基于EDEM球磨机颗粒的分布与接触特性分析

球磨机是矿山机械中对物料进行粉碎与研磨的主要设备之一。根据球磨机的尺寸与物料的接触参数,采用EDEM软件建立了球磨机离散元计算模型,研究了在不同的物料填充率、转速率以及衬板数量时球磨机内部颗粒接触数占比、颗粒分布情况的变化规律,结果表明：随着填充率、转速率以及衬板数量的增加,球磨机的研磨效率均出现了先增大后减小的趋势。在转速率为75%~85%,填充率为15%~25%,衬板数量在12~16时,球磨机的研磨效率最佳,且改变衬板数量对球磨机内部颗粒的运动特性的影响较小。     

转速率与填充率对球磨机磨矿产品粒度影响的试验研究

通过对转速率选取三个不同的值、填充率选取四个不同的值,在一台Φ600 mm×400 mm的球磨机试验样机上进行全组合试验,得到了不同转速率和填充率的产品粒度分布,计算出各粒级的产率,根据介质运动的基本规律分析转速率、填充率对产品粒度的影响机理。     

大型球磨机的功率确定

随着矿山开采规模大型化的发展,带来了矿山设备大型化的需求,对磨矿设备也提出了新的要求。为此,以筒体直径4 000 mm、筒体有效长度6 700 mm的大型溢流型球磨机为例,着重介绍其功率确定方法与其现场运行情况。由此得出,设计大型磨机时,可根据其规格及填充率、转速率确定功耗计算的方法,通过运行实践证明,此方法是可行的。     

球磨机充填率与磨矿能力的关系

对铜山矿φ ３．２ × ３．１ｍ格子型球磨机动态钢球综合充填率３５％、4２％和５０％状况下，钢球的运动轨迹。抛落量、落下冲砸速度及运转负荷等进行物理及数学分析计算。论证了磨矿能力随钢球综合充填率的增加而大幅度提高，负荷在额定钢球综合充填率４５％（相当于动态钢球综合充填率的４２％）状况下为最大，超过４５％负荷反而下降。若对磨机加快转速和进出料装置进行改进，钢球综合充填率到最佳，使冲击合力矩负荷为０，甚至转变成动力，将大幅度提高磨机生产能力，节电降耗。     

不同转速率下球磨机介质运动状态分布行为研究

针对球磨机介质运动分布问题,本文以Φ520 mm×260 mm球磨机建立离散元仿真模型,开展不同转速率下球磨机介质运动状态分布行为研究。研究结果表明：介质运动过程中,不同尺寸的介质会出现分层现象,相同尺寸的介质会聚集在一起;球磨机筒体端面对介质运动状态有影响,不可以忽略;介质运动循环中心径向半径受转速率的影响较小,介质质量中心径向半径受转速率的影响较大;球磨机内矿石颗粒的破碎是多次累积冲击破碎,且发生一次冲击碰撞破碎的概率很小。     

基于离散元的球磨机工作参数优化

在研究球磨机工作性能的基础上,优化其工作及结构参数,目的在于提高其生产效率,节约能耗及钢耗。应用离散元软件EDEM对球磨机进行建模,分析影响球磨机磨矿性能的主要参数,通过分析得出以比功率、衬板磨损和颗粒破碎概率为主要影响因素,从而建立较为真实的球磨机仿真模型。最后,通过优化前后的结果对比可以看出,优化后的磨机在工作效率上得到了提高。     

基于离散单元法的球磨机净驱动功率预测

球磨机筒体内装料（物料和研磨介质）的运动状况很复杂,过去在球磨机的设计中多采用类比法和经验公式来确定其驱动功率,存在一定的局限性。通过记录某水泥厂一台球磨机的运行数据,计算得到了它的净驱动功率值（仅使装料运动的功率）。随后运用PFC3D离散元软件在相同条件下对筒体内装料的运动进行了数值模拟得到了净驱动功率值,发现实际运行值与模拟值之间仅存在7．7％的相对误差。最后还对不同格条高度、旋转速度和装料填充率下的球磨机分别进行了数值模拟并得到了净驱动功率值的变化规律,所得结果与实际运行状况和理论分析基本吻合。     

基于PFC3D的球磨机磨球运动规律的研究

为了更好地运用球磨机磨介的运动规律来提高磨矿效率,建立了卧式球磨机离散元模型,并利用三维离散元软件PFC3D对球磨机磨介运动进行了数值模拟,研究了影响球磨机磨球运动规律的因素,根据试验设计理论对球磨机转速、衬板高度和衬板截面形状三因素进行了模拟试验,利用回归分析法获得较优方案。结果表明:当滚筒的角速度为2.25 rad/s,衬板高度为75 mm和衬板侧面的角度为(π/48)rad时,磨球冲击速度最大,球磨机的磨矿效率最好,并且球磨机的横向振幅最小。     

