高压辊磨机数学模型
学术论文：【毕业论文】GM1200×550W型高压辊磨机的总体设计
【毕业论文】GM1200×550W型高压辊磨机的总体设计2GM1200×550W型高压辊磨机的总体设计院系机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空工业学院V摘要高压辊磨机作为一种高效、节能的粉磨设备在水泥行业中已得到了广泛应用，并正在向金属矿山选矿行业拓展，其巨大的开展潜力促使其形成产业化、系列化的生产趋势。
为解决实际开发设计和系列化定型设计中的关键技术问题，本论文采用基于3D特征的CAD技术，对高压辊磨机进行三维模型设计，实现以先进的科技手段解决关键性技术问题，而且为高压辊磨机设计的产业化、系列化开展，加速该设备在金属选矿行业推广应用的进程奠定了技术根底。
本论文主要表达了高压辊磨机的总体设计与三维建模分析。
主要内容如下：1.总体方案设计与规划。
首先根据经验公式，设计完成给定任务量所需的高压辊磨机的各局部参数，如辊径，辊宽、辊磨力，功率等参数。
然后是结构设计和整体规划。
最后进行非标准件的尺寸确定与标准件的选型。
2.从基于特征的零件建模和装配技术的探讨出发，通过实体建模、虚拟装配设计完成辊磨机的结构设计；通过对装配体进行静态干预检查，以检验结构设计的合理性。
本论文从工程实用角度出发，不但缩短了产品的开发设计周期，提高产品设计质量，降低设计本钱，而且为高压辊磨机整个设备的设计提供了有效的解决途径。
关键词：高压辊磨机；组合辊；特征造型；虚拟装配设计AbstractHigh-Pressure Grinding Roller(HPGR)，as a kind high-efficiency and energy-saving equipment，has been widely applied in cement industry， and is extending to the domain of metal ore mining and beneficiation，the industrialization and series trend will be formed for its tremendous development potential. In this thesis， HPGR are designed and dynamic simulation with CAD technology based on feature 3D solid modeling， tosolve the important technical problems in term of development and designof the equipment， but also lays a technical base for furthering the development progress of industrialized and serial equipment，acceleratethe application of equipment in metal mining for crushing hard ironstone.This thesis mainly introduces the normal design and 3D solid modeling onthe High-Pressure Grinding Roller. The main contents are as follows:1.The design of the total drawing: First， the calculation of the parameters of HPGR to finish the task of giving，such as rolling diameter，rolling width，grind force， driving power，then，the structure and programming design，last，the design for the abnormal part and theselection of the normal part.2. The structure of HPGR is designed through solid modeling and virtual assemble， meanwhile，the structure rationality is tested by checking the static intervention among parts of HPGR.Stating from engineering application，its enforcement not only shortensthe exploratory period of the new product，enhances its design quality，and reduces its research cost，but also lays a technical base forfurthering the development progress of industrialized and serial equipments，hastens the equipments’ application in metal mining for crushing hard ironstone.Keywords: High-Pressure Grinding Rollers；Assembled grinding rollers；Solid modeling based on feature；Virtual assemble design目录TOC \t "标题_谢辞及参考文献,1,标题_附录,1,第2级标题,2,第3级标题,3,第1级标题,1" 1 概述 REF _Toc202508660 \h 11.1 辊磨机的开展过程 REF _Toc202508661 \h 11.2 辊磨机的与传统破碎设备的区别 REF _Toc202508662 \h 21.3 辊磨机的开展趋势 REF _Toc202508663 \h 21.4 本课题的提出 REF _Toc202508664 \h 22 设备的工作原理及参数的设计计算 REF _Toc202508665 \h 42.1 设备的工作原理及粉碎过程 REF _Toc202508666 \h 42.1.1 工作原理 REF _Toc202508667 \h 42.1.2 粉碎过程 REF _Toc202508668 \h 42.2 设备的组成 REF _Toc202508669 \h 52.3 设备的主要参数的设计计算 REF _Toc202508670 \h 62.3.1 工艺参数的计算 REF _Toc202508671 \h 62.3.2 动力参数的选择 REF _Toc202508672 \h 102.3.3 运动参数的设计计算 REF _Toc202508673 \h 122.3.4 生产能力的估算 REF _Toc202508674 \h 132.4 设备的主要技术参数 REF _Toc202508675 \h 133 总体方案的设计 REF _Toc202508676 \h 153.1 传动方案的设计 REF _Toc202508677 \h 153.2 挤压方案的设计 REF _Toc202508678 \h 153.3 压辊支承方案的设计 REF _Toc202508679 \h 153.4 动、静辊组件定位方案的设计 REF _Toc202508680 \h 153.5 设备的总体框架 REF _Toc202508681 \h 153.6 轴承类型的选择及润滑方式 REF _Toc202508682 \h 163.7 液压推力系统 REF _Toc202508683 \h 163.8 设备的密封及防尘装置的设计 REF _Toc202508684 \h 163.9 设备的总体布局设计 REF _Toc202508685 \h 184 动辊组件的设计与计算 REF _Toc202508686 \h 194.1 动辊轴的设计与计算 REF _Toc202508687 \h 194.1.1 动辊轴的材料选用 REF _Toc202508688 \h 194.1.2 初估动辊轴轴径 REF _Toc202508689 \h 214.1.3 动辊轴的结构分析与设计 REF _Toc202508690 \h 214.1.4 轴承的选择与校核 REF _Toc202508691 \h 224.1.5 动辊轴的校核 REF _Toc202508692 \h 234.2 减速器的选择与校核 REF _Toc202508693 \h 254.2.1 减速器的介绍 REF _Toc202508694 \h 254.2.2 减速器的选择 REF _Toc202508695 \h 264.2.3 减速器的校核 REF _Toc202508696 \h 264.3 联轴器的选用 REF _Toc202508697 \h 274.3.1 选择联轴器的类型 REF _Toc202508698 \h 274.3.2 十字轴式万向联轴器的校核 REF _Toc202508699 \h 284.4 液压系统设计计算 REF _Toc202508700 \h 284.4.1 液压缸的设计计算 REF _Toc202508701 \h 284.4.2 液压泵的选择 REF _Toc202508702 \h 324.4.3 液压系统工作原理图 REF _Toc202508703 \h 324.4.4 蓄能器的选择与充气及使用维护规程 REF _Toc202508704 \h 335 高压辊磨机的三维设计 REF _Toc202508705 \h 365.1 软件简介 REF _Toc202508706 \h 365.1.1 CAD技术综述REF _Toc202508707 \h 365.1.2 三维软件Solidworks的综述 REF _Toc202508708 \h 365.2 三维建模技术 REF _Toc202508709 \h 375.2.1 基于特征的建模技术 REF _Toc202508710 \h 375.2.2 参数化建模 REF _Toc202508711 \h 385.2.3 实体建模 REF _Toc202508712 \h 385.3 高压辊磨机的建模及虚拟装配技术 REF _Toc202508713 \h 385.3.1 高压辊磨机的建模 REF _Toc202508714 \h 385.3.2 高压辊磨机的虚拟装配技术 REF _Toc202508715 \h 416 技术经济性分析 REF _Toc202508716 \h 466.1 高压辊磨机的技术经济效果 REF _Toc202508717 \h 466.2 本课题的技术经济性分析 REF _Toc202508718 \h 466.3 总结 REF _Toc202508719 \h 47参考文献 REF _Toc202508720 \h 48致谢 REF _Toc202508721 \h 49沈阳航空工业学院毕业设计〔论文〕8概述由于世界能源的紧缺，粉碎过程中的能耗越来越引起人们的重视。
利君-高压辊磨ppt
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感谢观看
。
高压辊磨的研磨效果
高压辊磨的研磨效果主要取决于高压辊的表面速度、工作压力、研磨时间等因素 。
高压辊磨的研磨效果主要表现在物料的粒度、纯度、细度等方面。
高压辊磨的研磨效果具有高效、高能、高精度等特点，被广泛应用于各种物料的 研磨和超细粉碎。
04
高压辊磨技术的优势及应用
高压辊磨技术的优势
细磨效率高
技术创新
高压辊磨技术本身也在不断创新和发展。未来的发展方向将 是通过优化设计、改进结构、选用新型高分子材料等方式， 提高设备的加工能力、使用寿命和适应性。
高压辊磨技术的发展前景
产业升级
高压辊磨技术在金属、陶瓷、玻璃等材料加工领域具有广泛应用前景。未来，随 着这些领域的不断发展和升级，高压辊磨技术将具有更大的应用空间和潜力。
环保与节能
高压辊磨技术的环保和节能特点，使其在未来的发展中具有更加重要的地位。该 技术在金属、陶瓷等材料的破碎、粉碎、粉磨等加工过程中，能够显著降低能耗 和减少环境污染，符合当前全球对可持续发展和低碳经济的追求。
高压辊磨技术的经济效益分析
成本降低
高压辊磨技术的设备投资虽然较高，但长期使用过程中可以 大幅降低生产成本。同时，该技术的自动化程度较高，可以 减少人力成本，提高生产效率。
将待研磨物料送入研磨区 开启主电机，使磨环和磨辊以不同的速度旋转
调整液压系统压力，使磨辊和磨环紧密贴合
物料在高压研磨区受到强大的剪切力和压力作用，逐 渐被研磨和粉碎
高压辊磨机的辅助系统
