双齿辊破碎机综合破碎性能研究

利用离散单元法(DEM)对双齿辊式破碎机破碎不同形状颗粒的过程进行了数值模拟。仿真过程中,进行颗粒替换,颗粒粘接,模拟不同双辊齿参数(辊齿倾角、辊齿排数与转速)下破碎情况。通过DEM计算出双齿辊式破碎机所承受载荷,然后与有限元法(FEM)耦合计算得出双齿辊破碎机的变形量。计算其破碎率,定义综合破碎指标,设置单因素试验及正交试验,建立双齿辊的参数与破碎率,变形量与综合破碎指标之间的关系,对参数进行显著性分析。     

某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性分析

为研究某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性,结合圆锥破碎机工作原理,利用Tavares模型建立矿石颗粒群破碎模型,分析了圆锥破碎机矿石颗粒群破碎仿真的破碎特征,同时与圆锥破碎机动态破碎实验进行对比。结果表明：1)圆锥破碎机矿石颗粒群破碎过程主要分为紧密阶段、初始破碎阶段、粉碎阶段、排料阶段四个阶段;2)圆锥破碎机动态破碎后粒级分布表明,矿石颗粒群碎后粒级分布基本相同,圆锥破碎机矿石颗粒群碎后矿石颗粒粒径主要分布在10 mm以下,平均占比为67.56%,6 mm以下矿石颗粒物料含量占比不大,平均占比为17.51%;3)通过对比仿真与试验,验证了Tavares模型在圆锥破碎机破碎仿真模拟的有效性,同时标定了矿石颗粒群的Tavares模型仿真参数,为矿石颗粒的破碎仿真提供了新的思路,研究结果可为后续圆锥破碎机设计和性能测试提供参考。     

喂给式破碎机物料破碎概率计算模型研究

结合喂给式破碎机的结构特点及工作原理，在充分考虑影响该破碎机破碎概率计算参数的基础上，通过研究喂给式破碎机的破碎过程，建立了喂给式破碎机破碎概率的计算模型及计算方法．结合霍林河煤业集团公司使用的喂给式破碎机进行了实例研究，表明该计算模型的可行性和实用性，从而可优化该破碎机的结构参数．     

双齿辊破碎机的破碎力离散元模拟研究

基于离散单元法理论,对分析过程中的颗粒接触模型、颗粒接触搜索算法和迭代时间步长算法进行了改进,分析破碎过程中齿辊的受力以保证其满足强度和寿命要求。改进后的离散单元法对该型双齿辊破碎机的一级粗破碎段的破碎过程进行了数值仿真。首先应用离散单元法模拟双齿辊破碎机对煤炭颗粒的破碎过程,获取双齿辊破碎机在破碎时所受的破碎力,并将该结果与使用传统经验公式计算得出的解进行对比。分析不同参数下仿真结果变化,研究了双齿辊破碎机的齿辊转速、颗粒直径对破碎力的影响规律。结合Hertz-Mindlin无滑动接触模型与Hertz-Mindlin黏结接触模型,将颗粒接触模型简化为振动运动模型并分别推导各分力的计算公式,在EDEM软件的基础上进行了二次开发,使用API插件构建与2种模型相结合的煤炭颗粒接触模型。煤炭颗粒在进入破碎腔前将其转化为若干小颗粒紧凑在一起的集合,小颗粒之间施加黏结接触,当任意2个小颗粒间所受外力小于绑定约束的约束力时,忽略小颗粒间的相对位移,使颗粒集合仍然以一个整体的形态运动;当某2个小颗粒间所受外力大于绑定约束力时,取消这2个小颗粒间的绑定约束,使小颗粒从颗粒集合体中分离。以该方法建立的煤炭颗粒接触模型能够有效地仿真煤炭颗粒的完整破碎过程,并且在仿真时节约计算时间和资源。最后,通过对比分析得出了对双齿辊破碎机进行数值模拟时所用到的接触检索网格尺寸的最优取值。以最新设计制造的YLWP+S1000-1500WX双齿辊式破碎机为例进行影响规律研究,应用上述理论方法对燃煤颗粒的破碎过程进行仿真,提取破碎齿在破碎过程中的受力变化曲线。获得一级粗破碎辊上的单排破碎齿在破碎正常煤颗粒过程中承受的最大破碎力载荷和平均破碎力载荷,得到了颗粒直径与齿辊转速的变化对破碎齿受力的影响规律。以上研究结果可为破碎机设计及破碎能力的预估提供参考。     

