【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(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)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(duì)基于離散元的球磨機(jī)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,為大型高效節(jié)能球磨機(jī)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。首先介紹了國(guó)內(nèi)外大型球磨機(jī)離散元?jiǎng)恿W(xué)及機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀。結(jié)合球磨機(jī)的基礎(chǔ)理論,對(duì)拋落和瀉落兩種運(yùn)動(dòng)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(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)球磨機(jī)物理樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)球磨機(jī)離散元?jiǎng)恿W(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(duì)球磨機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的力矩變化進(jìn)行了分析,得到了筒體內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)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(duì)球磨機(jī)筒體內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)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(zhǎng)速率逐漸減小,最后趨于穩(wěn)定�；谇蚰C(jī)離散元?jiǎng)恿W(xué)模型、氣動(dòng)離合器特性方程、感應(yīng)電機(jī)動(dòng)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(duì)典型工況對(duì)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(duì)球磨機(jī)的啟動(dòng)過(guò)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(dòng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)某大型球磨機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了仿真,分析了驅(qū)動(dòng)電機(jī)全壓直連啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)、離合器啟動(dòng)的情況,對(duì)比分析了離合器不同充氣時(shí)間對(duì)于啟動(dòng)過(guò)程的影響,提出了離合器合理充氣時(shí)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(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)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(duì)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(dòng)參數(shù)的確定方法。論文的研究工作對(duì)于提高我國(guó)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD453
【圖文】：

狀態(tài)下盡管筒體已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但速度較低軸承沒(méi)有有效潤(rùn)滑，依舊很ABC圖 1.3 球磨機(jī)啟動(dòng)過(guò)程顆粒運(yùn)動(dòng)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的配合也是啟動(dòng)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(duì)比；同時(shí)建立了動(dòng)力學(xué)模型對(duì)啟動(dòng)過(guò)程（一個(gè)半圈的過(guò)程）進(jìn)行了仿真[26-27]；啟動(dòng)過(guò)程分為兩個(gè)模型，即啟動(dòng)時(shí)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(guó)內(nèi)也有應(yīng)用[

1.9 基于 DEM 仿真對(duì)球磨機(jī)筒體內(nèi)顆粒流動(dòng)進(jìn)行研離散元仿真對(duì)球磨機(jī)襯板的磨損進(jìn)行了研究。球磨行計(jì)算，隨后 2D 離散元建模方法得到推廣，現(xiàn)在58-63]。Morrison 等通過(guò)塔式磨機(jī)和球磨機(jī)的離散元碰撞能量等進(jìn)行了對(duì)比分析[64]。Cleary 對(duì)格子排，分析了物料的軸向運(yùn)動(dòng)情況[65]，建立了球磨機(jī)物物料填充率對(duì)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(guò) 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(dòng)情況進(jìn)行了研究[68]。Rosenkranz 等鋼球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比型和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了對(duì)比研究[70]。Weerasekara 等的顆粒能量分布進(jìn)行了研究，對(duì)不同磨機(jī)尺寸和顆

并計(jì)算加速度和角加速度以及速速度完成否保存元方法的計(jì)算流程生成顆粒。首先創(chuàng)建顆粒材料，然后對(duì)仿真顆粒需要在一個(gè)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(guò)程示意如圖 2.13 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫永海;;同步電機(jī)拖不動(dòng)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(yáng);;氣壓驅(qū)動(dòng)式自動(dòng)離合器控制技術(shù)研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

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

4 王開(kāi)榮;球磨機(jī)的起動(dòng)問(wèn)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(jì)——現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的探討[J];中國(guó)機(jī)械工程;1999年09期

6 楊若愚,李國(guó)忠,王國(guó)強(qiáng);鋼球磨煤機(jī)起動(dòng)過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真[J];礦山機(jī)械;1998年04期

本文編號(hào)：2773525