控制系统
用于控制整个研磨过程，包括启动 、停止、压力调整、故障诊断等功 能。
润滑系统
用于对各运动部件进行润滑，减少 磨损和摩擦阻力。
高压辊磨机应用课件
05
高压辊磨机的发展趋势与未 来展望
技术创新与改进
高效能驱动系统
采用更高效、更稳定的电机和减 速器，提高高压辊磨机的运行效
率和稳定性。
智能化控制技术
引入物联网、大数据和人工智能 等技术，实现高压辊磨机的远程
监控、故障诊断和智能调控。
材料优化与创新
研发新型耐磨材料和涂层技术， 提高辊面耐磨性和使用寿命，降
塑料加工
高压辊磨机可用于塑料加工过程中，将塑料原料破碎并粉磨成细粉，以便于塑料的进一步加工和成型。
03
高压辊磨机的优势与效益
提高生产效率
高效破碎
自动化程度高
高压辊磨机采用高压的工作原理，能 够将物料在较低的能量消耗下破碎成 更细的颗粒，从而提高生产效率。
高压辊磨机通常配备自动化控制系统， 能够实现自动化操作，减少人工干预， 提高生产效率。
矿物分选
高压辊磨机在矿物分选过程中能够通过破碎和粉磨作用，使 不同矿物之间更好地分离，提高分选的效率和精度。
建筑领域
混凝土制备
在建筑领域，高压辊磨机可用于混凝土的制备过程中。它能够将骨料破碎并粉磨 成细粉，与水泥、水等材料混合后形成高强度的混凝土。
砂石生产
高压辊磨机可用于生产建筑用砂石，通过破碎和粉磨作用，将大块岩石或矿石加 工成不同粒度的砂石，满足建筑行业的需求。
环保领域
固体废物处理
高压辊磨机可用于固体废物的破碎和 粉磨，将大块废物破碎成小块，减小 废物的体积，便于废物的运输和处理。
污水处理
在污水处理过程中，高压辊磨机可用 于污泥的处理，将污泥破碎并粉磨成 细粉，减小污泥的体积，提高污泥的 脱水性能，便于污泥的处理和处置。
化工领域
颜料生产
高压辊磨机工作原理
高压辊磨机工作原理
高压辊磨机是一种用于磨碎物料的设备，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 进料系统：物料从物料仓或者输送带中通过给料装置进入高压辊磨机，进入到进料口并分布均匀。
2. 压力系统：高压辊磨机通过液压系统提供高压力，使得两个磨辊之间的工作间隙产生一个较大的挤压力，以实现物料的破碎和磨细。
3. 磨辊系统：高压辊磨机有两个磨辊，磨辊外部覆盖有耐磨材料，并且具有特定的表面花纹和凸起，用于与物料进行挤压、破碎和磨细。
磨辊之间的工作间隙可以通过调整液压系统来调节，以满足不同物料的要求。
4. 分级系统：经过磨辊破碎和磨细后的物料从磨辊间隙中排出，进入到分级系统中，通过分离器和风机的作用，将细碎的物料和未磨细的粗料分别收集和回磨，以实现物料的细碎度的调节和再利用。
5. 排料系统：磨细后的物料通过排料装置和输送带等装置从高压辊磨机中排出，并进入下一道工序进行后续处理或者包装。
高压辊磨机通过辊磨的作用，将物料进行压碎和细磨，达到所需的颗粒度和细度要求。
其工作原理简单明了，具有高效、节
能的特点，广泛应用于矿山、冶金、化工、建材等行业的物料破碎和细磨工艺中。
高压辊磨机超细破碎机研究现状及发展趋势分析
高压辊磨机超细破碎机研究现状及发展趋势分析1前言入磨粒度的降低降低，是矿石粉体工程节能降耗的有效手段，也是提高磨机处理能力的有效方法。
矿石的超细破碎是降低入磨粒度最直接、最彻底的方法，所以超细破碎的理论和设备是目前国内外研究的热门课题之一。
本文结合近期国内外超细破碎研究的文献，较详细地评述了高压辊磨机、惯性圆锥破碎机、冲击式破碎机等矿山用超细破碎机的研究、开发及应用状况。
2超细破碎机2.1高压辊磨机高压辊磨机是肋年代问世，具有新的碎矿理论支撑的一种高效率超细粉碎设备。
它采用高压料层粉碎理论，显著的二次破碎获得很高的能量利用率，被称为超细粉碎设备的一场革命。
自1985年第一台高压辊磨机在水泥行业应用以来，国内外已有数百台成功地应用于生产之中。
由于设备工作压力极高，辊面的磨损成为一个重要问题，近年来，研究者和生产厂家为了将其推广到金属矿山，也开展了大量的试验研究。
在碎矿理论方面，1988年HumboldtWedag公司的卜BKlymowsLy和J.LinL3j在研究高压辊磨机的粉碎模型时提出，高压辊磨机模型的核心是描述在具体考虑每个粒级之间能量分布的情况下，料层粉碎中离散粒级群的平衡。
认为料层中粒度分布对粉碎的影响是用近似的方法定量的。
除了料层粉碎之外，还考虑了辊端的边缘效应以及大于工作间隙的物料的预粉碎。
通过研究给出了边缘产品的能量数及粒度分布的评估方法和辊中央与边缘区域之间能量分布的评估方法。
1992年姚践谦等人综合散体力学，有限元和破碎理论等多方面的知识，按全新的思路和方法研究了矿岩层压破碎机理，用散体力学建立了破碎腔内料层的散体等效模型，求得了粒间接触力大小和分布以及破碎规律，在新设计的层压破碎试验台上，实验验证了新建力学模型的可行性，揭示了层压破碎的一些新的特性和规律。
1998年王介强、宋守志[刨概述了料层粉碎理论的发展情况，包括粉碎的能耗规律和粉碎的力学理论，提出可采用统计细观损伤力学来研究料层粉碎的动力学过程。
铁矿石物料粒间粉碎的数学建模
第 ２期
矿
冶
Ｖｏ １ ． ２ ２． ＮＯ ． ２
２ ０ １ ３年 ６月
ＭＩ ＮＩ ＮＧ ＆ Ｍ ＥＴ ＡＬ Ｌ ＵＲＧＹ
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ｌ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ７ ８ ５ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． ０ ０ ０ ４ ￣７
铁 矿 石 物 料粒 间粉 碎 的数 学建 模
