本文關(guān)鍵詞：顎式破碎機(jī)內(nèi)物料破碎機(jī)理及破碎功耗研究

  更多相關(guān)文章： 顎式破碎機(jī) 離散元法 EDEM BPM模型 破碎功耗 力鏈

【摘要】：顎式破碎機(jī)自問(wèn)世以來(lái)已有百余年的歷史,其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、方便維修、工作效率高等優(yōu)點(diǎn),目前仍是物料初碎作業(yè)中的主要破碎設(shè)備之一,但亦是公認(rèn)的高耗能設(shè)備之一。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普及,但與其他同類(lèi)破碎設(shè)備相比,對(duì)顎式破碎機(jī)破碎機(jī)理及其設(shè)計(jì)制造的研究仍顯得十分薄弱和欠缺。據(jù)本課題組的相關(guān)研究表明,其主要問(wèn)題表現(xiàn)為:1)對(duì)破碎腔內(nèi)物料破碎機(jī)理及其與顎板相互作用特性的基本研究還比較不足;2)不合理的破碎腔和襯板結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致了設(shè)備使用壽命的縮短和生產(chǎn)耗能成本的提高;3)在整機(jī)設(shè)計(jì)選擇較為重要的電機(jī)功率參數(shù)時(shí),一般以公式估算為主,經(jīng)常有計(jì)算功率較之需用功率偏大或偏小的現(xiàn)象發(fā)生,從而造成了能源的浪費(fèi)或機(jī)器破碎強(qiáng)度的降低。為解決上述問(wèn)題,本文擬借助較先進(jìn)的機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析及模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù),對(duì)初碎用顎式破碎機(jī)的物料破碎全過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)分析,在此基礎(chǔ)上,分析和探討破碎機(jī)理并建立相應(yīng)的數(shù)值分析用模型,進(jìn)而進(jìn)行破碎腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),為新型無(wú)阻塞式顎式破碎機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì),如選擇合理的電機(jī)參數(shù)等,提供參考。為此,本文主要做了如下研究工作:1)基于離散元法中的BPM模型在離散元軟件EDEM中建立了閃長(zhǎng)巖物料模型,所建模型由若干個(gè)粒度呈雙峰分布(可使物料的堆積密度更高,小顆粒間的自鎖性能也更好)的小顆粒粘結(jié)而成。對(duì)物料模型微觀參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,使物料的模擬破碎與真實(shí)破碎行為保持一致。2)建立了兩種不同的破碎腔模型,一種則為基于實(shí)驗(yàn)室用PE60×100顎式破碎機(jī)的測(cè)繪數(shù)據(jù)建立的“直線(xiàn)—直線(xiàn)”形傳統(tǒng)破碎腔,一種為基于物料在破碎腔內(nèi)流動(dòng)破碎特征建立的“直線(xiàn)—曲線(xiàn)”形新型破碎腔。3)在EDEM中分別模擬了物料在兩種破碎腔內(nèi)的破碎全過(guò)程,得到了物料具體的破碎規(guī)律:在不同破碎階段,兩破碎腔內(nèi)的正方體物料均在其對(duì)角線(xiàn)位置受力最大,但新型腔物料在此區(qū)域的受力更加集中,破碎效率更高;將物料模型以粘結(jié)鍵、圓錐和矢量的形式表示,得到了物料內(nèi)部的粘結(jié)狀態(tài)以及不同破碎階段物料顆粒的受力和速度狀態(tài);分析了兩種破碎腔內(nèi)物料內(nèi)部力鏈的演變規(guī)律,結(jié)果表明在同一破碎階段,新型腔內(nèi)物料的強(qiáng)力鏈數(shù)目更多,將其與物料宏觀破碎行為相聯(lián)系,為顆粒物質(zhì)力學(xué)的相關(guān)研究提供了參考,并從物料受力角度驗(yàn)證了新型破碎腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性。