Abstraktní
Pro analýzu vlivu různých materiálů kladiv na drtící účinek nárazového drtiče bylo provedeno stereoskopické měření nárazového drtiče Kleemann MR130 a měděné rudy. Byl založen a dovezen UG model nárazového drtiče Kleemann MR130 Software EDEM. Model částic měděné rudy byl vytvořen pro analýzu drtícího účinku nárazových drtičů materiálu Cr26 a 35GrMo, přičemž jako hodnotící indexy byla brána rychlost a rotační kinetická energie částic měděné rudy za 2.6~3.5 s. Výsledky simulace ukazují, že když je rychlost posuvu 15 %, 25 % a 35 %, je rychlost a rotační kinetická energie měděné rudy v drtiči s materiálem kladiva 35GrMo vyšší než u Cr26. Pod stejným materiálem kladiva se se zvýšením rychlosti podávání měděné rudy výrazně zvyšuje rychlost a rotační kinetická energie modelu částic měděné rudy; mezi nimi je maximální rychlost částic měděné rudy 57.09 m/s a maximální rotační kinetická energie je 2269.39 J. Výsledky testu jsou v souladu s výsledky simulace, které poskytují základ výzkumu a nový nápad pro optimalizaci nárazového drtiče. kladiva a zlepšení drtícího účinku měděné rudy.
Nárazový drtič a žulový model
Model nárazového drtiče
Vzhledem k tomu, že modelovací schopnost softwaru EDEM s diskrétním prvkem je slabá a v simulačním procesu softwaru EDEM je třeba stanovit pouze část, která je s ním v kontaktu, jeho trojrozměrný model by měl být zjednodušen. Trojrozměrný model drtiče je vytvořen v softwaru UG a jeho exteriér a interiér jsou znázorněny na obrázku 1 a obrázku 2.
Výzkum dopadového drtiče na bázi EDEM
Geometrický rozměr a tvar měděné rudy jsou náhodné veličiny, které přímo ovlivňují její dopad na dopadovou desku a konečný drtící efekt. Tato studie se zaměřuje na drtící účinek měděné rudy se stejnou geometrickou velikostí a tvarem pod různými materiály nárazové desky. Proto, aby bylo možné přesně analyzovat porušení opotřebení protiplechy v drcené vnitřní dutině, byla měděná ruda (OBR. 3) analyzována na místě a v kombinaci s příslušnou literaturou a údaji byla měděná ruda objednána jako kulovitá. v simulaci diskrétních prvků pro usnadnění simulačního výzkumu. Je generován jako normální rozdělení se středním poloměrem 185 mm a směrodatnou odchylkou 0.191.
Hustota měděné rudy se získá pomocí hustotního vzorce a odvodňovací metody. Experiment byl opakován 60krát; průměrný výsledek byl 2.793 g/cm³.
Softwarová simulace
Kontaktní model mezi měděnou rudou, nárazovým drtičem a měděnou rudou je nastaven jako vestavba Hertz-Mindlin (bez prokluzu). Normální síla mezi částicemi v tomto modelu je:
![\[ F_{\mathrm{n}}=\frac{4}{3} E^{*}\left(R^{*}\right)^{1 / 2} \alpha^{3 / 2} \ ]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-b7a37fa6b90b720463c178a58e9ced5b_l3.png "Vykreslil QuickLaTeX.com")
Ve výše uvedeném vzorci 
je průměrem poloměru všech částic, 
je rozsah kontaktu částic a 
je střední hodnota modulu pružnosti všech částic, vyjádřená jako:
![\[ \frac{1}{E^{*}}=\frac{1-\nu_{1}^{2}}{E_{1}}+\frac{1-\nu_{2}^{2}}{E_{2}} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f72d91538679b7de9a74883661c57359_l3.png "Vykreslil QuickLaTeX.com")
Ve výše uvedeném formuláři
forma je modul pružnosti jedné částice a 
forma je Poissonův poměr jedné částice. The 
a 
ve stejném výrazu.
Radiální sílu lze vyjádřit jako:
![\[ F_{t}=-8G^{*} \sqrt {R^{*} \alpha \delta } \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0656b4e288fce5ffa0e8a8a032ac7565_l3.png "Vykreslil QuickLaTeX.com")
Ve výše uvedeném vzorci δ je oblast překrytí mezi interagujícími částicemi a 
je ekvivalentní smykový modul vypočtený podle následujícího vzorce:
![\[ G^{*}=\frac{2-v_{1}^{2}}{G_{1}}+\frac{2-v_{2}^{2}}{G_{2}} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-47327f175d1f29402ef0364455b4a161_l3.png "Vykreslil QuickLaTeX.com")
Ve formě jsou G1 a G2 moduly smyku částic XNUMX a XNUMX, v tomto pořadí.
