Abstrakti
Eri vasaramateriaalien vaikutuksen analysoimiseksi iskumurskaimen murskausvaikutukseen suoritettiin Kleemann MR130 -iskumurskaimen ja kuparimalmin stereoskooppinen mittaus. Kleemann MR130 -iskumurskaimen UG-malli perustettiin ja tuotiin maahan EDEM ohjelmisto. Kuparimalmihiukkasten malli laadittiin analysoimaan iskumurskaimen vasaroiden Cr26 ja 35GrMo murskausvaikutusta ottamalla arviointiindekseiksi kuparimalmihiukkasten nopeus ja pyörimiskineettinen energia 2.6-3.5 sekunnissa. Simulaatiotulokset osoittavat, että kun syöttönopeus on 15 %, 25 % ja 35 %, kuparimalmin nopeus ja pyörimisenergia murskaimessa, jonka vasaramateriaali on 35GrMo, ovat korkeammat kuin Cr26:n. Saman vasaramateriaalin alla kuparimalmin syöttönopeuden kasvaessa kuparimalmin hiukkasmallin nopeus ja pyörimiskineettinen energia lisääntyvät merkittävästi; näistä kuparimalmihiukkasen maksiminopeus on 57.09 m/s ja suurin pyörimiskineettinen energia on 2269.39 J. Testitulokset ovat yhdenmukaisia simulaatiotulosten kanssa, jotka tarjoavat tutkimusperustan ja uuden idean iskumurskaimen optimointiin. vasarat ja kuparimalmin murskausvaikutuksen parantaminen.
Iskumurskain ja graniittimalli
Iskumurskaimen malli
Koska diskreettielementtiohjelmiston EDEM mallinnuskyky on heikko ja EDEM-ohjelmiston simulointiprosessissa on selvitettävä vain sen kanssa kosketuksissa oleva osa, sen kolmiulotteista mallia tulisi yksinkertaistaa. Murskaimen kolmiulotteinen malli on vahvistettu UG-ohjelmistolla ja sen ulko- ja sisäpuoli on esitetty kuvassa 1 ja kuva 2.
EDEM-pohjainen iskumurskaimen tutkimus
Kuparimalmin geometrinen koko ja muoto ovat satunnaismuuttujia, jotka vaikuttavat suoraan sen vaikutukseen iskulevyyn ja lopulliseen murskausvaikutukseen. Tämä tutkimus keskittyy saman geometrisen koon ja muotoisen kuparimalmin murskausvaikutukseen eri iskulevymateriaalien alla. Siksi murskatussa sisäontelossa olevan vastalevyn kulumisvaurion analysoimiseksi tarkasti kuparimalmi (KUVA 3) analysoitiin paikan päällä, ja yhdessä asiaankuuluvan kirjallisuuden ja tietojen kanssa kuparimalmi määrättiin pallomaiseksi. erilliselementtisimulaatiossa simulaatiotutkimuksen helpottamiseksi. Se generoidaan normaalijakaumana, jonka keskimääräinen säde on 185 mm ja keskihajonna 0.191.
Kuparimalmin tiheys saadaan tiheyskaavalla ja kuivatusmenetelmällä. Koe toistettiin 60 kertaa; keskimääräinen tulos oli 2.793 g/cm³.
Ohjelmistosimulaatio
Kuparimalmin, iskumurskaimen ja kuparimalmin välinen kosketusmalli on asetettu Hertz-Mindlinin (ei liukumista) sisäänrakennettuna. Normaali voima hiukkasten välillä tässä mallissa on:
![\[ 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:
![\[ F_{t}=-8G^{*} \sqrt {R^{*} \alpha \delta } \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0656b4e288fce5ffa0e8a8a032ac7565_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Yllä olevassa kaavassa δ on päällekkäisyysalue vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten välillä, ja 
on ekvivalenttileikkausmoduuli, joka lasketaan seuraavalla kaavalla:
![\[ G^{*}=\frac{2-v_{1}^{2}}{G_{1}}+\frac{2-v_{2}^{2}}{G_{2}} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-47327f175d1f29402ef0364455b4a161_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
Tässä muodossa G1 ja G2 ovat vastaavasti hiukkasten XNUMX ja XNUMX leikkausmoduuli.