4)對(duì)比分析了兩種破碎腔的受力狀態(tài)和功耗曲線(xiàn),結(jié)果表明兩者動(dòng)顎板均在其中部偏下部位受力最大,但新型腔顎板受到的最大破碎力比傳統(tǒng)腔小9273.1N,且磨損區(qū)域也較小,顎板壽命更長(zhǎng);兩者的功耗圖均為呈振動(dòng)波形的曲線(xiàn),且其線(xiàn)性回歸方程均近似為一條水平直線(xiàn),但新型腔的平均功耗為0.942kW,破碎時(shí)間為2.7s,而傳統(tǒng)腔的相應(yīng)數(shù)據(jù)為1.473kW和3s,對(duì)比表明新型腔的生產(chǎn)耗能成本更低,進(jìn)而從破碎腔受力和功耗角度驗(yàn)證了新型破碎腔的優(yōu)異性;相應(yīng)的功耗研究為選擇合適功率的電機(jī)提供了一定的依據(jù),可在有效節(jié)約能源的同時(shí)使設(shè)備的破碎性能達(dá)到最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：顎式破碎機(jī) 離散元法 EDEM BPM模型 破碎功耗 力鏈
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD451
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 物料破碎概述11-14
• 1.2 破碎機(jī)主要類(lèi)型及原理介紹14-15
• 1.3 顎式破碎機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)15-17
• 1.4 研究目的與意義17-18
• 1.5 研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 閃長(zhǎng)巖物料模型的建立19-35
• 2.1 模擬巖石的常用方法19-22
• 2.2 離散元分析軟件EDEM概述22-23
• 2.3 物料顆粒接觸模型的確定23-26
• 2.3.1 Hertz-Mindlin無(wú)滑動(dòng)接觸模型23-25
• 2.3.2 Hertz-Mindlin粘結(jié)模型25-26
• 2.4 閃長(zhǎng)巖物料模型的建立26-32
• 2.4.1 物料顆粒聚集體的生成26-28
• 2.4.2 物料模型微觀參數(shù)的標(biāo)定28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-35
• 第三章 破碎腔模型的建立35-45
• 3.1 傳統(tǒng)破碎腔模型的建立35-36
• 3.2 新型破碎腔模型的建立36-43
• 3.2.1 破碎腔腔形及嚙角的確定38-39
• 3.2.2 進(jìn)料口及排料口尺寸的計(jì)算39
• 3.2.3 破碎腔腔高的計(jì)算39-41
• 3.2.4 破碎襯板的形狀尺寸41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第四章 閃長(zhǎng)巖物料模型內(nèi)部破碎狀態(tài)的分析45-61
• 4.1 不同破碎階段物料的受力狀態(tài)分析45-48
• 4.1.1 傳統(tǒng)破碎腔內(nèi)物料的受力狀態(tài)45-46
• 4.1.2 新型破碎腔內(nèi)物料的受力狀態(tài)46-48
• 4.2 物料內(nèi)部力鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析48-54
• 4.2.1 力鏈網(wǎng)絡(luò)概述48-52
• 4.2.2 BPM模型強(qiáng)度參數(shù)標(biāo)定中物料的力鏈網(wǎng)絡(luò)52-53
• 4.2.3 傳統(tǒng)破碎腔內(nèi)物料的力鏈網(wǎng)絡(luò)53-54
• 4.2.4 新型破碎腔內(nèi)物料的力鏈網(wǎng)絡(luò)54
• 4.3 物料模型的不同表示方法54-59
• 4.3.1 默認(rèn)表示法54-55
• 4.3.2 粘結(jié)鍵表示法55-56
• 4.3.3 圓錐表示法56-57
• 4.3.4 矢量表示法57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 破碎腔受力和功耗的分析61-69
• 5.1 傳統(tǒng)破碎腔的受力和功耗分析61-64
• 5.2 新型破碎腔的受力和功耗分析64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75

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