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｇ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ６ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ＡＢＳＴＲＡ ＣＴ ： Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｍｉ ｎ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｂ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ － ｂ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｎ ａ ｒ ｒ ｏ ｗ ｓ ｉ ｚ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ － ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ３ ｋ ｉ ｎｄ ｓ ｏ ｆ ｉ ｒ ｏ ｎ ｏ ｒ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｕｉ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｐ ｒ ｅ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ — ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ — ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ． Ａｎ ｄ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏｒ ｆ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎｇ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ － ｂｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｗｉ ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ — ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｎ
高压辊磨机的研究及应用
（ＭＰａ）
n ──油缸数量
A ──油缸面积，ｍ ｍ ２
A ＝ ０．７８５d ２
Pc ＝ １．２７４F／ nd ２ d ──油缸内径或活塞有效外径，ｍ ｍ
通过对氧化球团、脆性矿石进行的试验研究结
果表明，最佳单位辊宽粉碎力 FBP ＝ ２４ ￣ ８０ ｋＮ／ ｃｍ。 但由于同一种物料在不同的使用厂家，其 FBP 也不 同。为可靠起见以及设计的高压辊磨机具有较大的
４ 高压辊磨机的应用
上世纪 ９０ 年代初期，世界上工业发达国家，如 德国、美国、巴西、俄罗斯等国家在选矿等工业领域
中，已成功地用高压辊磨机进行金刚石解离、贵金属
矿石选矿、贱金属矿石选矿以及制备球团给料等项
目，并取得了显著的经济效益和社会效益。国内粉磨
专家及企业也都紧跟时代潮流，率先采用先进的粉磨
技术。如我国武钢矿业公司程潮铁矿和柳钢矿业公司
缸的数量、直径大小，来满足每个油缸的压力 Pc 计 算公式为
单明确地表达粉碎力，我们用单位辊宽压力 FB 表
破 示，即
·
FB ＝ F／ B
磨 式中 FB──单位辊宽压力，ｋＮ／ ｃｍ
F ──粉碎力，液压系统提供作用于轴承座的
总推力，ｋ Ｎ
B ──挤压辊宽度，ｃ ｍ
式中
因 即有 式中
Pc＝F／ nA F ──总粉碎力，Ｎ
表 ４ 五级配球结果
钢球规格 （ｍｍ） φ １００ φ ９０ φ ８０ φ ７０ φ ６０
级配量 （ｔ）
１．５４ １．７７ ６．０３ ５．３２ ０．９４
D平均＝７８．５ ｍｍ
Σ ＝ １５．６ ｔ
入表 ４。
３ 结语
三级、四级或六级配球，工厂可根据本厂情况自 行编制级配选用表，五级配球可在四级配球的基础 上，利用微调公式加以整理，得到很好的配球效果。
辊压机工作应力有限元模拟
辊压机工作应力有限元模拟马燕，刘仁培，刘大双，祝坤，高文良 （南京航空航天大学 材料科学与技术学院，南京 210016）摘要：本文以物料为基础建立辊压机磨辊的的数学模型，求得磨辊工作应力的分布，同时建立辊压机磨辊有限元模型。
采用自定义函数的方法对磨辊施加载荷，并进行求解计算，得到磨辊沿径向、轴向和周向的等效应力分布。
分析结果表明， 在径向α=0o，磨辊表面以下 15mm 处等效应力最大；在轴向，磨辊中部等效应力最大，逐渐向两端减小；在轴向，α=0o 处 等效应力最大。
由结论可知，在辊面以下 15mm 处应使用高强度、中等硬度的堆焊材料，要具有良好的抗疲劳性和结合性， 同时满足一定耐磨性能。
关键词： 辊压机 工作应力 有限元模拟 堆焊0 前言辊压机是 20 世纪 80 年代发展起来的一种新型 节能增产粉磨设备，使用于石灰石、砂岩、水泥熟 料、粒化高炉矿渣等脆性物料的粉碎。
与球磨机相 比较，辊压机有能耗低、噪音低、粉磨效率高、占 地面积小、安装容易等优点[1]。
但是由于辊压机工 作应力大（50-300MPa） ，工作条件恶劣等造成辊 压机辊面磨损严重，而在磨辊表面堆焊耐磨材料是 目前全世界公认的最有效、最简便的防护方法。
由 于磨辊的磨损与辊面堆焊材料的性能和堆焊工艺 等有密切的关系。
而堆焊工艺的制定又和辊压机运 行时工作压力的分布状况有着密不可分的关系，因 此，对辊压机工作应力进行分析显得尤为重要。
1 辊压机的数学模型 1.1 物料粉碎过程A1A2 水平面与磨辊接触，此处间隙宽为 b，物料相 对密度为 δ0，在这一点物料开始受到磨辊表面摩擦 力的驱动。
物料在垂直方向被加速，当物料到达平 面 B1B2 处，间隙宽为 h0，假设此处物料速度等于 磨辊表面速度，物料开始被磨辊压缩直至到达平面 C1C2，此处间隙宽为 s，相对密度 δs 达最大值。
此 处压缩后的料层以磨辊在 C1C2 点处的圆周速度通 过 C1C2 平面，然后再水平方向上反弹。
辊压机及粉磨系统计算
S─产品比表面积，cm2/g；
磨机单位功耗W0值表4
S/cm2/g
3000
3100
3200
3300
3400
3500
3600
3700
3800
3900
4000
W0/kw×h/t
30.7
32.0
33.6
34.7
36.1
37.5
38.8
40.3
41.70
43.2
44.6
根据单位功耗及磨机需要功率，就可以算出磨机的生产能力。
F80/μm
25000
1000
200
C1~C6为各种修正系数表3
状况
磨内径
干法圈流
工艺流程
微粉碎
粉碎比
喂料过大
修正系数
0.915
1.30
开流1.2
圈流1.0
1.0
1.0
F80<F0时1.0
为计算方便C1~C6乘积，未加辊压机取“1.4”，增加辊压机取“1.33”。