Tuomalla varhaisessa vaiheessa diskreetin elementin ohjelmiston materiaalikirjasto ja siihen liittyvä kirjallisuus, simulaation globaalit parametrit iskumurskainvasaroiden Cr26 ja 35GrMo materiaalilla (muu murskaimen materiaali on terästä) asetetaan taulukon 1 mukaisesti. .
| Taulukko 1: Iskumurskainvasaroiden Cr26 ja 35GrMo globaalit muuttuvat parametrit | ||||||
| Materiaalit | Tiheys/(kg/m³) | poissonin luku | Leikkausmoduuli/Pa | Törmäyspalautuskerroin (kuparimalmin kanssa) | Staattinen kitkakerroin (kuparimalmin kanssa) | Dynaaminen kitkakerroin (kuparimalmin kanssa) |
| Kuparimalmi | 2790 | 0.2 | 3.0 × 10⁸ | 0.5 | 0.5 | 0.01 |
| Teräs | 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 |
UG-ohjelmistolla luotu murskainmalli tuotiin EDEM-ohjelmistoon ja hiukkaslaitos määriteltiin murskaimen sisällä sijaitsevaksi. Roottori alkoi pyöriä murskaimen sisäkammiossa 3×10-⁶s. Iskumurskaimen toimintakunnon osoittamiseksi hiukkaslaitos määrätään tuottamaan 400 kuparimalmia (syöttönopeus 25 %) murskaimen sisällä 2s:ssä, roottori pysähtyy 5:ssä ja simulointi päättyy 5ths. Lopuksi EDEM-ohjelmisto määrätään tallentamaan tiedot 6 sekunnin välein tallennusta ja tulostusta varten.
Kuvassa 4 on esitetty iskulevyn iskuvoiman jakautuminen, kun simulointiaika on 3s. Voidaan nähdä, että iskulevyn iskuvoima keskittyy pääasiassa iskulevyn alaosaan, joten voidaan päätellä, että iskulevyn alaosa on murskatun malmin keskiosa. Kulumisvaurion mahdollisuus tässä osassa on suurempi, ja tämän osan lujuus tulisi optimoida suunnittelussa.
Iskumurskaimen simulointitulokset
Simulaatiotulosten vertailu ja tutkimus
EDEM-ohjelmisto asettaa hiukkasen oletuksena jäykäksi kappaleeksi simulointiprosessissa, joten se ei voi simuloida hiukkasten rikkoutumisprosessia. Kuparimalmin murskaus murskaimessa saavutetaan kuitenkin törmäämällä vasaraan, vastalevyyn ja itseensä, joten murskausvaikutusta voidaan tutkia epäsuorasti analysoimalla kuparimalmin nopeutta ja pyörimiskineettistä energiaa työskentelyn alkuvaiheessa. murskain. EDEM-tietojen jälkikäsittelymoduulia käyttämällä johdettiin kuparimalmin nopeus ja pyörimiskineettinen energia erilaisissa vasaramateriaaleissa 2.6-3.5 sekunnin ajanjaksoilta. (Cr35 ja 5GrMo), kuten on esitetty kuvioissa 6 ja 5. Kuvissa 6 ja 35 Cr35 ja XNUMXGrMo edustivat CrXNUMX:n ja XNUMXGrMo:n vasaramateriaalia.
Kuten kuvasta 5 näkyy, kun vasaramateriaali oli Cr35 ja 2.9GrMo ajankohtina 3.1 s, 3.3 s ja 35 s, kuparimalmin nopeus oli suhteellisen lähellä. Muina ajankohtina kuparimalmin nopeus näytti olevan suurempi kuin CrXNUMX:n, kun vasaran materiaali oli XNUMXGrMo. Toisin sanoen vasaran materiaalin vaihtaminen voi muuttaa kuparimalmin törmäysnopeutta.
