Yhteenveto:Vähentääkseen iskujen kulumista murskaimen puhalluspalkit ja pidentää sen käyttöikää, Rabnowicz-yhtälön mukaan iskumurskaimen puhalluspalkin materiaalisisältö optimoitiin ottamalla iskumurskaimen puhalluspalkin kuormitus sen kulumisen arviointikriteeriksi. LT1213-iskumurskaimen ja kuparimalmin fyysinen mittaus suoritetaan. LT1213-iskumurskaimen UG-malli perustetaan ja tuodaan EDEM-ohjelmistoon. Kuparimalmin hiukkasmalli analysoidaan. Kvadraattisen regression ortogonaalinen pyörivä yhdistelmätesti on otettu käyttöön. Iskulevyn kuormitus testataan erilliselementtiohjelmistolla EDEM. Jokaisen testitekijän regressioyhtälö saadaan SPSS-ohjelmistolla ja kolmiulotteinen ääriviivakartta piirretään Matlabilla ja määritetään kunkin parametrin vaikutussääntö suorituskykyindeksiin. Parametrien optimaalinen yhdistelmä saadaan optimoimalla testitekijät. Kun TiC-pitoisuus on 3.58 %, TaC-pitoisuus on 2.77 % ja Ni-pitoisuus 0 %, iskumurskaimen puhallustankojen kuormitus on 33 kN. TaC- ja TiC-pitoisuuksien vaikutustrendi LT24-iskumurskaimen puhalluspalkkien kulumiseen saatiin kokeilla ja simulaatiopäätelmä varmistettiin. Tulokset tarjoavat teoreettisen perustan iskumurskaimen puhalluspalkkien optimoinnille, kulumisen vähentämiselle ja käyttöiän pidentämiselle.
Puhallustanko on yksi iskumurskaimen tärkeimmistä työosista, ja sen työolosuhteet ovat ankarat ja monimutkaiset, ja se on alttiina kulumiselle, muodonmuutoksille ja muille vikamuodoille. Vastaavien menetelmien käyttöönotolla iskulevyn kulumisen vähentämiseksi ja kulutuskestävyyden parantamiseksi on suuri merkitys sen käyttöiän pidentämisessä ja tuotantokustannusten pienentämisessä. EDEM on eräänlainen diskreettielementtimenetelmän sovellusohjelmisto, joka soveltuu erittäin hyvin epäjatkuvien hiukkaspopulaatioiden välisen liikekäyttäytymisen ja mekaanisen käyttäytymisen tutkimukseen ja jolla on monia potentiaalisia sovelluksia ja tutkimuksia erilaisissa suunnitteluympäristöissä.
Tässä artikkelissa tutkitaan kuparimalmin murskausprosessia LT1213-iskumurskaimella diskreettielementtimenetelmällä. Tältä pohjalta analysoidaan iskumurskaimen puhallustangon kulumismäärä ja suoritetaan neliöllisen ortogonaalisen pyörimisen yhdistelmätesti diskreettielementtiohjelmistolla EDEM, jolla pyritään saavuttamaan optimaalinen iskumurskaimen puhallustangon koostumus tietyillä laskentamenetelmillä.
Mallin perustaminen
Diskreettien elementtien teoriamalli
Tässä tutkimuksessa ehdotetussa diskreettielementtimenetelmässä hiukkasten välinen vuorovaikutus on pääasiassa säteittäinen voima ja normaalivoima, ja normaalivoima voidaan ilmaista seuraavasti:
![\[ 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 "Luottaa QuickLaTeX.com")
Yllä olevassa kaavassa 
on kaikkien hiukkasten säteen keskiarvo, 
on hiukkasten kosketusalue ja 
on kaikkien hiukkasten kimmomoduulin keskiarvo, joka ilmaistaan seuraavasti:
![\[ \frac{1}{E^{*}}=\frac{1-\nu_{1}^{2}}{E_{1}}+\frac{1-\nu_{2}^{2}}{E_{2}} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f72d91538679b7de9a74883661c57359_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Yllä olevassa lomakkeessa
muoto on yhden hiukkasen kimmomoduuli ja 
muoto on yhden hiukkasen Poissonin suhde. The 
ja 
samassa ilmaisussa.
Radiaalinen voima voidaan ilmaista seuraavasti:
![\[ F_{\mathrm{t}}=-8 G^{*} \sqrt{R^{*} \alpha} \eta \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-8d3f1d1fb0a2b614b7539220d4680622_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Yllä olevassa kaavassa η on päällekkäisyysalue vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten ja välillä 
on hiukkasista käännetty moduuli.