3.
WG=W0×y1×y2-----------------------------------------------------（3）
P0─磨机理论功率，kw；
q0─磨机单位功产，t/kwh；
q0与水泥标号、比表面积、系统流程有关，其值见表5、6
生料磨单位理论功产q0kg/kwh 表5
生料细度+80μm
系统流程
统计值
确定值
备注
干法管磨
开流
53.9
50~60
矿渣配料〈70%
圈流
91.2
75~89
高压辊磨机的有限元分析机理
高压辊磨机的有限元分析机理高压辊磨机磨辊在工作过程中产生的应力对磨辊的失效分析和寿命预估是非常重要的，磨辊的应力取决于载荷情况、高压辊磨机磨辊的结构参数和物料的特性。
本章对磨辊强度进行有限元分析，以物料取石英的实验为例，得出磨辊沿径向、轴向、周向的当量应力分布。
然后进一步分析磨辊在不同物料和工作参数下的应力分布规律。
有限单元法原理及软件运用计算机来获得满足工程需要的数值解，即数值模拟技术可以解决许多工程分析问题，如固体力学中的位移场和应力场分析、电磁学中的电磁场分析、振动特性分析、传热学中的流场分析等。
目前在工程技术领域常用的数值模拟方法有：有限单元法、边界元法、离散单元法和优先插分法等。
但就其实用性和应用性而言，主要还是有限单元法。
有限单元法简介有限单元法的基本思想早在40 年代初期就有人提出，但真正用于工程中则是在20 世纪中叶电子计算机出现以后。
它是计算数学、计算力学和计算工程科学领域里诞生的最有效的方法之一。
用有限单元法进行结果分析的基本思想是：将一个连续的弹性体进行离散化，分割成彼此用节点连接的有限个单元，然后对单元进行分析，用节点位移来表示结构的变形，再建立整个关于结构位移的表达式。
根据变分原理，可以得到一个以节点位移为未知数的大型线性方程组，然后用人们所熟知的消元法或迭代法，即可求出各节点位移处的近似值。
进一步可求出各节点的应力、速度、加速度值。
这种先分后和，以有限个数的单元代替连续的弹性体的方法就是有限单元法的基本思想。
几十年来，有限单元法的应用已由弹性力学平面问题扩展到空间问题，由静力平衡问题扩展到稳定性问题、动力学问题和波动问题，由固体力学问题扩展到流体力学、传热学、电磁学等领域。
发展到今天，不仅使各种不同的有限元法形态相当丰富、理论基础相当完善。
而且已经开发了一批使用有效的通用和专用有限元软件。
目前国际上较大型的面向工程的有限元通用程序达到几百种，其中最著名的有：ANSYS、NASTRAN、ASKA 、ADINA 、SAP 等。
2传动系统设计
主电机功率确定方法
1、理论计算法 2、实验研究 3、经验法 4、反向设计方法
4、减速器介绍
由于减速器成对安装在辊磨机的固定辊和活 动辊上,而且是同侧布置,外型尺寸受到辊压机中 心距的限制。 由于减速器悬挂安装于辊压机固定辊和活动 辊上，因此要求减速器结构紧凑,重量轻,齿轮强 度高, 轴承寿命长，运转平稳,安全可靠，入轴联 轴器有一定浮动量。 减速器一般采用强制冷却循环润滑和油池飞 溅润滑，自带油泵和冷却器循环系统，以保证润 滑冷却要求。
减速装置安装结构图
减速器安装结构特点
减速器采用悬挂安装，减速器重量由 输出轴作用在辊子轴头上，因此要求减 速器结构紧凑，重量轻。 减速器后机盖上设有扭力法兰，通过 螺栓与扭力支承连接，因此，减速器工 作时的翻转力矩由扭力法兰承受。
5、悬挂方式介绍
为了使传动装置能够随着活动辊水平移动， 承插式行星齿轮减速器均悬挂在挤压辊的轴头 上，不用基础固定。对这种减速器必须解决扭 矩平衡的问题，否则减速器会随挤压辊转动， 无法传动。
三、两个挤压辊共用单进轴双出轴的圆柱齿轮减速器
传动结构：由一台电动机驱动 ，减速器和电动机都固定在基础 上，两个挤压辊共用一台单进轴 双出轴的圆柱齿轮减速器。 减速器与辊磨机通过两根完全 相同带空心轴的齿轮联轴节相联 ，齿形联轴节的两端用缩套联轴 器分别与其轴头连接固定。 特点： 由于齿轮联轴节是双 鼓形齿，允许有较大的角度偏差 ，所以完全能满足活动辊前后移 动的要求。因齿轮联轴节安装在 减速器与辊压机之间，转矩很大 。
减速器输出轴连接
行星减速器输出轴联轴器 采用胀套与辊子轴头直接连 接，以实现减速器随同活动 辊一同移动。 减速器输出轴设计成空心 ，胀套直接插入空心输出轴 ，通过胀套的弹性变形和过 盈配合以传递扭矩。 优点：可以实现过载保护 。
高压辊磨机
(3)高压辊磨机破碎矿石的能耗低。在上述工作条件下,单位通过量能耗和新给料单位能耗分别为1. 07kWh/t 和1. 68kWh/,t与创造基本同等富集效率的现场一段球磨所需电耗相比,低60%以上。
高压辊磨机
机械设备
01 英文解释
03 应用广泛 05 技术成果
目录
02 粉碎特点 04 产品优势
高压辊磨机，HIGH PRESSURE GRINDING ROLL，生产量是1000吨/小时。
英文解释
HIGH PRESSURE GRINDING ROLL(HPGR)
粉碎特点
由于高压辊磨机在形式上很象传统的对辊机,很多人错误地认为高压辊磨机与传统的对辊机具有相同的缺点。 实质上高压辊磨机与传统的粉碎技术有两点本质上的不同,其一是高压辊磨机实施的是准静压粉碎,这种准静压粉 碎方式相对于冲击粉碎方式节省能耗约30 %[2 ] ;其二是高压辊磨机对物料实施的是料层粉碎,是物料与物料之 间的相互粉碎。这种原理的粉碎效率相对于传统的破碎和球磨技术有明显的提高,磨损也明显地减少。物料之间挤 压应力可通过辊子压力来调节。整个辊磨过程是通过两个相向转动的辊子实现的,其中一个辊子固定,另一个辊子 可以移动。
高压辊磨机在国内、外已普遍应用于水泥行业的粉碎,化工行业的造粒,以及球团矿增加比表面积的细磨。用 于金属矿石的破碎,以实现简化碎矿流程、多碎少磨、提高系统生产能力、改善磨矿效果或选别指标等不同目的生 产实践,国外较多,如毛利塔尼亚SNIM/zouerat用于将25~0mm铁矿石闭路破碎至-1. 6mm占65%左右、智利CMH用 于将65~0mm铁矿石破碎至7~0mm、澳大利亚One Steel公司用于将25~0mm磁铁矿碎至3. 15~0mm;美 EmipireIronOreMine用于破碎自磨机顽石、葡萄牙某矿用于破碎锡矿石、波兰KGHM Polish Copper,Polkowice 用于破碎铜矿;俄罗斯Alrosa矿用于破碎金矿石等。
高压辊磨机技术参数
高压辊磨机技术参数
高压辊磨机，那可是个厉害的家伙啊！它的技术参数就像是它的独特密码，决定了它能有多牛！
