預(yù)磨機(jī)碎磨機(jī)理分析及能耗實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、立式預(yù)磨機(jī)是針對(duì)球磨機(jī)因入料粒度大而導(dǎo)致設(shè)備粉磨效率降低等問題而研制的一種新型礦山設(shè)備。預(yù)磨機(jī)采用“以碎代磨”、“多碎少磨”的設(shè)計(jì)方法,其工作原理是在破碎腔內(nèi),利用高速運(yùn)動(dòng)的破碎介質(zhì)對(duì)物料進(jìn)行沖擊、擠壓、研磨破碎,在排料口處,由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤對(duì)物料進(jìn)一步的剪切破碎。預(yù)磨機(jī)的應(yīng)用能改變大多數(shù)礦山現(xiàn)有的碎磨工藝流程,即礦石經(jīng)粗碎-中碎-細(xì)碎后,先進(jìn)入預(yù)磨機(jī)預(yù)磨,將入磨粒度控制在-10mm,甚至-5mm,再進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行粉磨,從而提高了球磨機(jī)

2、粉磨效率,降低碎磨系統(tǒng)能耗水平。
　　論文以新型立式預(yù)磨機(jī)碎磨過程為研究對(duì)象,采用理論分析、試驗(yàn)研究和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法對(duì)立式預(yù)磨機(jī)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性研究,其研究?jī)?nèi)容主要包括預(yù)磨機(jī)碎磨機(jī)理分析,預(yù)磨介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究,基于粒度分析、能耗分析的預(yù)磨機(jī)主要工作參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,并在預(yù)磨機(jī)功耗實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,利用數(shù)據(jù)擬合方式,提出了預(yù)磨機(jī)功率消耗的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。主要成果如下:
　　(1)根據(jù)立式預(yù)磨機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析得出,

3、預(yù)磨機(jī)的破碎形式主要有沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、研磨破碎幾種破碎方式組成,其中沖擊破碎為主要破碎形式。
　　(2)基于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法,對(duì)預(yù)磨介質(zhì)在破碎腔內(nèi)的受力及運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了分析,并將介質(zhì)在預(yù)磨機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段,第一階段為預(yù)磨介質(zhì)隨轉(zhuǎn)盤一起加速的運(yùn)動(dòng)階段,第二階段為預(yù)磨介質(zhì)脫離轉(zhuǎn)盤后在球形定環(huán)上的“爬行”運(yùn)動(dòng)階段,第三階段為預(yù)磨介質(zhì)離開定環(huán)后的沖擊運(yùn)動(dòng)階段,推導(dǎo)了各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)表達(dá)式,找出了介質(zhì)運(yùn)動(dòng)與介質(zhì)尺寸、破碎

4、腔結(jié)構(gòu)、撥料轉(zhuǎn)盤直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)及其與撥料盤轉(zhuǎn)速等運(yùn)動(dòng)參數(shù)間的關(guān)系,為預(yù)磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)提供了初步依據(jù)。
　　(3)采用正交實(shí)驗(yàn)方法,選取預(yù)磨機(jī)上、下破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、介質(zhì)填充量、大小填充介質(zhì)配比等四個(gè)考察因素,根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)情況,選取五個(gè)實(shí)驗(yàn)水平,對(duì)立式預(yù)磨機(jī)的破碎過程進(jìn)行試驗(yàn),通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出,最小平均排料粒徑為1.16mm,最大平均排料粒徑為1.76mm,排料粒度符合設(shè)計(jì)要求;并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析:在排料粒度、

5、電機(jī)功率消耗兩者為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)情況下得到的最優(yōu)試驗(yàn)方案為:上層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為9m/s、下層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為9m/s、介質(zhì)填充率為25％、大小介質(zhì)填充配比為75%。
　　(4)使用數(shù)據(jù)擬合方法,對(duì)功耗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析,通過參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)后得到預(yù)磨機(jī)在滿足排料粒度的情況下,功率消耗最小時(shí)的各參數(shù)值分別為上層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速9.2m/s、下層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速9.6m/s、介質(zhì)填充率23%、大小介質(zhì)填充配比69%;采用優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與