基于多尺度顆粒模型的預(yù)磨機破碎能耗分析.pdf

1、分類號：密級：UDC：學(xué)號：6120130079碩士學(xué)位論文學(xué)位類學(xué)位類別工學(xué)碩士工學(xué)碩士作者姓作者姓名林龍飛龍飛學(xué)科學(xué)科、專、專業(yè)機械制造機械制造及其自動化自動化研究方研究方向礦山機械礦山機械散體機械散體機械指導(dǎo)教指導(dǎo)教師蔡改貧蔡改貧教授教授2016年6月1日基于多尺度顆粒模型的預(yù)磨機破碎能耗分析基于多尺度顆粒模型的預(yù)磨機破碎能耗分析Energyconsumptionanalysisofverticalmillbasedonmulti

2、scalebondedparticlemodel江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要預(yù)磨機是針對磨礦設(shè)備因入料粒度過大導(dǎo)致高耗低效而研制的一種新型設(shè)備。其通過沖擊、擠壓、研磨、剪切等方式實現(xiàn)礦石破碎，但其復(fù)雜的預(yù)磨機理導(dǎo)致其能耗預(yù)測一直成為研究的重點及難點。而以“三大破碎學(xué)說”為基礎(chǔ)的破碎能耗模型僅僅通過碎磨實驗對能耗進行簡單、粗略的擬合計算，并未充分考慮礦石外觀形狀、力學(xué)特性以及載荷作用對破碎能耗的影響，所以不能全面預(yù)測預(yù)磨機的破碎能耗

3、。論文采用理論分析、計算機模擬分析和實驗相結(jié)合的方法主要完成以下工作：結(jié)合單顆粒破碎實驗、3D掃描技術(shù)及離散元法，構(gòu)建了多尺度顆粒群破碎模型；利用已構(gòu)建的多尺度顆粒模型，通過響應(yīng)曲面法建立預(yù)磨機破碎能耗預(yù)測模型，其主要成果有：（1）以球狀、錐狀、柱狀及片狀為不規(guī)則礦石的四種典型外觀形狀，并利用3D掃描技術(shù)及逆向工程Geomagicstudio軟件實現(xiàn)礦石形狀的三維逆向建模型；通過對三維模型處理以獲取其二維視圖的幾何尺寸參數(shù)，并以扁平度、

4、圓形度、實用球形度及球形度為指標，對不規(guī)則礦石的形狀進行定量評定，統(tǒng)計學(xué)描述驗證各評定指標的敏感性，并確定球形度為顆粒外觀的最敏感評價因子。（2）利用改進后的WDW500試驗機開展四類典型不規(guī)則礦石的擠壓破碎實驗，分析不同擠壓速度、礦石形狀對碎時應(yīng)力應(yīng)變的影響，并對破碎后的粒度進行統(tǒng)計。分析結(jié)果表明：加載速度越大，礦石的峰值應(yīng)力越大、峰值應(yīng)變越??；礦石球形度越大，礦石的峰值應(yīng)力越小、峰值應(yīng)變越大，其碎后粒度也能更好地服從正態(tài)分布。（3）

5、通過導(dǎo)入基于3D掃描的不規(guī)則礦石NURBS曲面幾何模型，并結(jié)合單顆粒擠壓破碎實驗的礦石力學(xué)特性及碎后粒度分布函數(shù)，采用離散元法BPM粘結(jié)模型完成礦石破碎模型的建立；并利用EDEM的API插件構(gòu)建多形狀幾何體、多粒度分布、多力學(xué)特性的多尺度顆粒群破碎模型，為深入研究各類礦石破碎研究提供新思路。（4）對預(yù)磨機的結(jié)構(gòu)及工作原理進行分析，并基于已經(jīng)構(gòu)建的多尺度顆粒模型對預(yù)磨機的破碎能耗進行預(yù)測。以有效功率為能耗評價指標，以轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、填充率、料球