Importováním knihovny materiálů softwaru diskrétních prvků a související literatury v rané fázi jsou globální parametry simulace s materiálem nárazových drtičů Cr26 a 35GrMo (zbytek materiálu drtiče je ocel) nastaveny tak, jak je uvedeno v tabulce 1 .
| Tabulka 1: Globální proměnné parametry materiálů nárazových drtičů Cr26 a 35GrMo | ||||||
| Materiály | Hustota/(kg/m³) | Poissonův poměr | Smykový modul/Pa | Faktor obnovy po srážce (s měděnou rudou) | Koeficient statického tření (s měděnou rudou) | Koeficient dynamického tření (s měděnou rudou) |
| Měděná ruda | 2790 | 0.2 | 3.0×10⁸ | 0.5 | 0.5 | 0.01 |
| Ocel | 7800 | 0.3 | 7.0×10¹⁰ | 0.5 | 0.9 | 0.05 |
| Cr26 | 7980 | 0.27 | 7.5×10¹⁰ | 0.6 | 0.8 | 0.06 |
| 35GrMo | 2640 | 0.29 | 5.0×10⁷ | 0.2 | 0.5 | 0.01 |
Model drtiče vytvořený v softwaru UG byl importován do softwaru EDEM a závod na výrobu částic byl definován jako umístěný uvnitř drtiče. Rotor se začal otáčet ve vnitřní komoře drtiče rychlostí 3×10-⁶s. Aby se ukázal pracovní stav nárazového drtiče, zařízení na výrobu částic je nařízeno vygenerovat 400 měděných rud (rychlost posuvu 25 %) během 2s uvnitř drtiče, rotor se přestane otáčet v 5.s a simulace je dokončena v 5. Nakonec je software EDEM nařízen, aby každých 6 s uložil data pro záznam a výstup.
Obrázek 4 ukazuje rozložení síly nárazu nárazové desky, když je doba simulace 3 s. Je vidět, že rázová síla nárazové desky je soustředěna především ve spodní části rázové desky, takže lze usuzovat, že spodní část rázové desky je centrální částí drcené rudy. Možnost selhání opotřebení v této části je větší a pevnost této části by měla být optimalizována v návrhu.
Výsledky simulace nárazového drtiče
Porovnání a výzkum výsledků simulací
Software EDEM předvolí částici jako tuhé těleso v procesu simulace, takže nemůže simulovat proces rozbití částice. Drcení měděné rudy v drtiči je však dosaženo kolizí s kladivem, protilehlou deskou a sebou samým, takže účinek drcení lze zkoumat nepřímo analýzou rychlosti a rotační kinetické energie měděné rudy v počátečním pracovním období. drtič. Pomocí modulu pro následné zpracování dat EDEM byla odvozena rychlost měděné rudy a rotační kinetická energie v různých materiálech kladiva po dobu 2.6 až 3.5 s. (Cr35 a 5GrMo), jak je znázorněno na obrázku 6 a obrázku 5. Na obrázcích 6 a 35 představuje Cr35 a XNUMXGrMo kladivový materiál CrXNUMX a XNUMXGrMo.
Jak je znázorněno na obrázku 5, když materiál kladiva byl Cr35 a 2.9GrMo v časech 3.1 s, 3.3 s a 35 s, byla rychlost měděné rudy relativně blízko. V jiných časových bodech se rychlost měděné rudy zdála být větší než rychlost CrXNUMX, když byl materiál kladiva XNUMXGrMo. To znamená, že změna materiálu kladiva by mohla změnit rychlost dopadu měděné rudy.
Jak je znázorněno na obrázku 6, když materiál kladiva byl Cr35 a 2.7GrMo v časových bodech 2.9 s, 3.4 s a 35 s, rotační kinetická energie měděné rudy byla relativně blízko. V jiných časových bodech byla rotační kinetická energie měděné rudy větší než u Cr35, když materiál kladiva byl 26GrMo. To znamená, že změna materiálu kladiva změnila rotační kinetickou energii přijímanou měděnou rudou. Proto studiem materiálu deskového kladiva metodou diskrétních prvků bylo zjištěno, že materiál drtiče byl XNUMXGrMo. V počáteční pracovní fázi drtiče byla jeho rychlost drcení a rotační kinetická energie vyšší než u materiálu kladiva jako CrXNUMX.
Simulační experiment ověření různých rychlostí posuvu
Podle kroků simulace zůstávají všechny parametry nezměněny kromě rychlosti posuvu drtiče. Když byl materiál kladiva Cr35 a 15GrMo a rychlost posuvu byla 25 %, 35 % a 7 %, byla analyzována rychlost měděné rudy a rotační kinetická energie. Výsledky jsou uvedeny na Obr.8 a Obr.15. A(15 %) představovalo rychlost a rotační energii měděné rudy, když materiál kladiva byl Cr15 a rychlost posuvu byla 35 %. B(15%) představovalo rychlost a rotační energii měděné rudy. Když byl materiál kladiva XNUMXGrMo, rychlost posuvu byla XNUMX% a zbytek byl stejný.
