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的新型立式磨样机仿真分析与试验研究

设计了一种粉碎中煤的两段式新型立式磨样机,能有效降低中煤过粉碎率,提高精煤产率。为了更好的了解磨样机的性能,以其为研究对象,运用离散元软件EDEM,对该新型磨样机的工作过程进行模拟仿真。以中煤颗粒的黏结键断裂数作为衡量物料的破碎效果,得出不同的粗碎转速对黏结键的影响,据此选取一个最佳的粗碎转速,并试制试验样机。在试验样机上,利用粗碎转速条件试验对仿真结果的准确性进行验证。经分析,得出当粗碎频率为50Hz时,破碎机的破碎效果最佳。     

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。     

基于EDEM的立磨机工作参数仿真与试验研究

运用颗粒黏结建模思想构建矿石模型,以黏结键断裂现象描述矿石破碎,并应用于立磨机破碎仿真中。通过对立磨机结构参数及工作原理的分析,得出影响立磨机破碎效果的因素,并对这些参数的取值范围进行分析;同时针对上述参数设计单因素仿真试验与正交试验,对粉磨后的平均粒径进行筛分,分析结果得出立磨机在最佳破碎效果下的参数组合,验证了单因素仿真试验的准确性。     

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。     

基于高水分煤泥饼的细颗粒不黏结破碎机

目前煤矿业传统的破碎机进行煤泥饼破碎时颗粒较大,破碎颗粒黏结内壁,造成破碎效果差且工作效率低。为了解决传统破碎机相关机体、破碎结构以及驱动传动等一系列不合理设计,造成的破碎效果、工作效率和利用效率低等技术问题,从这些实际问题着手,进行了一段探索与试验,最终研究设计出一种不黏齿、不堵料、粉碎颗粒粒径在10 mm以下且不会二次黏结的新型高水分煤泥饼破碎机。该新型破碎机不但破碎效果好,可将破碎后的煤泥饼直接掺入精煤中,提高经济效益。在满足产品质量要求的前提下获得最大精煤产率,同时力求最高的经济效益和社会效益。     

静载荷作用下颗粒破碎的分形统计规律研究

矿石颗粒外形的不规则、粒度的不均匀等因素致其与破碎设备的实际接触面积无法测定,导致单颗粒破碎时的实际破碎强度无法测定。为解决这一技术难点,对广西某碳酸锰矿石进行了单颗粒破碎及筛分研究,采用分形的方法,从单颗粒破碎后的分形维数入手,建立了单颗粒破碎过程中的实际抗压强度与颗粒粒径、分形维数之间的关系。结果表明：原料、返砂物料的单颗粒破碎后粒径的分形维数存在较大差异,建立了实际抗压强度与颗粒本身的单轴极限抗压强度、颗粒粒径、分形维数之间的函数关系式,利用统计规律有效地解决了工程颗粒实际破碎强度的计算问题。     

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。     

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。     

工作参数对立轴冲击式破碎机物料颗粒破碎过程的影响研究

为了提高立轴冲击式破碎机的破碎效率，研究了破碎机内进料速度和转速对物料颗粒运动状态及碰撞情况的影响。首先，建立立轴冲击式破碎机破碎系统仿真模型，分析工作参数对破碎腔内物料颗粒运动速度的影响；其次，采用网格划分方法，揭示转速与进料速度对物料颗粒群碰撞能量和碰撞次数的影响；最后，通过建立碰撞能量损失谱，揭示碰撞能量与碰撞次数之间的关系。结果表明：转速和进料速度对立轴冲击式破碎机内物料颗粒的运动状态有重要影响；破碎腔内物料颗粒平均碰撞能量损失与转速之间呈现良好的正相关线性关系，同时平均碰撞能量损失随进料速度的增大而逐渐降低；应选取合适的转速控制破碎腔内的高能碰撞次数；冲击作用对矿石的破碎起重要作用；当转速和进料速度分别为1400 r/min和50 kg/s时，立轴冲击式破碎机破碎效率最佳。     

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。     

基于离散元的立式辊磨机粉磨性能研究

为提升立式辊磨机粉磨性能,在分析得出辊盘配合形式、磨辊个数、转速为粉磨性能主要影响因素后,以颗粒黏结建模思想构建物料模型,将黏结键断裂数作为评价指标,基于离散元软件EDEM进行单因素实验与正交实验。运用MATLAB做回归分析,建立黏结键断裂数与磨辊个数和转速的函数关系模型与响应曲面图,然后将正交试验得出的最优方案代入计算,最后通过仿真验证最优方案的粉磨效率。结果表明:立式辊磨机的粉磨效率受辊盘配合形式的影响,且随着磨辊数与转速的增大而提升,仿真试验也验证了最佳方案的可行性,为立式辊磨机的设计提供了参考。     

通过控制采矿爆破改进碎磨效率

比较了在通用最小玫和炮眼间距对爆破所得的物料和在降低最小抵抗线和炮眼间距２５％时爆破所得物料的破碎效率。单颗粒冲击试验表明，降低最小抵抗线和炮眼间距时爆破所得物料的碎裂应力和碎裂能降低１５％。单颗粒辊碾破碎揭示，和通用的最小抵抗线和炮眼间距相比，降低最小抵抗线和炮眼间距可降低能耗２５％。     