先来说说它的粉碎能力吧，那简直就像是一个超级大力士，能把坚硬的物料轻松碾碎。
就好比你面对一块巨大的石头，你可能觉得无从下手，但高压辊磨机可不会退缩，“咔咔”几下就把石头变成了细小的颗粒。
还有它的处理量，那可是相当惊人啊！就如同一条奔腾不息的河流，源源不断地处理着大量的物料，效率高得让人惊叹。
你能想象到那种场景吗？大量的物料快速地通过，被迅速加工成符合要求的产品。
再看看它的能耗，哇哦，真的是很节能呢！这就好像一辆超级跑车，动力强劲的同时还特别省油。
它不会浪费过多的能源，而是把每一份能量都用在刀刃上，为企业节省了不少成本呢。
它的辊子直径和宽度也是很关键的参数哦！这就好像是人的脚的大小，合适的尺寸才能走得稳、走得快。
直径和宽度的合理搭配，让高压辊磨机在工作时更加稳定可靠。
它的压力调节范围也很广呢，就像是一个灵活的舞者，可以根据不同的物料和需求，调整出最适合的压力。
有时候需要温柔一点，有时候又需要大力一些，它都能轻松做到。
高压辊磨机的这些技术参数相互配合，就像是一支默契十足的交响乐团，共同演奏出美妙的工业乐章。
它为各种行业的物料加工提供了强大的支持，让生产变得更加高效、节能、环保。
在我看来，高压辊磨机就是现代工业的一颗璀璨明星，它的技术参数就是它闪耀的光芒。
它不断推动着各个行业的发展，让我们的生活变得更加美好。
我们真应该为有这样厉害的设备而感到骄傲和自豪啊！。
板带轧机轧辊磨损数学模型研究
板带轧机轧辊磨损数学模型研究板带轧机轧辊磨损是一个十分普遍的问题，它是一个复杂的多变量系统，受到不同的工艺参数的影响，以及轧辊表面结构和材料特性的影响，因此，研究轧辊磨损的原因以及相关的原理是很重要的。
本文将介绍使用数学模型进行磨损诊断的原理以及相关技术，从而有助于解决板带轧机轧辊磨损的问题。
首先，我们介绍板带轧机轧辊磨损数学模型。
磨损数学模型是一种可以模拟磨损发生过程的精细模型，它可以根据轧辊表面结构和材料特性分析板带轧机轧辊磨损的损坏机理。
总体上，磨损数学模型将轧辊磨损的一些工艺参数（如轧制的力度和速度、轧辊表面粗糙度等）用相应的参数表示，以及在磨损过程中受磨损的材料的相关参数，如材料的硬度、熔点和摩擦系数等。
基于此，磨损数学模型可以诊断板带轧机轧辊磨损的发生过程，从而有助于解决轧辊磨损的问题。
其次，我们介绍板带轧机轧辊磨损数学模型的应用。
基于磨损数学模型，我们可以诊断板带轧机轧辊磨损的发生过程，从而有助于确定轧制的工艺参数，设计合理的轧辊表面结构和材料特性，我们可以模拟板带轧机轧辊磨损的发生过程，从而预测轧制过程中轧辊磨损的趋势，并采取恰当的措施防止磨损，从而提高轧辊的使用寿命。
最后，我们介绍板带轧机轧辊磨损数学模型的研究进展。
在现有的研究中，针对不同的轧辊和材料，数学模型已经建立，发现不同的轧辊表面结构和材料特性对轧辊磨损的影响，以及轧制的不同工艺参数如何影响轧辊磨损等，并建立一系列磨损预测模型，对轧辊磨损的研究取得了较好的成效。
综上所述，数学模型可以发现轧辊磨损的原因，为解决板带轧机轧辊磨损提供有力的技术支持和工具。
在今后的研究中，数学模型将继续发挥重要作用，有助于提高轧辊磨损的预测水平，从而获得更高的产品质量和有效的生产管理。
提高板带轧机轧辊磨损数学模型研究的结果可以为工程实践提供科学依据，帮助企业有效管理轧辊磨损的问题，有助于提高企业的整体生产素质。
总之，板带轧机轧辊磨损数学模型的研究是一个复杂的问题，需要加强研究，以更好地解决该问题。
工作辊温度场计算模型小四黑体
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高压辊磨机工作机构的设计
目录第1章绪论 (3)1.1引言 (3)1.2高压辊磨机的发展历程 (3)1.3高压辊磨机工作原理 (5)1.4高压辊磨机的应用特点 (5)1.5高压辊磨机存在的问题及发展前景 (6)1.5.1存在的问题 (6)1.5.2发展前景 (7)1.6本课题的提出及研究的主要内容 (7)第2章高压辊磨机主要工作参数的确定 (8)2.1最小辊隙Smin的确定 (8)2.2最大喂料粒度dmax的确定 (8)2.3比压力与工作推力的确定 (9)2.3.1比压力的确定 (9)2.3.2工作推力F的确定 (9)2.4辊子圆周线速度v及角速度n的确定 (10)2.5处理量Q的确定 (10)2.6物料湿度的控制 (11)2.7物料尺寸的确定 (11)2.8功率的确定 (11)2.9其他参数的确定及汇总 (11)第3章高压辊磨机工作机构总体方案的确定 (13)3.1高压辊磨机工作机构方案的拟定 (13)3.2高压辊磨机挤压辊的选型 (13)3.3联轴器的选择与校核 (14)3.3.1联轴器类型的选择 (14)3.3.2联轴器选型计算 (15)3.4高压辊磨机下料装置的设计 (15)3.4.1 料斗的设计 (15)3.4.2侧挡板的设计 (17)第4章高压辊磨机工作辊的设计及计算 (17)4.1挤压辊的粉碎机理 (17)4.2 挤压辊的辊面材料及类型的选择 (17)4.3 挤压辊辊轴的设计与计算 (18)4.4 挤压辊的受力分析 (21)4.5 挤压辊的强度校核 (22)4.6连接键的强度校核 (23)第5章高压辊磨机轴承的选型及校核 (25)5.1轴承的选型 (25)5.2轴承的校核 (25)第6章结论 (27)第1章绪论1.1引言我们知道，矿石在提炼出所需要的金属之前必须要经过粉碎，长期以来，承担此类粉碎任务的设备主要是筒式磨机，效率低下。
在经济的高速发展的时代，粉磨效率的底下导致了能源的大量消耗，选矿处理的原矿由于“贫、细、杂”等更加难选。
辊压机与球磨机选型配置及计算
辊压机与球磨机选型配置及计算第6章辊压机与球磨机选型配置及计算6.1球磨机球磨机的构造及粉磨原理在不少书中已有详细介绍，本章仅就球磨机、选粉机、辊压机常用的有关技术参数计算以及球磨机与辊压机的配置型式、配置辊压机后的节能效果进行重点叙述。
6.1.1磨机所需功率pt=p0?k1（6-1）p0=0.184？迪？六、Nφ? （6.16-5.75 φ）（6-2）式中：Pt——磨机所需功率，kW；P0——磨机的理论功率，kW；DG——磨机的公称直径，m；dg=4~5m，δ=0.08mdg=3~4m，δ=0.07mdi─磨机有效内径，di=dg-2δ，m；vi─磨机有效容积，m3；n─磨机转速，r/min，n?32.66dγ─钢球容重，t/m3；K1——动力系数，水泥磨、生料磨、大中型：K1=1.25；中小型：k1=1.35；? 0.166；φ─研磨体填充率，%，一般为28~30%（γ=4.5t/m3计）；p0=0.515？迪？FNk1？k2（6-3）式中：F——研磨体的承载能力，t，F=VI？φ?γ、 N-磨机速度，R/min，N=K3？42.3?Dik1——研磨系数，K1=0.69~0.75；K2——填充率系数，K2=0.009×（96.7——φ）?0.5；K3——磨机比转速，%，通常为70~80%；6.1.2磨机单位功耗为了计算磨机的生产能力，应首先计算磨机的单位功耗。