颗粒参数和填充率对颗粒阻尼器减振性能的影响分析

颗粒阻尼器是一种附加质量式被动减振器,在外部条件受限时,其减振性能取决于颗粒参数和阻尼器填充率。基于颗粒阻尼减振技术,以驾驶员座椅基座为研究对象,研究某矿用自卸车驾驶室的振动控制,通过离散元仿真计算,分析了颗粒参数和阻尼器填充率对座椅基座阻尼器减振效果的影响。结果表明,高密度颗粒、合适的粒径和合理的填充率有利于驾驶室振动控制效果的优化,为颗粒阻尼减振技术在矿用自卸车振动控制上的应用及研究提供了依据。     

湿煤颗粒聚团碰撞解聚的离散元模拟研究

采用离散元法中的粘结模型模拟湿颗粒聚团中液桥的粘结行为,基于离散元软件EDEM及其二次开发构建了等径小颗粒粘结而成的湿煤聚团模型,对于聚团与柔性筛板的碰撞行为进行模拟,研究了碰撞物理过程中聚团内部各部分粘结破碎的规律,分析了碰撞速度,筛板倾斜角度和聚团的旋转速度对于聚团解聚程度的影响,结果表明粘结的破碎区域首先发生在聚团与筛面的接触区,随后由下而上,由中心向四周扩散。碰撞后聚团的解聚程度随着碰撞速度的增大而增大,随着筛板倾斜角度的增大而减小,增大颗粒的旋转速度,有利于聚团的解聚。     

基于EDEM-FEM耦合的不同转速率下球磨机衬板应力变化研究

根据磨机内介质的运动规律,建立了衬板所受冲击力与介质运动速度的计算模型,采用该计算模型定量计算出磨机在不同转速率下衬板的受力,并通过Excel数据处理,得出衬板所受冲击力的变化趋势。使用Solid Works建立了磨机筒体和衬板的三维模型,并通过理论推导计算出仿真所需的各个参数,运用EDEM和ANSYS Workbench的耦合,建立了磨机衬板的仿真计算模型,并进行应力应变分析,可以清楚地观察到衬板及某个点的应力情况,可对后续衬板的结构改造提供参考。     

基于EDEM与Patran的多缸液压圆锥破碎机动锥耦合仿真

通过对某大型多缸液压圆锥破碎机工作过程的分析,得知在其工作过程中关键部件受载具有复杂多变的特点。首先通过离散元软件EDEM来模拟该型破碎机的破碎过程,获得更加贴近实际的外载荷数据;然后通过与有限元软件Patran的有效耦合,对关键部件进行有限元分析,从而得出更加准确的计算结果,为破碎机关键部件性能的改进提供了新的思路。     

基于离散元法的半自磨机磨矿过程的仿真研究

通过离散元软件EDEM建立了半自磨机仿真试验模型,并对其磨矿过程进行了模拟,分析了不同转速、衬板个数及衬板高度对半自磨机有效功率的影响。结果表明,随着转速率和衬板的增加,半自磨机的有效功率成线性增加;不同衬板高度对半自磨机有效功率的影响不同;随着L/H的变化,半自磨机的有效功率不断变化,在L/H=5左右,半自磨机的有效功率趋于最大值。可为半自磨机运行参数的选择提供一定的参考依据。     

基于EDEM的煤炭采制样初采器仿真模拟与分析

采用商业离散元软件EDEM对初采器进行离散元模拟以寻找初采器的最佳设计型式和参数,分析了初采器采样全过程中煤粒的运动轨迹及初采器所受煤流冲击作用力。通过对煤流粒子运动的研究,对初采器所受的扭矩及冲击力进行分析。分析结果表明:煤流对采样器的冲击力瞬时最大值为4 154.2N,由煤流引起的采样头的附加扭矩最大值为45.1Nm;由于煤流引起的采样头力学响应较小,在设计采样头受力时,可着重考虑其由于其惯性在转动过程中产生的力学响应。     

地下铲运机不同铲装方式下的离散元仿真研究

地下铲运机作为地下金属矿山采矿中的重要作业设备,其铲装工作状态严重影响其作业效率,并且当地下铲运机处于不同的铲装工作状态时,其动力消耗变化也很大。为此需要研究铲运机在不同铲装状态下的作业效率以及能耗等来寻求一种切实高效的铲装方式。地下铲运机铲装方式主要集中在以下三种：一次铲装法、配合铲装法、分段铲装法。本文通过离散元软件EDEM以满斗率、阻力峰值、单位时间内的铲装量为指标对不同铲装方式进行仿真,得出结果：分段铲装法单次铲装满斗率相比一次铲装法和配合铲装法都要高,但其铲装耗时长,单位时间满斗率较低且其铲装阻力较大,因此不宜选取此种方式进行铲装。配合铲装法其单次铲装满斗率略低于一次铲装法的单次铲装满斗率,但其单次铲装耗时短,单位时间满斗率高且铲装阻力小,铲装综合效率较高,是一种较实用的铲装方式。