Kuten kuvassa 6 esitetään, kun vasaramateriaali oli Cr35 ja 2.7GrMo 2.9 s, 3.4 s ja 35 s aikapisteissä, kuparimalmin pyörimiskineettinen energia oli suhteellisen lähellä. Muina ajankohtina kuparimalmin kineettinen pyörimisenergia oli suurempi kuin Cr35:n, kun vasaran materiaali oli 26GrMo. Toisin sanoen vasaran materiaalin vaihtaminen muutti kuparimalmin vastaanottamaa pyörimiskineettistä energiaa. Siksi levyvasaramateriaalia diskreettielementtimenetelmällä tutkimalla havaittiin, että murskaimen vasaran materiaali oli XNUMXGrMo. Murskaimen alkuvaiheessa sen murskausnopeus ja pyörimiskineettinen energia olivat suurempia kuin vasaramateriaalin CrXNUMX.
Simulaatiokokeilu eri syöttönopeuksien varmistus
Simulointivaiheiden mukaan kaikki parametrit pysyvät ennallaan paitsi murskaimen syöttönopeus. Kun vasaramateriaali oli Cr35 ja 15GrMo ja syöttönopeus oli vastaavasti 25 %, 35 % ja 7 %, kuparimalmin nopeus ja pyörimiskineettinen energia analysoitiin. Tulokset on esitetty kuvioissa 8 ja 15. A (15 %) edusti kuparimalmin nopeutta ja pyörimisenergiaa, kun vasaramateriaali oli Cr15, ja syöttönopeus oli 35 %. B (15 %) edusti kuparimalmin nopeutta ja pyörimisenergiaa. Kun vasaran materiaali oli XNUMXGrMo, syöttönopeus oli XNUMX % ja loput samat.
◆ - A (15 %); ■—B(15 %): ▲—A (25 %);
×-B(25 %);*-A (35 %); ●—B(35 %)
◆ - A (15 %); ■-B (15 %); ▲-A (25 %);
×-B(25 %);*-A (35 %); ●—B(35 %)
Kuten kuvasta 7 nähdään, kun kuparimalmin syöttönopeus on 15 %, 25 % tai 35 %, kuparimalmin nopeus murskaimessa on erilainen. Kun kuparimalmin syöttönopeus oli sama, niin oli myös kuparimalmin nopeus. Kun vasaran materiaali oli 35GrMo, se oli korkeampi kuin vasaramateriaali, joka oli Cr26. Kun iskumurskaimen vasaran materiaali on sama, kuparimalmin nopeus kasvaa selvästi murskaimen syöttönopeuden kasvaessa. Kun kuparimalmin syöttönopeus oli 15 % ja levypainomateriaalina Cr26 ajallaan 3.5 s, kuparimalmin hiukkasnopeus oli pienin, 20.97 m/s. Kun kuparimalmin syöttönopeus on 35 %, vasaramateriaali on 35GrMo ja aika 2.6s, kuparimalmihiukkasten nopeus on suurin, 57.09m/s.
Kun kuparimalmin syöttönopeus oli 15 % ja levypainomateriaalina Cr26 ajallaan 3.5 s, kuparimalmin hiukkasnopeus oli pienin, 20.97 m/s. Kun kuparimalmin syöttönopeus on 35 %, vasaramateriaali on 35GrMo ja aika 2.6s, kuparimalmihiukkasten nopeus on suurin, 57.09m/s.