?1010????c1?c2?c3?c4?c5?c6（6-4）w0?wi???pf80??80?式中：W0——磨机单位电耗，kwh/T；wi─物料邦德功指数（易磨性），kwh/t，各种物料wi值见表6-1；表6-1材料粘结功指数物料wi（kwh/t）石灰岩8~14生料7~12熟料14~19辊压后熟料12~13P80——80%通过筛子的成品粒度，μm表6-2p80与比表面积的关系比表面积s（cm2/g）p80（μm）288045.72306040.7315037.60324036.30360028.20f80——通过筛孔的80%研磨材料的粒径，μm表6-3f80与粉磨系统的关系磨矿系统F80（μm）闭路球磨机25000+辊压机1000+V型选粉机200f80与磨矿系统的预处理模式有关，该模式变化很大，可以手动控制。
内外复合三通管辊模拉拔机械复合数值模拟
内外复合三通管辊模拉拔机械复合数值模拟内外复合三通管辊模拉拔机械是一种用于金属管材加工的设备，其主要工作原理是利用三个辊轮来对金属管进行挤压和塑性成形。
辊轮的设计和运动参数对于成形质量和效率有着重要影响。
而通过数值模拟技术，可以对这些参数进行仿真分析和优化设计，从而提高机械成形的效率和质量。
在进行内外复合三通管辊模拉拔机械的数值模拟时，首先需要建立合适的数学模型。
这个模型通常包括了金属管材的材料力学性质、机械结构的几何参数以及各种运动参数等。
通过合理的简化和假设，可以将复杂的机械系统简化为一组数学方程，从而实现对机械工艺的数值模拟。
在模型建立之后，还需要进行一系列的参数选择和网格剖分工作，以确保数值模拟的准确性和稳定性。
通过数值模拟，我们可以对内外复合三通管辊模拉拔机械的工艺流程和各种参数进行仿真分析。
我们可以通过数值模拟来研究辊轮与金属管材之间的接触变形行为，从而得到合理的辊压力与变形分布规律。
又如，我们可以通过数值模拟来研究辊轮的运动轨迹和速度规律，从而得到合理的运动参数方案。
这些仿真分析结果对于实际加工工艺的改进和优化具有重要的指导意义。
除了对内外复合三通管辊模拉拔机械工艺参数的仿真分析外，数值模拟还可以用于机械结构设计的优化。
在辊轮的结构设计中，我们可以通过数值模拟来研究不同结构参数对于辊压力分布和变形规律的影响，从而得到合理的辊轮结构设计方案。
这种结构设计方案的优化能够有效地提高机械的使用寿命和成形精度。
在实际的内外复合三通管辊模拉拔机械的设计和制造中，数值模拟技术已经被广泛应用。
通过数值模拟，我们可以在较短的时间内快速得到各种参数的仿真分析结果，而无需进行大量的试验和实验。
这种高效的仿真分析工作大大加快了机械设计的进程，同时也节约了大量的设计成本。
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Series No.410 August 2010 金 属 矿 山MET AL M I N E总第410期2010年第8期3国家自然科学基金项目(编号:50874016)。
刘建远(1958—),男,北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室,教授级高级工程师,博士,100044北京市西直门外文兴街1号。
・专题综述・高压辊磨机粉碎数学建模和计算机模拟研究进展3刘建远(北京矿冶研究总院)摘 要 介绍高压辊磨机粉碎数学模型的研究进展,以及应用粉碎数学模型通过计算机模拟计算进行工业型高压辊磨机粉碎效果预测、粉碎回路流程设计和工艺条件优化的研究进展。
关键词 高压辊磨机 数学模型 计算机模拟Progresses i n M a the ma ti ca lM odeli n g and Co m puter S im ul a ti on ofComm i n uti on w ith H i gh2Pressure Gr i n d i n g RollsL iu J ianyuan(B eijing General Research Institute of M ining and M etallurgy)Abstract The paper intr oduced the research p r ogresses hithert o made in the mathe matical modeling and computer si m ulati on of comm inuti on with HPGR,and p r ogresses on p redicting the comm inuti on perf or mance of industrial scale HPGR and op ti m izing design and operating para meters of comm inuti on circuits thr ough the computer si m ulati on by app lying the mathe matical modeling of the comm inuti on.Keywords H igh2p ressure grinding r olls,Mathe matical modeling,Computer si m ulati on 高压辊磨机作为一种新型粉碎设备,自上世纪80年代中期问世后,在水泥行业很快取得了巨大成功,节能降耗效果显著。
相比之下,它在矿物加工领域的推广应用却由于两个方面的原因而一直进展缓慢。
第一方面的阻碍是处理矿石物料时辊面磨损速率过高,导致设备运转率降低,生产成本增加。
为此各设备厂家不断努力,在提高辊面工作寿命、缩短辊面修复和更换所需时间等方面做了不少工作。
现在这方面的阻碍已基本被克服。
第二方面的阻碍是由于矿石原料的多样性以及矿物加工工艺流程的复杂性,对每一个应用个案均需要从原料性质入手进行针对性的试验研究和流程配置设计,前期工作量比水泥行业大得多。
