基于离散元法的球磨机磨介运动研究及参数优化

摘要

球磨机作为冶金、建材、化工及电力等行业的主要粉碎研磨设备，在这些行业内发挥着巨大的作用。可以说，球磨机的生产效率决定着这些行业的生产效率。球磨机磨矿效果跟磨介运动有关，物料的粉碎是靠磨介运动的冲击与研磨来完成的，因此对磨介运动理论进行深入研究，具有十分重要的意义。
　　 本文以Ф600×700mm的球磨机作为研究对象，将离散元法引入到球磨机磨介运动的研究。
　　 论文在磨介运动理论研究分析的基础上，应用离散元软件PFC，模拟磨介的各种运动形态，获得的磨介运动轨迹数据，建立各层磨介的运动轨迹方程。然后采用混合编程技术，实现球磨机参数化建模，运用球磨机的参数化界面，通过比较筒体底部区域磨介破碎能的大小，来研究不同转速率、填充率与磨介运动的关系，为球磨机的参数优化做铺垫。最后以一定时间内球磨机有用功率的大小为试验目标，以填充率、转速率、磨介尺寸、衬板高度为主要影响因素，选取合适的正交试验表来确定试验方案，应用参数化界面程序分别对各试验点进行分析。试验数据采用极差法进行处理，得到各参数的优水平、最优参数组合以及最优方案的有用功率值。
　　 本文的研究结论，对球磨机磨介运动的理论研究提供了一定的依据，对球磨机实际生产具有一定的参考价值与实际意义。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 影响球磨机粉碎效果的因素

1.3 球磨机磨介运动研究现状

1.3.1 磨介运动理论

1.3.2 磨介运动研究现状

1.4 研究目的与意义

1.5 本文的研究内容

第2章 颗粒离散元法

2.1 引言

2.2 离散元法基本概念

2.2.1 离散元基本思想

2.2.2 离散元法基本假设

2.2.3 离散元法接触模型

2.3 离散元法基本方程

2.3.1 力-位移方程

2.3.2 颗粒单元运动定律

2.3.3 离散元法计算循环过程

2.4 离散元应用领域

2.5 离散元仿真软件-PFC

2.6 本章小结

第3章 球磨机磨介运动模拟与分析

3.1 磨介运动形态与磨矿作用

3.2 磨介运动模拟

3.2.1 离散元模拟参数

3.2.2 球磨机简体-磨介模型的建立

3.2.3 磨介运动形态模拟

3.3 磨介运动分析

3.3.1 磨介受力分析

3.3.2 磨介运动轨迹分析

3.3.3 磨介脱离点与落回点轨迹

3.4 本章小结

第4章 磨介运动工作参数分析

4.1 物料的冲击粉碎

4.1.1 磨介抛落式运动

4.1.2 磨介的冲击粉碎作用

4.2 VB与PFC混合编程的实现

4.2.1 混合编程技术介绍

4.2.2 混合编程的实现

4.2.3 球磨机参数化界面

4.3 不同转速率磨介运动分析

4.3.1 不同转速率磨介运动轨迹分析

4.3.2 不同转速率破碎能分析

4.4 不同填充率磨介运动分析

4.4.1 填充率估算等径磨介数量

4.4.2 不同填充率磨介运动轨迹分析

4.4.3 不同填充率磨介破碎能分析

4.5 本章小结

第5章 球磨机磨介运动参数优化

5.1 磨介运动与能态关系

5.2 试验优化方案设计

5.2.1 试验优化技术

5.2.2 球磨机参数正交试验设计

5.3 球磨机磨介参数优化

5.3.1 试验点仿真

5.3.2 应用极差法数据处理

5.3.3 最优方案验证

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 本文主要工作和总结

6.2 进一步工作

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果