水平行星式球磨机球磨粒度分布对磨削效果的影响外文翻译资料

 2022-07-14 14:25:40

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水平行星式球磨机球磨粒度分布对磨削效果的影响

张家关，杨柏，海东，琼吴，许楚业

关键词：

卧式行星球磨机

球尺寸分布摘 要

采用离散元法研究了卧式行星式球磨机球尺寸分布规律。 结果表明，当速度比为1.5时，可以获得最大冲击能量，当球速为24％时，可以得到最大的平均接触力和最高的能量利用率。 平均接触力随着大球比例的增加而增加，这意味着球的尺寸分布对粉碎和研磨过程有一定影响。 根据比较分析的实验结果，在球尺寸分布中，特定的断裂S\随着大球比例上升而增加，同时S\可由平均接触力（F）确定：S frac14;A·10kfmcf，其中常数A为0.437，即梯度

离散单元法平均接触力破损率

k是0.0252。 最后，通过Rosin-Rammler-Bennet方程分析产品的特定表面积并分析粒度分布（低于80mu;m）。 结果表明，随着大球比例的增加，比表面积减小，而均匀性系数增大

特征直径增加。

  1. 介绍

如图所示为卧式行星式球磨机图。1，是一种新颖的研磨设备。 小瓶底部工作时不会有沉淀物，所以其研磨效果要好于立式球磨机。 它由安装在垂直板上的一些样品瓶组成。 板的旋转和小瓶的旋转使得粉碎过程在离心场进行，超过了重力场的速度极限，因此可以获得更大的冲击力，以提高粉碎效果并降低能耗[1,2].

对于水泥来说，研磨效果受许多因素影响，尤其是球尺寸分布。 球磨机内的磨削工艺包括粉碎和磨削，主要由大球和小球分别提供。 合理的球尺寸分布不仅可以影响产量，还可以影响产品的质量[3]。 工业应用表明，当粉末达到一定程度时，使用大球在磨机中会导致低生产率，高能耗和不合格产品。 因此，实现粉碎和打磨平衡的关键在于是否有合理的球尺寸分布[4]。 为了研究球磨率，速度比和球尺寸分布的影响，本文模拟球磨机中的球运动。 此外，仿真的可靠性通过实验来验证。

  1. 计算模型和实验参数

模拟过程分为三个步骤：生成小瓶和研磨介质，自然包装块体，并最终向小瓶施加速度以计算和跟踪参数[5,6]。 小瓶参数包括转速，摩擦系数，剪切刚度系数，法向刚度系数等。颗粒参数包括颗粒半径，材料密度，摩擦系数，接触刚度系数等。[7]。 计算几何模型基于上述的水平行星式球磨机的结构。 小瓶的旋转和旋转方向相反，小瓶直径为89毫米，深度为78毫米，体积为508.67厘米\。 桶内均匀分布有6块衬板，衬板厚度为3mm，宽度为7mm。

命名法

g] 投掷率（％）

r 旋转速度比

Nr 转速（r / min）

R 公转半径（m）

革命

E\E\S\

D

冲击摩擦特定

粒子

能源（J）工作（J）

破损率

尺寸（lm）

dBSD 球尺寸分布

FMCF 平均接触力（N）

图1.卧式行星式球磨机。

  1. 仿真结果和讨论
    1. 球速对球运动的影响

表格1

图2.研磨过程中小瓶中的球运动[8].

图3表示当球尺寸分布U16：U12：U10为3：5：2，旋转速度为300r / min，旋转半径为0.14时，球的击球率g]与平均接触力FMCF速比分别为1,1.5,2,2.5和3。

并提到图2，FMCF可由动量方程确定，如方程式。(1)–(4).

FMCF/ mm eth;1THORN;

在FMCF/ mRX\t时为mfrac14; eth;2THORN;

一个RX\t eth;3THORN;

式。(4) 可以从公式(1)–(3).