离散元方法在破碎机建模仿真中的发展与应用

随着计算机技术的发展,数值模拟技术在矿物加工中的应用逐渐成熟。离散元技术的发展为研究颗粒运动提供了有效工具,作为一种可靠、功能强大的颗粒流模拟工具被广泛使用,有助于研究物料在破碎腔中的破碎过程,颗粒-颗粒、颗粒-设备之间的受力变化,揭示物料破碎具体信息。本文主要阐述离散元方法的仿真流程及其在几种破碎机建模仿真中的发展与应用情况,并对离散元建模仿真技术的未来发展方向进行展望。     

离散元法及其在颗粒粉碎领域的应用现状

简要介绍了离散元法中接触模型的基本原理及其发展现状,分析了矿石的3种破损模型,分别重点介绍了离散元法模拟颗粒碰撞破损、颗粒摩擦磨损等方面的研究近况,并在此基础上总结了离散元法在破碎机、球磨机、半自磨机及塔式磨机等粉碎机械中的应用现状。此外,还提出了离散元法目前仍存在的问题以及今后的发展方向,为研究颗粒的破损机理和优化粉碎机械的结构及参数提供了重要参考。     

基于物料运动特性和破碎机理的旋回破碎机生产率分析

针对旋回破碎机动锥在低转速下的生产率计算问题,基于散体物料运动特性和层压破碎理论,建立了破碎机理论生产率计算模型.对物料在挤压和排料半周期的运动特性进行研究,推导出物料的运动方程,并采用数值计算方法求解;从层压破碎理论出发,提出了根据单颗粒物料运动轨迹对破碎腔分层划分的方法,根据物料在堵塞层的上拱速度和排料速度进行理论生产率计算.以PXF6089旋回破碎机为例,进行离散元法仿真和现场测量试验.结果表明:生产率理论计算值在仿真和现场测量的可行域中,验证了该旋回破碎机理论生产率计算模型的可行性.     

基于EDEM的新型辊式振动破碎机破碎性能仿真研究

为提高破碎机物料破碎效率,以Φ1 000 mm×1 000 mm的对辊破碎机为原型建立新型辊式振动破碎机结构的三维模型。以不影响仿真试验为基础,对新型辊式振动破碎机结构进行一定程度的简化,在Solidworks三维建模软件中创建新型辊式振动破碎机的几何模型,将几何模型导入到离散元软件EDEM中,设置模型的物性参数和物料颗粒黏结参数,建立颗粒破碎模型,模拟物料破碎过程。分别以破碎辊平均受力及物料黏结键断裂数为试验指标研究新型辊式振动岩石破碎机破碎效率,采用正交试验方法,建立破碎辊转速、破碎辊振动频率以及偏心轴偏心距对破碎辊平均受力及黏结键断裂数影响的试验方案,对数值仿真结果进行极差分析和方差分析,得到各因素的影响主次关系和显著性水平。再利用SPSS软件对试验数据进行单变量线性模型分析,创建破碎辊平均受力和黏结键断裂数与以上三个水平因素的关系模型,并得到对应的参数最优。以破碎辊平均受力为试验指标时,Φ1 000 mm×1 000 mm新型辊式振动破碎机最佳因素组合为：破碎辊转速32 r/min,偏心轴转速为1 400 r/min,偏心轴的偏心距为3 mm;以物料黏结键断裂数为试验指标时,Φ...     

基于EDEM圆锥破碎机层压破碎模型仿真试验研究

根据层压破碎机理和分层理论对圆锥破碎机层压破碎进行研究,讨论分析了层压破碎的影响因素,并建立了层压破碎数学模型。以PYB900型圆锥破碎机的实际工作参数与结构参数为依据,利用离散元软件EDEM和三维设计软件Solid Works建立了破碎的物料颗粒黏结模型和圆锥破碎机层压破碎三维模型。对在不同料层厚度、圆锥破碎机旋摆转速和摆动行程下的散体物料层压破碎过程分别进行了模拟仿真试验;探究了3种不同影响因素对层压破碎效果的影响规律,并相应地作出了详细讨论与分析,为具体研究层压破碎机理和研制新型层压破碎设备提出了一种有效的数值模拟计算方法。     

