在的較高功耗、鋼耗問(wèn)題,本文基于國(guó)家自然基金項(xiàng)目(NO.51265020)“多場(chǎng)耦合條件下中空軸式重載靜壓軸承設(shè)計(jì)理論與方法”,運(yùn)用離散元方法,對(duì)大型半自磨機(jī)的磨礦性能進(jìn)行了研究,并對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)建立了大型半自磨機(jī)離散元模型,得到筒體最外層單個(gè)介質(zhì)脫離角和上升高度值。結(jié)合介質(zhì)運(yùn)動(dòng)理論,計(jì)算得出脫離角和上升高度的理論結(jié)果,并將理論計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明仿真值與理論值誤差較小,驗(yàn)證了離散元模型的合理性。(2)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試,得到不同鋼球填充數(shù)量的運(yùn)動(dòng)軌跡。建立了試驗(yàn)?zāi)C(jī)離散元等效模型,并對(duì)鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬,將試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與等效模型的離散元仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明試驗(yàn)與仿真得到的鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡較一致,驗(yàn)證了等效離散元模型仿真分析的合理性,進(jìn)而驗(yàn)證了將離散元軟件EDEM應(yīng)用于大型半自磨機(jī)磨礦性能仿真分析的可行性。(3)結(jié)合顆粒累積破碎模型和襯板磨損模型,研究了不同工作參數(shù)(轉(zhuǎn)速率、填充率、襯板高度、傾角、數(shù)量)對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、功率、鋼球與礦料的有效碰撞次數(shù)和襯板最大磨損高度的影響規(guī)律,獲得工作參數(shù)的較優(yōu)取值范圍。(4)基于均勻設(shè)計(jì)方法,對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。建立了25組仿真方案,通過(guò)二次多項(xiàng)式逐步回歸分析和方差分析,得到了參數(shù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)間的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)一步得到每一指標(biāo)下的最佳工作參數(shù)組合。結(jié)果表明磨礦性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分別取最優(yōu)值時(shí),最佳工作參數(shù)組合并不一致。(5)基于層次分析法,建立了磨礦性能的綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型。通過(guò)判斷矩陣的構(gòu)造與一致性檢驗(yàn),結(jié)合不同層次結(jié)構(gòu)的相對(duì)重要性權(quán)值計(jì)算,得到了綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)下的最佳工作參數(shù)組合,并與原工況結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明當(dāng)轉(zhuǎn)速率為84%、填充率為35%、襯板數(shù)量為52、高度為200 mm和傾角為35°時(shí),比功率、鋼球與礦料有效碰撞次數(shù)分別提高了10.78%、15.47%,襯板最大磨損高度值降低了10.81%,綜合磨礦性能提高了17.25%。本文結(jié)合均勻設(shè)計(jì)法和層次分析法,對(duì)半自磨機(jī)工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析,有效改善了磨機(jī)磨礦性能,為大型半自磨機(jī)磨礦性能的研究提供了參考依據(jù)。
[Abstract]:Semi-autogenous mill is one of the main equipment in ore dressing, and its "large scale" has become the main developing trend of grinding equipment. In view of the problem of high power consumption and steel consumption in the actual production process of large semi-self-mill, this paper is based on the National Natural Fund (NO.51265020) "Design Theory and method of Hollow Axle heavy load hydrostatic bearing under Multi-field Coupling". Based on discrete element method, the grinding performance of a large semi-self-mill is studied, and the working parameters are optimized. The main research contents are as follows: (1) the discrete element model of large semi-self-mill is established, and the values of the outermost medium detachment angle and rising height of the cylinder are obtained. Combined with the theory of medium motion, the theoretical results of separation angle and rising height are calculated, and the theoretical results are compared with the simulation results. The results show that the error between the simulation value and the theoretical value is small, which verifies the rationality of the discrete element model. (2) through the test, the motion trajectory of different steel ball filling quantity is obtained. The discrete element equivalent model of the test mill is established and the trajectory of the ball motion is simulated. The test results are compared with the discrete element simulation results of the equivalent model. The results show that the trajectory of steel ball motion obtained by experiment and simulation is consistent, and the rationality of simulation analysis of equivalent discrete element model is verified. The feasibility of applying the discrete element software EDEM to the simulation analysis of grinding performance of large semi-self-grinding machine is verified. (3) combined with the particle cumulative crushing model and the liner wear model, different working parameters (rotation rate, filling rate) are studied. (4) based on uniform design method, the influence of lining height, inclination angle and quantity on medium motion, power, the effective collision times between steel ball and aggregate and the maximum wear height of lining plate are obtained. (4) based on the uniform design method, the optimum range of working parameters is obtained. The working parameters are optimized and analyzed. 25 groups of simulation schemes are established. By quadratic polynomial stepwise regression analysis and variance analysis, the mathematical model between the parameters and the evaluation index is obtained, and the optimal working parameter combination under each index is obtained. The results show that the combination of the best working parameters is not consistent when the grinding performance evaluation indexes are selected respectively. (5) based on the analytic hierarchy process (AHP), a comprehensive evaluation mathematical model of grinding performance is established. Through the construction and consistency test of judgment matrix, combined with the calculation of relative importance weight of different hierarchical structures, the optimal working parameters combination under the comprehensive evaluation index is obtained, and the results are compared with the results of the original working conditions. The results show that when the rotation rate is 84, the filling ratio is 35, the number of linings is 52, the height is 200 mm and the inclination angle is 35 擄, the specific power and the effective collision times between the steel ball and the mineral material are increased by 10.78 and 15.47, respectively. The maximum wear height of the liner is reduced by 10.81 and the comprehensive grinding performance is improved by 17.25. Based on the uniform design method and the analytic hierarchy process, the working parameters of the semi-self-grinding machine are optimized and analyzed in this paper, which effectively improves the grinding performance of the mill and provides a reference for the study of the grinding performance of the large-scale semi-self-grinding machine.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD453

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本文編號(hào)：2315742