Siten voidaan analysoida, että diskreettielementtimenetelmän tutkimuksessa hiukkasiin ja hiukkasten koskettamiin esineisiin kohdistuvat voimat liittyvät läheisesti niiden kimmokerrokseen, Poissonin suhteeseen, leikkausmoduuliin jne. ja näiden arvoihin. parametrit liittyvät erottamattomasti materiaalin tyyppiin.
Hiukkasmallin ja geometrisen mallin perustaminen
Rabnowiczin yhtälö:
![\[ \frac{V}{S}=K_{\mathrm{abr}} \frac{W}{H} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d7811118dac97fdf1acfd42fd421b542_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
on kulumiskerroin, 
on hankaavan kulumisen määrä (mm),
on kulumisetäisyys (mm); 
on kuorma (kN); 
on materiaalin kovuus (MPa).
Siksi iskumurskaimen toimintaprosessissa, yleensä tapauksessa 
ja , iskumurskaimen työosien (kuten: murskaimen puhallustangot, iskulevy) kuluminen liittyy sen vastaanottamaan kuormaan.
LT1213-iskumurskaimen iskulevyn sisäiset materiaalit analysoitiin energiaspektrianalysaattorilla (KUVA 1), ja yhdistettynä asiaankuuluvaan kirjallisuuteen havaittiin, että tärkeimmät materiaalikomponentit, joilla oli suurempi vaikutus puhalluspalkkien kulumiseen, olivat TiC, TaC, Ni jne. TaC, TiC ja NI valittiin suorittamaan simulaatiotestejä. Kokeessa käytettiin neliöllisen regression ortogonaalisen rotaation yhdistelmämallia.
Kaivostekniikan diskreettielementtimenetelmän tutkimuksessa riippumatta siitä, millaista malmia murskataan, malmin ulkoiset geometriset ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi diskreettielementtimenetelmän laskentatuloksiin. Siksi tässä tutkimuksessa analysoidaan kuparimalmin geometrista kokoa (KUVA 2), mitataan sen geometriset ominaisuudet laserskannerilla ja analysoidaan sen kokojakauman laajuutta ja lakia. Analyysitulosten mukaan EDEM:iin muodostetaan vastaava kuparimalmin diskreettielementtimalli myöhempää simulaatiotutkimusta varten.
Diskreettien elementtien simulaatiolaskennassa ei tarvitse muodostaa täydellistä ulkoista mallia, vaan vain hiukkasten kanssa kosketuksissa olevat osat on mallinnettava. Siksi murskaimen UG-malli on suhteellisen yksinkertaistettu EDEM:ssä (kuva 3).
EDEM-pohjaisten apuparametrien suunnittelu ja optimointi
EDEM-ohjelmistosimulaatio
Lepokulma mitataan romahduskokeen mukaisesti (KUVA 4) ja yhdistettynä kirjallisuuteen, kuparimalmin ja iskumurskaimen väliset fysikaaliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.
| Taulukko 1 Simulaatioparametrit | ||||||
| Materiaalit | tiheys (kg·m³) | poissonin luku | Leikkausmoduuli /Pa | Palautuskerroin | Staattinen kitkakerroin | Kineettinen kitkakerroin |
| Kuparimalmi | 2520 | 0.245 | 2.5 × 10⁸ | 0.4 | 0.45 | 0.02 |
| Teräs | 7800 | 0.3 | 7×10¹⁰ | 0.5 | 0.85 | 0.06 |
| TiC | 4930 | 0.3 | 7.9 × 10⁹ | 0.6 | 0.8 | 0.07 |
| TaC | 5650 | 0.33 | 8.3×10¹⁰ | 0.6 | 0.8 | 0.07 |
| Ni | 8902 | 0.27 | 2.2 × 10¹¹ | 0.65 | 0.9 | 0.09 |
Kuparimalmin pinnan tarttumattomuuden ja edellä mainitun diskreettielementtimallin tutkimuksen ansiosta tiedetään, että Hertz-MindLin (ei liukumista) sisäänrakennettu on valittu simulaatiokontaktimalliksi.