FMCF/ mRX\t eth;4THORN;

其中m是球的质量，v是球的速度，a是球从点A移动到点B的加速度，X是旋转的角速度，R是小瓶的旋转半径，t是时间球（C）从A点移动到B点

如图所示图3，FMCF随着g的增加而减小，并且趋势在稍后减慢。 这可以解释为球之间的空间逐渐变小，这导致了球的时间

单球的动作变得更短。 基于公式(1)，可以推断FMCF会如图所示减少。

图4 显示了g]和冲击能量之间的关系。

如图所示，这里撞击能量被视为动能

在等式(5):

E\=\mv\= mas eth;5THORN;

2

其中s是AB的距离（如图所示）图2).

如图所示图4，E\随g增加。 当速比在1和2之间，并且g] P 24％时，E\达到最大值。

当g]小时，s在g]增加时变化不大，而E\

DEM模型的系统参数[5,9].

参数 值

正常刚度（N m\） 4.0e5

切向刚度（N m\） 4.0e5

球瓶摩擦系数 0.30

球 - 球摩擦系数 0.15

正常阻尼 0.3

切向阻尼 0.3

球密度（g cm\） 7.85

显示磨削过程中小瓶中的运动如图所示图2。 DEM模型的系统参数在表中列出表格1，磨机的模拟参数在表中列出表2.

折痕随着m的增加而增加]。 当g]大到24％时，

球的运动空间受到限制，其次是s的明显减少，所以E\随g的增加而变化不大。 由于小瓶转动产生的离心力，小球始终处于离心状态，而速比r P2.5，因此E\的值较低[10,11].

    1. 速比对磨球运动的影响

图5当球尺寸分布为U16：U12：U10 = 3：5：2，g]为24％，转速为Nr = 300 r / min，公转半径为R = 0.14 m时，显示球瓶在球瓶中的运动。 黑色箭头是速度矢量。 可以看出：球是在一个

如果速比为1，则为堆叠状态; 如果速比为2，则它们处于离开状态，而一些球接近

表2

磨机的模拟参数。

E

实验条件

值

g] (%) 6 9 12 15 18 21 24 27 30

r 1 1.5 2 2.5 3

Nr（r / min） 200 250 300 350 400

R M） 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22

dBSD[10] U16：U10 = 3：7 U16：U12：U10 = 3：5：2 U16：U12：U10 = 5：3：2 U20：U16：U12 = 1：6：3 U20：U16：U12 = 3：5：2

图3.球投注率g]和FMCF之间的关系。 图6 FMCF和旋转速度比之间的关系。

图4.球击率和冲击能量之间的关系。

小瓶壁。 如果速比为2.5至3，则大多数球处于离心状态。 因此，我们可以得出1.5是最佳速比。

图6显示当球尺寸分布为U16：U12：U10 = 3：5：2和R = 0.14 m时，FMCF和速比r的关系。 从图6 我们可以看到FMCF的趋势与从1到3的r的增加几乎相同。另外，当r是1.5时，FMCF是最大值（14.06 N）。 结合图5我们可以得出：随着速度比的增加，球从堆叠状态变为离开状态。 然后球之间的接触增加，导致FMCF逐渐增加。 随着进一步

速度增加，球开始处于离心状态，球之间的接触将显着减少，使得FMCF逐渐变小。 FMCF是当球与球和球碰撞时发生正常应力的平均值。 该值描述了作用于磨削材料的冲击力，这可以代表磨削效率。 因此，最大FMCF意味着最佳的球运动状态，这可能导致最佳的磨削效率。

图7 示出了当DBSD为U16：U12：U10 = 3：5：2时，不同速比的球的能量利用率，R为0.14m，g]为

(a) (b) (c) (d) (e)

（a）r = 1，（b）r = 1.5，（c）r = 2，（d）r = 2.5，（e）r = 3。

图7.球的能量利用率与速度比之间的关系。 图9.球的Fmcf与球尺寸分布之间的关系。

图8.能量测量装置。 1-平衡重量2-杠杆3-电机轴4-电机壳5-压力传感器6-支架，L-臂力。

表3

实验装置。

仪器 生产厂家 类型

图10.球的摩擦功与球尺寸分布之间的关系。

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U12：U10 = 5：3：2，U20：U16：U12 = 1：6：3和U20：U16：U12 =

3：5：2，它们被模拟了10个时期。

图9显示了FMCF和球尺寸分布之间的关系，

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VFD2 Aloyi设备有限公司 ALYVF9S-G0022T4

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