辊压机与粉碎工艺的改进

高压对辊磨机（简称：辊压机）是一种新型粉碎设备。与对辊破碎机相似，它的主要工作部件也是一对平行排列反向转动的辊子，物料在两辊间受载而破碎。然而，这两种设备在工作原理上却很不同（图1）：对辊破碎机用于破碎作业，破碎比小，两个辊子的位置相对固定，物料主要以单粒受载机制被破碎、辊压机用于固体物料的细磨，它的两个银子一个位置固定，另一个可在滑道上平移而影响两辊间隙的大小。很高的工作压强来自作用于滑动辊辊轴上的液压系统。物料在上方以阻塞流动的方式供给，被辊子咬入后在两辊之间的作用空间内形成一层由许多颗粒组…     

影响对撞式气流粉碎机效率的因素

从实际出发,探讨影响对撞式气流粉碎机效率的一些因素,提出了对不同物料特性、颗粒要求：相应改变对撞式气流粉碎机技术参数;对物料预加工：对撞式气流粉碎机与分级机合理配制,可以获得最大破碎效果。在实际生产中明显提高经济效益。     

基于EDEM的双齿辊破碎机破碎效率影响因素仿真分析

运用离散元软件EDEM对MMD1000系列双齿辊破碎机破碎效率进行仿真研究,考察物料性质、物料粒度分布、齿辊转速等变量对破碎机破碎效率的影响规律。结果表明,物料大块率的增加将降低破碎机的破碎效率;物料硬度的变化会引起破碎机破碎后物料出料粒度尺寸存在差异,即硬度越大的物料,破碎后Bonding键断裂数目越少,破碎机破碎效率越低;适当提高双齿辊破碎机齿辊转速能在一定程度上增大破碎机破碎效率,破碎机破碎软岩物料时提高齿辊转速较破碎硬岩物料时提高齿辊转速破碎机破碎效率提高幅度高。齿辊转速的变化还会造成破碎后物料的粒度发生改变:低齿辊转速下会使破碎机破碎后物料粒度分布较为均匀,强制排出大块较少;而高齿辊转速易造成强制排出大块物料,物料粒度分布不均。试验结果可以为提高双齿辊破碎机生产效能和破碎机的选型设计提供参考。     

作为球磨性能计算基础的落重试验

本文讨论了研究破碎的初步结果,并且用以判断球磨机的性能。这项工作已用于水泥熟料,但相信此结论能用于绝大多数不均匀物料的破碎。讨论了单颗粒子在落重仪中的破碎,并且指出这种试验揭露了不均匀物料性能的几个重要细节。接着,讨论了厚层里的物料在落重仪中的破碎,并介绍所得结果。这些结果,作为判断球磨机性能的基础,有很大实际意义,与实际磨机的结果相吻合。最后,讨论了球磨机有关的比例。     

全方位行星式球磨机离散元仿真与试验对比研究

应用离散元仿真和实际研磨试验的方式,研究了全方位行星球磨机介质和物料的碰撞特性,验证了在离散元碰撞模型中同时引入球磨介质和被研磨物料的可行性。结果表明,随着行星盘的翻转,磨罐内研磨介质及物料的分布状态随行星盘的翻转发生周期性变化;球磨介质对于物料颗粒的研磨破碎作用大于冲击破碎作用;无量纲化处理后新增比表面积和总碰撞能损失的相关系数为0.99841,离散元仿真和实际研磨试验结果反映出的研磨效果随转速变化的趋势相近。     

基于黏结颗粒模型的特厚坚硬煤层综放开采数值模拟研究

基于榆神矿区特厚坚硬煤层超大采高综放开采技术条件,针对散体颗粒模型在埋深较浅的坚硬煤层综放开采模拟中顶煤冒放情况与实际不相符的问题,对比黏结颗粒模型与无黏结散体颗粒模型力学性质,讨论两种模型适用条件,得出黏结颗粒模型更适合坚硬煤层综放开采模拟。阐述了黏结颗粒模型的建模和模拟过程:岩层内部采用平行黏结颗粒模型以模拟层内整体块体力学特性,层间采用光滑节理模型以模拟结构面力学性质;通过Fish语言和伺服控制原理实现液压支架初撑阶段、增阻阶段和恒阻阶段不同工况的模拟;根据支架顶梁位态采用逆向运动学方法更新支架整体位姿;通过Fish语言实现尾梁的不同幅度摆动。数值模拟结果表明:覆岩可形成下位基本顶不稳定砌体梁结构和上位基本顶稳定砌体梁结构,顶板来压步距介于10~20 m;顶煤破碎度和冒放性具有双周期性(走向周期与周期来压步距一致,表现为来压期间顶煤破碎较充分、冒放性好,优于非来压期间;垂向周期与顶煤层位相关,表现为下位顶煤破碎充分、冒放性好,优于上位顶煤);工作面煤壁整体稳定性较好,来压期间会出现煤壁破坏现象;液压支架总体处于较高的工作阻力状态;不同块度的顶煤冒放过程中可能形成小块度瞬时动态松散拱结构、中等块度不稳定拱结构和大块度稳定拱结构,尾梁成拱可采用“小拱小摆、大拱大摆”对策高效破拱,掩护梁成拱则需移架才可破拱。超大采高综放开采实践表明数值模拟结果与现场情况一致,黏结颗粒模型能较好地模拟埋深较浅的坚硬煤层综放开采顶煤冒放特征和矿压显现规律。本研究可为坚硬煤层顶煤冒放性和顶板覆岩结构数值模拟研究提供力学模型选择依据,为模拟过程实现方法提供借鉴。     

Rotex型破碎机的模糊可靠性预测

该型破碎机（又称为辊摆式破碎机）是20世纪60年代由德国研制的。其优点是在有利的单位功耗下可以生产立方形的物料颗粒，而且过粉碎现象较少。它是破碎硬质物料的一种理想破碎设备。