【摘要】：球磨機(jī)是選礦廠的核心裝備,其工作性能和可靠性直接影響選礦廠的生產(chǎn)效率和作業(yè)安全。本文結(jié)合國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)“大型露天礦采礦技術(shù)與裝備”(No.2012AA062002)和山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(MJ2014-02),對基于離散元的球磨機(jī)機(jī)電耦合動力學(xué)進(jìn)行研究,為大型高效節(jié)能球磨機(jī)的設(shè)計提供理論依據(jù)。首先介紹了國內(nèi)外大型球磨機(jī)離散元動力學(xué)及機(jī)電耦合動力學(xué)研究現(xiàn)狀。結(jié)合球磨機(jī)的基礎(chǔ)理論,對拋落和瀉落兩種運(yùn)動狀態(tài)下的筒體受力進(jìn)行了分析,建立了球磨機(jī)筒體的離散元模型,引入了顆粒面積率作為定量分析的評價指標(biāo),通過球磨機(jī)物理樣機(jī)試驗(yàn)對球磨機(jī)離散元動力學(xué)模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。利用球磨機(jī)筒體離散元模型對球磨機(jī)啟動過程的力矩變化進(jìn)行了分析,得到了筒體內(nèi)顆粒運(yùn)動狀態(tài)和力矩的關(guān)系;研究了不同轉(zhuǎn)速條件下梯形襯板高度和數(shù)量對球磨機(jī)筒體內(nèi)物料運(yùn)動情況、球磨機(jī)轉(zhuǎn)矩和功率的影響。仿真結(jié)果表明球磨機(jī)轉(zhuǎn)速率小于60%時球磨機(jī)轉(zhuǎn)矩與襯板高度呈正相關(guān)關(guān)系,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速率大于90%時轉(zhuǎn)矩和襯板高度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;球磨機(jī)轉(zhuǎn)矩一般隨梯形襯板數(shù)量的增加而增大,但增長速率逐漸減小,最后趨于穩(wěn)定�；谇蚰C(jī)離散元動力學(xué)模型、氣動離合器特性方程、感應(yīng)電機(jī)動態(tài)模型,建立了球磨機(jī)筒體、離合器及電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型。針對典型工況對球磨機(jī)進(jìn)行了機(jī)電耦合仿真和物理樣機(jī)試驗(yàn),結(jié)果顯示兩者吻合較好,從而驗(yàn)證了所建立的球磨機(jī)機(jī)電耦合模型的正確。利用球磨機(jī)機(jī)電耦合模型,對球磨機(jī)的啟動過程進(jìn)行了研究,并確定了沖擊度和電機(jī)保護(hù)作為球磨機(jī)啟動的評價指標(biāo)。對某大型球磨機(jī)的啟動過程進(jìn)行了仿真,分析了驅(qū)動電機(jī)全壓直連啟動、驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動、離合器啟動的情況,對比分析了離合器不同充氣時間對于啟動過程的影響,提出了離合器合理充氣時間的確定方法。本文建立了基于離散元的球磨機(jī)機(jī)電耦合動力學(xué)模型,通過物理樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確。研究了不同工作參數(shù)和襯板參數(shù)對球磨機(jī)工作性能的影響,提出了球磨機(jī)電機(jī)選型及合理啟動參數(shù)的確定方法。論文的研究工作對于提高我國大型球磨機(jī)的研制水平具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD453
【圖文】：

狀態(tài)下盡管筒體已經(jīng)開始轉(zhuǎn)動，但速度較低軸承沒有有效潤滑，依舊很ABC圖 1.3 球磨機(jī)啟動過程顆粒運(yùn)動動電機(jī)和傳動系統(tǒng)的配合也是啟動能否成功的關(guān)鍵因素，Palavuela 建立了半自磨機(jī)的雙層定子繞組同步電機(jī)模型，并進(jìn)行了仿真分 半自磨機(jī)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比；同時建立了動力學(xué)模型對啟動過程（一個半圈的過程）進(jìn)行了仿真[26-27]；啟動過程分為兩個模型，即啟動時移提升和穩(wěn)定后拋落的狀態(tài)，如圖 1.4 所示，這種模型在國內(nèi)也有應(yīng)用[

1.9 基于 DEM 仿真對球磨機(jī)筒體內(nèi)顆粒流動進(jìn)行研離散元仿真對球磨機(jī)襯板的磨損進(jìn)行了研究。球磨行計算，隨后 2D 離散元建模方法得到推廣，現(xiàn)在58-63]。Morrison 等通過塔式磨機(jī)和球磨機(jī)的離散元碰撞能量等進(jìn)行了對比分析[64]。Cleary 對格子排，分析了物料的軸向運(yùn)動情況[65]，建立了球磨機(jī)物物料填充率對于能量變化的影響，分析球磨機(jī)破磨機(jī)離散元模型，通過 22 組仿真研究表明，關(guān)鍵顆粒損管理策略進(jìn)行了研究[67]。Metzger 和 Glasser 基進(jìn)行了研究，利用顆粒粘接模型將球形小顆粒粘接粒破碎和運(yùn)動情況進(jìn)行了研究[68]。Rosenkranz 等鋼球的運(yùn)動進(jìn)行了分析，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比型和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了對比研究[70]。Weerasekara 等的顆粒能量分布進(jìn)行了研究，對不同磨機(jī)尺寸和顆

并計算加速度和角加速度以及速速度完成否保存元方法的計算流程生成顆粒。首先創(chuàng)建顆粒材料，然后對仿真顆粒需要在一個幾何體（即顆粒工廠）內(nèi)進(jìn)粒，因此顆粒工廠設(shè)置如圖 2.12 所示，圖中散元仿真過程示意如圖 2.13 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 孫永海;;同步電機(jī)拖不動負(fù)載的故障探討[J];礦業(yè)裝備;2014年02期

2 席軍強(qiáng);劉富慶;余建華;王陽;;氣壓驅(qū)動式自動離合器控制技術(shù)研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年01期

3 魯培興;磨礦機(jī)氣動離合器的故障及處理[J];礦山機(jī)械;2001年04期

4 王開榮;球磨機(jī)的起動問題及改進(jìn)方法[J];礦山機(jī)械;2001年04期

5 鐘掘,陳先霖;復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合與解耦設(shè)計——現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計理論的探討[J];中國機(jī)械工程;1999年09期

6 楊若愚,李國忠,王國強(qiáng);鋼球磨煤機(jī)起動過程的計算機(jī)仿真[J];礦山機(jī)械;1998年04期

本文編號：2773525