◆-A(15%); ■—B(15%): A—A(25%);
x—B(25%);*—A(35%); ●—B (35 %)
◆-A(15%); ■-B(15%); A-A (25 %);
x—B(25%);*—A(35%); ●—B (35 %)
Jak je vidět z obrázku 7, když je rychlost přivádění měděné rudy 15 %, 25 % nebo 35 %, rychlost měděné rudy v drtiči je jiná. Když byla rychlost posuvu měděné rudy stejná, byla stejná i rychlost měděné rudy. Když byl materiál kladiva 35GrMo, byl vyšší než materiál kladiva, což byl Cr26. Když je materiál kladiva nárazového drtiče stejný, rychlost měděné rudy se samozřejmě zvyšuje se zvyšováním rychlosti posuvu drtiče. Když rychlost posuvu měděné rudy byla 15 % a materiál desky vážil Cr26 s časem 3.5 s, rychlost částic měděné rudy byla nejmenší, byla 20.97 m/s. Když je rychlost posuvu měděné rudy 35%, materiál kladiva je 35GrMo a čas je 2.6s, rychlost částic měděné rudy je nejvyšší, což je 57.09m/s.
Když rychlost posuvu měděné rudy byla 15 % a materiál desky vážil Cr26 s časem 3.5 s, rychlost částic měděné rudy byla nejmenší, byla 20.97 m/s. Když je rychlost posuvu měděné rudy 35%, materiál kladiva je 35GrMo a čas je 2.6s, rychlost částic měděné rudy je nejvyšší, což je 57.09m/s.
Jak je znázorněno na obrázku 8, je-li rychlost přivádění měděné rudy 15 %, 25 % a 35 %, rotační kinetická energie měděné rudy je odlišná. Když byla rychlost přivádění měděné rudy stejná, rotační kinetická energie měděné rudy v drtiči, když byl materiál kladiva 35GrMo, byla výrazně vyšší než u materiálu kladiva Cr26. Když je materiál deskového kladiva stejný, rotační kinetická energie měděné rudy v drtiči se zjevně zvyšuje se zvyšováním rychlosti přivádění měděné rudy. Když rychlost posuvu měděné rudy byla 15 % a materiál kladiva byl Cr26, rotační kinetická energie měděné rudy byla nejmenší, což bylo 1627.31 J. Když rychlost posuvu měděné rudy byla 35 % a materiál kladiva byl ZG35GrMo, rotační kinetická energie měděné rudy byla největší, 2269.39 J.
Testovací ověření
Aplikujte laserový analyzátor velikosti částic (obrázek 9) k analýze měděné rudy rozdrcené různými materiály kladiva a různými rychlostmi podávání, vezměte jako standard velikost jednotlivých částic menší než 15 mm, zvažte hmotnost extrahovaných částic měděné rudy a hmotnost částic měděné rudy o velikosti menší než 15 mm a použijte poměr 5 (Rov. (XNUMX)) těchto dvou k vyhodnocení drtícího účinku dobrého nebo špatného.
![\[ \delta=\frac{m}{M} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-11d663da1b1399499a5ab29577fee98d_l3.png "Vykreslil QuickLaTeX.com")
kde M je hmotnost vytěžených částic měděné rudy; m je laserový analyzátor velikosti částic používaný k detekci hmotnosti částic měděné rudy, které splňují normu.
◆—A(15%): ■—B(15%): ▲—A(25%);
x—B(25%);*—A(35%); ●—B (35 %)
Vypočítá se drtící účinek nárazového drtiče s různými materiály kladiva a rychlostí posuvu současně a výsledky jsou znázorněny na obrázku 10.
Jak je znázorněno na obrázku 10, je-li rychlost posuvu 15 %, 25 %, 35 % a deset opakovaných testů, je drticí účinek materiálu kladiva ZG35GrMo lepší než drtící účinek materiálu kladiva Cr26. U stejného materiálu kladiva ve stejném drtiči se při deseti opakovaných testech objevil nejlepší drtící účinek při rychlosti posuvu 35 % a nejhorší drtící efekt se objevil při rychlosti posuvu 15 %. Drtič se objevil se zvýšením rychlosti posuvu a zvýšil se drtící účinek měděné rudy. Výsledky jsou v souladu s výsledky simulace.
Závěr a výhled
- Rychlost a rotační kinetická energie měděné rudy v drtiči, když byl materiál kladiva 35GrMo, byla výrazně vyšší než když materiál kladiva byl Cr26. Jinými slovy, drtící účinek měděné rudy byl lepší, když byl materiál kladiva 35GrMo, než když byl materiál kladiva Cr26.
- Změňte rychlost podávání měděné rudy pro ověření simulace: ve stejném drtiči a stejném materiálu kladiva se se zvyšováním rychlosti podávání postupně zvyšuje rychlost a rotační kinetická energie měděné rudy; to znamená, že dopad měděné rudy je stále intenzivnější, čím lepší je drtící účinek. Mezi nimi se maximální hodnota rychlosti měděné rudy a rotační kinetické energie objevila v rychlosti podávání 35 %, materiál kladiva je 35GrMo a jeho hodnota je 57.09 m/s a 2269.39 J.
- Vliv materiálu kladiva a rychlosti posuvu na účinek drcení se získá porovnáním výsledků simulace a zkoušek a výsledky simulace se ověří. Výsledky poskytují teoretický základ pro optimalizaci kladiv rázového drtiče a zlepšení drtícího účinku měděné rudy.