Simulaatiotestin tekijät ja indeksit
Edellä olevan Rabnowicz-yhtälön analyysin perusteella iskulevyyn kohdistuva kuorma (Z) otetaan arviointiindeksiksi. Yllä mainitun teoreettisen analyysin ja LT1213-iskumurskaimen todellisten käyttövaatimusten mukaan testitekijöiden vaihteluväliä kontrolloidaan kohtuullisesti, jokainen testi toistetaan 7 kertaa ja keskiarvo otetaan testitulokseksi, tekijätason koodi. on esitetty taulukossa 2 ja testisuunnitelma ja tulokset on esitetty taulukossa 3.
| koodaus | Taulukko 2. Kerroin vaakasuora koodaus | ||
| TiC-pitoisuus/% | Tac-pitoisuus/% | Ni-pitoisuus/% | |
| XXNUMX | X₂ | X3 | |
| 1.682 | 4.4 | 3.2 | 1.05 |
| 1 | 3.93 | 2.92 | 0.90 |
| 0 | 3.25 | 2.5 | 0.68 |
| -1 | 2.57 | 2.08 | 0.46 |
| -1.682 | 2.1 | 1.8 | 0.31 |
| Taulukko 3 Testikaavio ja tulokset | ||||
| Sarjat | TiC-pitoisuus/% | TaC-pitoisuus/% | Ni-pitoisuus/% | Kulutusosien kuorma/% |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 25.79 |
| 2 | 1 | 1 | -1 | 24.8 |
| 3 | 1 | -1 | 1 | 24.66 |
| 4 | 1 | -1 | -1 | 26.11 |
| 5 | -1 | 1 | 1 | 29.03 |
| 6 | -1 | 1 | -1 | 27.22 |
| 7 | -1 | -1 | 1 | 31.60 |
| 8 | -1 | -1 | -1 | 31.80 |
| 9 | 1.682 | 0 | 0 | 26.01 |
| 10 | -1.682 | 0 | 0 | 30.84 |
| 11 | 0 | 1.682 | 0 | 26.17 |
| 12 | 0 | -1.682 | 0 | 32.71 |
| 13 | 0 | 0 | 1.682 | 25.02 |
| 14 | 0 | 0 | -1.682 | 24.99 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 25.28 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 25.13 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 24.67 |
| 18 | 0 | 0 | 0 | 26.39 |
| 19 | 0 | 0 | 0 | 25.32 |
| 20 | 0 | 0 | 0 | 26.08 |
| 21 | 0 | 0 | 0 | 24.79 |
| 22 | 0 | 0 | 0 | 24.71 |
| 23 | 0 | 0 | 0 | 25.80 |
Testitulokset ja analyysi
Kuluvien osien kuormitus
Spss-dataanalyysiohjelmistolla suoritettiin regressioanalyysi vastahyökkäyslevyn kuormitustestituloksista taulukossa 3, ja regressioyhtälön testitiedot on esitetty taulukossa 4.
| Taulukko 4 Kuluvien osien kuormituksen regressioyhtälön testitaulukko | ||||
| Lähde | Neliöiden summa | Vapauden aste | Keskimääräinen neliö | F-arvo |
| regressio | 16575.89 | 10 | 1657.59 | 2334.63 |
| Jäännösvirhe | 9.233 | 13 | 0.71 | |
| Ennen korjausta | 16585.13 | 23 | ||
| Korjauksen jälkeen | 143.77 | 22 | ||
Katso taulukko F.₀₀₀10,13(4.10)=2334.63,F=10,13>FXNUMX. ₁(XNUMX),Siksi regressioyhtälö on erittäin merkittävä, ja toisen asteen regressioyhtälön malli on seuraava:
![\[ \begin{array}{l}A=142.296-23.028 X_{1}-56.088 X_{2}- \\3.209 X_{3}+2.184 X_{1}{ }^{2}+7.969 X_{2 }{ }^{2}-3.902 X_{3}{ }^{2}+ \\2.854 X_{1} X_{2}-1.585 X_{1} X_{3}+5.624 X_{2} X_{3}\end{array} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-56eecf5ff305cb538bfcb98567963a47_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Käytä Matlabia 3D-ääriviivakartan piirtämiseen kuvan 5 mukaisesti.
Kuvion 5 analyysi. Kuva XNUMX osoittaa, että kun TiC-pitoisuus on nollatasolla, TaC-pitoisuuden kasvaessa iskulevyn kuormitus osoittaa suuntauksen, että ensin laskee ja sitten kasvaa. Kun TaC-pitoisuus on nollatasolla, TiC-pitoisuuden kasvaessa iskulevyn kuormitus osoittaa hidasta laskutrendiä. Kun TiC-pitoisuus on nollatasolla, Ni:n muutoksella on vain vähän vaikutusta iskulevyn kuormitukseen. Kun Ni-pitoisuus on nollatasolla, TiC-pitoisuuden kasvaessa iskulevyn kuormitus osoittaa jyrkkää laskua ja sitten hieman nousua. Kun TaC-pitoisuus on nollatasolla, iskulevyn kuormitus pienenee hieman Ni-pitoisuuden kasvaessa, mutta sillä on vähän vaikutusta siihen. Kun Ni-pitoisuus on nollatasolla, TiC:n kasvaessa iskulevyn kuormitus osoittaa jyrkkää laskua ja sitten hidasta nousutrendiä. Lisäksi regressioyhtälöstä ja kolmiulotteisesta ääriviivakartasta voidaan nähdä, että kolme tekijää vaikuttavat merkittävästi iskulevyn kuormitukseen testialueella: TaC-pitoisuus, TiC-pitoisuus ja Ni-pitoisuus.