圆锥破碎机层压破碎试验研究

为对圆锥破碎机层压破碎过程破碎产品粒度进行数值化仿真优化分析,必须进行层压破碎试验研究。利用RMT-150B岩石力学试验系统对圆锥破碎机破碎腔各破碎层层压破碎过程进行模拟试验,对试验数据进行统计回归分析,建立层压破碎过程选择函数模型和破碎函数模型,为对破碎产品粒度分析奠定基础。最后,以PYB1750圆锥破碎机为算例,研究分析了破碎产品粒度分布,验证了选择函数模型和破碎函数模型的可行性和可靠性。     

煤矸冲击破碎速度的影响因素研究

为给煤和矸石的选择性破碎分选及破碎装置设计提供理论指导,采用离散元法对煤矸冲击破碎速度的影响因素进行研究。以材料的抗压测试为校核依据,建立了单颗粒煤矸冲击破碎离散元模型,并在自制的冲击实验台上开展单颗粒冲击破碎试验,验证离散元模型的正确性。利用建立的离散元模型研究了煤矸材料参数及圆柱形破碎杆半径对煤矸冲击破碎速度的影响规律,研究结果表明：煤矸冲击破碎速度随材料抗压强度的增加成线性增加,随弹性模量和密度的增加成幂函数形式减小;圆柱形破碎杆的半径越小,越有利于抗压强度有一定差异的煤和矸石的选择性破碎分选。     

离散元及其耦合方法在球磨机研究中的应用

球磨机具有结构简单、性能稳定、适应性强等优点,但也存在高能耗、高钢耗、低效率的问题。随着计算机性能的不断提高和一些新的数值分析方法的提出,数值分析为球磨机运行机理、设备选型、参数优化等方面研究提供了新的思路与途径,成为研究解决球磨机实际问题的一种便捷、低成本的方法。介绍了离散元法(Distinct Element Method,DEM)、有限元法(Finite Element Method,FEM)、光滑粒子计算流体力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics Method,SPH)、离散元耦合算法(Discrete Element Coupling Algorithm)的基本原理。球磨机研究中单一离散元法的应用主要在介质运动状态及机理研究、磨机参数优化研究、球磨机功耗及能量分布等方面。单一离散元法计算成本低、模型稳定、容易实现,在球磨机研究中应用相对更广泛。多种方法耦合能实现各种方法优势特长的结合,能更加真实全面地模拟球磨机实际工作情况,但是耦合模型复杂不稳定、技术经验要求极高、计算成本高,磨机中耦合方法的模拟仿真进展相对缓慢。指出今后应加强多种耦合计算方法的耦合、实验与模拟结果的有机结合、开发通用集成软件等方面的研究。     

选矿数值试验研究发展现状及趋势

目前,选矿试验研究仍停留在实验室试验的层面上,完成一项研究需要耗费大量的人力、物力和时间,而计算机数值模拟具有不需实验设备、不需重复试验、可避免干扰因素对试验的影响等突出优点,如今已逐渐成为科学研究不可或缺的有效手段。在矿物加工研究领域,计算流体力学（CFD）方法、离散元法（DEM）、CFD-DEM耦合等数值模拟方法被越来越多地应用于分选空间中单相流和多相流的数值模拟之中。为给选矿工作者进行选矿数值试验研究提供参考,综述了选矿试验研究及其数值模拟研究的发展现状,分析了探索选矿数值试验研究的必要性,并分别对分选空间中的流场特征数值模拟、磁场特征数值模拟、颗粒在分选空间的运动行为数值模拟等关键问题的研究现状进行了详述,在此基础上提出了选矿数值试验的重点研究内容和发展方向。     

基于ADAMS-EDEM耦合的振动慢剪挤压破碎机动力学分析

振动慢剪挤压破碎机是一种超细破碎设备,矿石进入破碎腔内,由镶嵌衬板内锥的正弦振动和外锥转动组成剪切、挤压复合破碎。简化破碎机系统,着重考虑内锥的运动,利用Lagrange方程建立系统6自由度运动数学模型。基于该运动数学模型在动力学软件ADAMS中建立破碎机参数化模型,利用ADAMS/vibration与离散元软件EDEM耦合进行数值模拟。研究了破碎机系统模态特性和外加激振频率对破碎机破碎力及破碎效果的影响。结果表明,破碎机系统模态为8阶时,模态振型对破碎过程最有利;当外加激振频率为75Hz时,振动慢剪挤压破碎机的破碎力获得极大提高,矿石破碎速率提升,矿石粒度更细。     