Kuten kuvasta 8 näkyy, kun kuparimalmin syöttönopeus on 15 %, 25 % ja 35 %, kuparimalmin pyörimiskineettinen energia on erilainen. Kun kuparimalmin syöttönopeus oli sama, kuparimalmin pyörimisenergia murskaimessa vasaramateriaalin ollessa 35GrMo oli merkittävästi suurempi kuin vasaramateriaalin Cr26. Kun levyvasaran materiaali on sama, kuparimalmin pyörimiskineettinen energia murskaimessa kasvaa selvästi kuparimalmin syöttönopeuden kasvaessa. Kun kuparimalmin syöttönopeus oli 15 % ja vasaramateriaalina Cr26, kuparimalmin pyörimiskineettinen energia oli pienin, joka oli 1627.31J. Kun kuparimalmin syöttönopeus oli 35 % ja vasaramateriaalina ZG35GrMo, kuparimalmin pyörimiskineettinen energia oli suurin, 2269.39J.
Testivahvistus
Käytä laserhiukkaskokoanalysaattoria (kuva 9) eri vasaramateriaaleilla ja erilaisilla syöttönopeuksilla murskatun kuparimalmin analysoimiseksi, ota standardiksi alle 15 mm:n yksittäinen hiukkaskoko, punnita uutettujen kuparimalmihiukkasten paino ja paino. kuparimalmihiukkasten, joiden koko on alle 15 mm, ja käytä näiden kahden suhdetta δ (yhtälö (5)) murskausvaikutuksen arvioimiseen hyvästä tai pahasta.
![\[ \delta=\frac{m}{M} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-11d663da1b1399499a5ab29577fee98d_l3.png "Luottaa QuickLaTeX.com")
missä M on uutettujen kuparimalmihiukkasten paino; m on laserhiukkaskoon analysaattori, jota käytetään mittaamaan standardin mukaisten kuparimalmihiukkasten paino.
◆—A(15%): ■—B(15%): ▲—A(25%);
×-B(25 %);*-A (35 %); ●—B(35 %)
Iskumurskaimen murskausvaikutus eri vasaramateriaaleilla ja syöttönopeudella samanaikaisesti lasketaan ja tulokset on esitetty kuvassa 10.
Kuten kuvasta 10 näkyy, kun syöttönopeus on 15 %, 25 %, 35 % ja kymmenen toistettua testiä, vasaramateriaalin ZG35GrMo murskausvaikutus on parempi kuin vasaramateriaalin Cr26. Samassa vasaramateriaalissa samassa murskaimessa, kymmenellä toistetulla testillä, paras murskausvaikutus ilmeni 35 % syöttönopeudella ja huonoin murskausvaikutus 15 % syöttönopeudella. Murskain ilmestyi syöttönopeuden kasvaessa ja kuparimalmin murskausvaikutus kasvoi. Tulokset ovat yhdenmukaisia simulaatiotulosten kanssa.
Päätelmä ja tulevaisuus
- Kuparimalmin nopeus ja pyörimiskineettinen energia murskaimessa, kun vasaran materiaali oli 35GrMo, oli merkittävästi suurempi kuin kun vasaran materiaali oli Cr26. Toisin sanoen kuparimalmin murskausvaikutus oli parempi, kun vasaran materiaali oli 35GrMo kuin vasaramateriaalina Cr26.
- Muuta kuparimalmin syöttönopeutta simulointivarmennusta varten: samassa murskaimessa ja samassa vasaran materiaalissa syöttönopeuden kasvaessa kuparimalmin nopeus ja pyörimiskineettinen energia kasvavat vähitellen; eli kuparimalmin vaikutus on yhä voimakkaampi, sitä parempi murskausvaikutus. Niistä kuparimalmin nopeuden ja pyörimiskineettisen energian maksimiarvo ilmestyi syöttönopeudessa 35 %, vasaramateriaali on 35GrMo ja sen arvo on 57.09m/s ja 2269.39J.
- Vasaramateriaalin ja syöttönopeuden vaikutus murskausvaikutukseen saadaan vertaamalla simulaatio- ja testituloksia ja simulaatiotulokset varmistetaan. Tulokset tarjoavat teoreettisen perustan iskumurskaimen vasaroiden optimointiin ja kuparimalmin murskausvaikutuksen parantamiseen.