Iskumurskaimen puhalluspalkkien optimointi
Optimointimatemaattisen mallin ja iskumurskaimen kunkin suorituskyvyn arviointiindeksin regressioyhtälön mukaan käytetään epälineaarista optimointifunktiota fmincon Matlabissa ja optimointiprosessi suoritetaan ehdolla Fₘᵢₙ=Z, eli minimi. ladata. Ehdotettu rajoitusfunktio on seuraava:
![\[ \begin{array}{l}F_{\min }=Z \\\teksti { st }\left\{\begin{array}{l}2.1 \% \leqslant X_{1} \leqslant 4.4 \% \\1.8 \% \leqslant X_{2} \leqslant 3.2 \% \\0.31 \% \leqslant X_{3} \leqslant 1.05 \%\end{array}\right.\end{array} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1a240422a5ec7745f930149cd1ce98c4_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Optimaaliset käsittelytulokset ovat seuraavat: TiC-pitoisuus on 3.58%, TaC-pitoisuus on 2.77%, Ni-pitoisuus on 0.33%. Tässä tilanteessa simulaatiotesti osoittaa, että iskumurskaimen iskumurskaimen kulutusosien kuormitus on 24.76 kN.
Testivahvistus
Testin suorittamiseksi kohtuullisesti ja materiaalinkäsittelylaitteen tarkkuusvaatimuksista johtuen, kun Ni-pitoisuus on 0.3 %, murskaimen puhalluksen kulumisen testaamiseen ja analysointiin käytettiin UMT-3 kulumismittauslaitetta. tangot, joissa on erilainen TaC-pitoisuus (1.8%, 2%, 2.5%, 3%, 3.2%) ja eri TiC-pitoisuus (2.1%, 2.6%, 3.2%, 3.8%). 4.3 %), ja testi toistettiin 10 kertaa kussakin tapauksessa. Testillä saatu murskaimen puhallustangon kulumismäärä on esitetty kuvassa 6.
Kuvasta 6, kun TiC-pitoisuus on sama, TaC-pitoisuuden kasvaessa iskumurskaimen puhallustankojen kuluminen vähenee vähitellen ja kun TaC-pitoisuus saavuttaa 2.5 %, iskumurskaimen puhallustankojen kuluminen saavuttaa alimmalle, ja sitten TaC-pitoisuuden kasvaessa iskumurskaimen puhallustankojen kuluminen lisääntyy vähitellen. Kun TaC-pitoisuus on sama, TiC-pitoisuus on erilainen, paitsi jos TaC-pitoisuus on 1.8 %, TiC-pitoisuus 3.8 %:n kuluminen on suurempi kuin TiC-pitoisuus 2.6 %:n kuluminen, loput testitulokset osoittavat, että TaC-pitoisuutta vastaavat iskulevyt pienestä suureen ovat: 3.2%, 3.8%, 2.6%, 4.3%, 2.1%. TaC- ja TiC-pitoisuuksien vaikutuksen trendi iskumurskaimen iskulevyn kulumiseen on sama kuin simulaatiotulosten.
Yhteenveto
- Käyttämällä EDEM:ää ortogonaalisen kuparimalmin virtuaalisena murskaustestinä, vastalevyn voimaan perustuva regressioyhtälö muodostetaan neliöllisen regression ortogonaalisen pyörivän yhdistelmätestin avulla. Matlabilla tutkimusindeksin ääriviivakartan piirtämiseen saatiin testitekijöiden vaikutustrendi puhallustangon voimaan ja puhallustangon voimaan vaikuttavat pää- ja toissijaiset tekijät määritettiin TaC-pitoisuuksina, TiC-pitoisuuksina. ja Ni-pitoisuus.
- Määritetään optimaalinen parametriyhdistelmä LT1213-iskumurskaimen iskulevyn kulumiskomponentin vähentämiseksi. Kun TiC-pitoisuus on 3.58%, TaC-pitoisuus on 2.77%, Ni-pitoisuus on 0.33%, puhallustangon kuluminen on vähiten ja iskumurskaimen puhallustangon kuormitus on 24.76 kN.
- TaC- ja TiC-pitoisuuksien vaikutustrendi iskumurskaimen puhalluspalkkien kulumiseen saadaan kokeilla, mikä osoittaa iskulevyn diskreettielementtimenetelmällä analysoinnin oikeellisuuden.