基于EDEM的物料破碎效果仿真分析

运用EDEM离散元软件对单颗粒的破碎行为进行数值模拟,采用均匀设计方法,建立动颚板运动速度、水平行程及衬板齿形三因素的试验方案,并运用MATLAB软件对模拟结果进行回归分析,得到以黏结键断裂数为衡量指标的破碎效果与上述三因素的关系模型,同时得到各因素对黏结键断裂数及动颚板最大受力的影响次序,为破碎机破碎效果的改善提供了依据。     

EDEM_DEM 模拟技术在矿石碎磨中的研究进展

矿石的碎磨过程占据整个选矿厂投资的 60%以上,采用数学建模和过程模拟技术,是提高碎磨过程研 究效率的重要途径。 综述了国内外矿石颗粒离散元模型建立的过程,并介绍了 EDEM_DEM 模拟技术在圆锥破碎机、 高压辊磨机、球磨机、半自磨机和搅拌磨机碎磨过程中的研究进展,采用 EDEM 软件建立了颗粒模型、黏结模型和设 备模型,通过黏结键的受力情况反映矿石碎磨过程的能量变化,使用颗粒替换的方法模拟矿石碎磨过程,通过分析模 拟实验结果,得出影响矿石碎磨程度的关键因素,如圆锥破碎机动锥旋摆速度和进动角等设备参数。 通过对比调整 参数后的设备模型的模拟实验结果,可以优化碎磨过程和实验设备,提高碎磨和优化设备效率,降低成本。     

基于无人机调查的露天矿滑坡运动特征数值研究

模拟实验将采用颗粒流离散元（PFC3D）对滑坡运动过程进行研究，首先依托无人机的调查建立滑坡高精度DEM并复现原始地形，以此构建三维离散数值模型，随后以三轴压缩实验和BP神经网络实现岩土体宏细观参数的标定与反演，完成岩土体参数赋值，最后进行整个滑坡的运动、堆积过程进行模拟，完成滑坡运动的反演与分析。结果表明：（1）通过无人机调查建立离散数值模型，以及将三轴试验同机器学习相结合，能够为PFC3D的滑坡模拟提供一套完整的建模流程；（2）PFC3D能够反映真实的滑坡运动过程，适用于滑坡的运动特征模拟。研究结果与实际情况基本一致，该研究方法能对滑坡的定量分析提供有效的解决思路。     

复摆颚式破碎机破碎腔形的设计及优化

本文在复摆颚式破碎机摆动特性和物料流动状态的定量分析基础上,建立了破碎腔形的设计模型及相应的优化方法。并以PE-400复摆颚式破碎机为例,给出了优化后的腔形。     

板棍式振动破碎机破碎效果及能耗的影响因素试验分析

板辊式振动破碎机是一种利用板辊之间的振动、挤压和剪切等破碎形式,实现矿物破碎的高效破碎机。为进一步了解各参数对物料破碎效果及能耗的影响,取主轴转速n、振幅A、辊板间隙h、颗粒粒径d为主要影响因素,以搭建的破碎能耗检测平台测得的破碎能耗、破碎分维数为主要评价指标,设计了单因素五水平试验。试验结果表明:随着主轴转速的增加及振幅的加大,其物料破碎分维数均呈线性递增趋势,物料破碎效果也越好,用于破碎物料的能耗也明显增多;对于板辊间隙,间隙越大,破碎效果越差,破碎能耗也随之减小;随着入料粒度的增大,破碎分维数越大,破碎效果越好,破碎能耗却随之降低,但变化量并不明显,这符合越小颗粒越难破碎的实际情况。     

惯性圆锥破碎机在矿业中的应用前景

惯性圆锥破碎机是一种具有独特原理和结构的新型节能超细破碎设备,能实现物料的性破碎,满足“多碎少磨”新工艺的要求,该机不仅破碎比大,产品粒度细而均匀,而且单位电耗低,能破碎任何硬度的脆性物料,可用于各种矿物的破碎。本文简述了惯性圆锥破碎机的结构特点和工作原理以及工作参数对性能指标影响,并通过实例证明了该机在矿物加工领域中的良好应用前景。