物料的颗粒床压载粉碎试验可在各种规格的高压辊磨机上进行,甚至也可在特制的活塞式压载容器中进行。
一般来说,在压载容器和小型高压辊磨机上的试验所需物料量较少,但此类试验大多只被用于基础研究和对潜在应用项目的前期探索性评估;半工业规格的高压辊磨机粉碎试验需要的物料量较多,这种试验是目前进行流程设计和确定工业磨机工作参数所必须的。
如何根据中小型磨机的试验结果预测工业磨机的工艺性能是进行流程设计时需要考虑的问题。
处理量的按比例放大一般没有太大困难,只要给出所用工业磨机的规格和辊子转速就可进行估算;而对工业磨机粉碎结果的预测就不那么简单了,尤其是当工业磨机与试验磨机在给矿粒度或粒度分布上差异较大时更是如此。
一个可能的解决方案就是建立相应的数学模型并进行工业过程的模拟计算。
为了全面评估流程的运行效果,有时需要进行包括物料返回在内的半工业规模或工业规模的连续试验。
这类连续试验处理的矿石量大,试验费用高,而且往往受试验条件制约,并不能考察所有可能的影响因素。
此时,也可借助于数学模型和过程模拟技术,通过在计算机上进行流程模拟来减少所需的试验工作量、拓宽研究范围并进行更多的选项及方案比较,取得事半功倍的效果。
因此,在高压辊磨机应用的可行性研究及流程设计中,数学模型和过程模拟技术可发挥其独特的作用。
本文介绍这两方面的研究进展。
1 高压辊磨机粉碎数学建模对高压辊磨机粉碎数学模型的研究从上世纪90年代初开始见诸于文献。
早期的建模方法是根・1・据一般形式的粉碎模型进行推导或直接借用其他设备的粉碎模型。
Fuerstenau 等[1]从研究球磨机粉碎过程时常用的粒度离散、时间连续的分批磨矿总量平衡模型出发,通过考虑磨矿比能耗与磨矿时间的正比关系,将描述粉碎时各离散粒级间质量传递和平衡关系的微分方程组中的时间变量变换为能耗变量后用来表达高压辊磨机的粉碎行为,这样便可利用里德(Reid )在线性动力学假设条件下导出的关于分批磨矿总量平衡模型的解析解[2],得到粉碎产品的粒度分布作为粉碎比能耗的函数的表达式。
将这个模型用于模拟计算时需要考虑物料粉碎行为随粒度和比能耗的变化关系,Fuerstenau 等在这方面未作进一步的探讨。
另外,利用里德的解析解建立起的粉碎模型隐含了物料粉碎行为(即各粒级选择函数和碎裂函数的取值)与给料的粒度组成无关的假设,而实际上,在颗粒床粒间粉碎条件下,物料的粒度组成对各粒级物料的粉碎行为有很大的影响。
Austin 等[3]将一个已有的对辊破碎机粉碎模型进行修改后作为高压辊磨机粉碎的模型。
这个模型对各粒级物料的粉碎行为采用了球磨机粉碎建模时常用的处理方法,即假设各粒级的碎裂函数具有“自相似性”,而选择函数则被视为粉碎比的函数。
他们将试验数据与模型的计算结果相比较后发现,这个模型不能提供令人满意的预测结果。
另一个途径是根据试验或生产数据直接建立经验模型。
Fuerstenau 等[4]提出了一个关于高压辊磨机粉碎的经验模型,将磨机通常工作范围内的能耗与粉碎比的关系用一个线性关系式来表示。
他们通过窄粒级给矿的小型高压辊磨机粉碎试验得出了这个关系式后,发现只要粉碎产品以中位粒度值为基准的相对粒度分布函数曲线与比能耗无关,而且各粒度对应的分布函数值与中位粒度值的对数存在线性关系,就能通过这个经验模型计算出产品的粒度分布。
Sch m itz [5]通过研究水泥熟料的粉磨发现,在高压辊磨机通常的工作范围内采用相对粒度表示法,会得到一条仅与物料种类有关的粒度分布曲线,而且粉碎产品比表面积的增加是磨机工作压力的函数。
用数学关系式定量表达这个经验规律,可得到一个用高压辊磨机粉碎水泥熟料时,产品细度随工作压力变化的简化模型。
这两个经验模型的特点是将高压辊磨机的粉碎结果直接与粉碎能耗或磨矿压力相联系,不涉及物料在各粒级之间的质量传递与平衡。
由于建模出发点与特定的物料和磨矿条件相关,因而模型的适用范围很小,离用于磨矿流程模拟计算还有很大差距。
高压辊磨机粉碎的基本机制是物料颗粒床(也称料层)在两个相向转动的压辊之间受到高压强挤压作用而使床内的颗粒发生粉碎。
就颗粒床中的各单个颗粒而言,除了与辊面直接接触的少部分颗粒外,导致粉碎发生的接触力完全来自其周边相邻颗粒的作用,这种粉碎机制称为粒间粉碎(inter particle breakage )。
在辊子的边缘,粉碎作用由于压强的降低而有所减弱,这种现象称为边缘效应(edge effect ),此效应在压辊宽度与压辊直径比值较小的磨机上特别显著。
另外,若给矿中含有粒度大于两辊之间间隙的颗粒,这些颗粒会在进入高压强压载粉碎区之前受到近似单粒粉碎的预粉碎(p rebreak 2age )。
显然,一个适用的高压辊磨机模型应当能够使以上3种发生在机内不同位置的粉碎效应都得到反映。
20世纪90年代中到后期,澳大利亚昆士兰大学的Julius Kruttschnitt 矿物研究中心(JK MRC )和联邦科学与工业研究组织(CSI RO )在澳大利亚矿业研究联合会(AM I RA )的赞助下,联手开展了关于高压辊磨机数学模型及其应用的专项研究。
该项目涉及设备能耗、处理量和物料粉碎等方面的数学建模以及模型在设备尺度放大预测上的应用。
高压辊磨机粉碎模型的研究主要由JK MRC 完成。
JK MRC 建立的高压辊磨机粉碎模型[628]包含了反映上述3种粉碎效应的3个子模型,在各子模型中都应用了同一个先前由JK MRC 建立的破碎机模型。
此破碎机模型有4个模型参数,在建模时需要通过专门的粉碎试验来测定物料的粉碎特性,并利用相关的粉碎试验结果来进行模型参数拟合。
具体地说,对于高压辊磨机中预粉碎及边缘区粉碎的建模,需要通过实验室单粒粉碎试验来确定物料的粉碎特性及其与粉碎能耗和物料粒度的关系,并利用对辊破碎机的粉碎试验结果来拟合模型参数;对于高压颗粒床粉碎的建模,需要通过活塞压载颗粒床粉碎试验来确定物料的粉碎特性及其与粉碎能耗和物料粒度的关系,并利用高压辊磨机的粉碎试验结果来拟合模型参数。
在JK MRC 破碎机模型的4个模型参数中,只有1个是用来表征物料粉碎特性的。
该参数被称为t 10参数,其意义为碎块的粒度分布函数在粒度为原始被碎颗粒粒度1/10处的取值(以百分数表示),所以t 10值实质上只代表产物粒度分布曲线上的一・2・总第410期 金 属 矿 山 2010年第8期个特殊点,而物料的粉碎特性需要用整条粒度分布曲线来表达。
JK MRC模型对此的处理方法是通过专门的实验室(单粒或颗粒床)试验测定物料在不同t10值下的碎块粒度分布曲线,并在各分布曲线上选取一组离散的特殊点作为节点数据存入物料特性数据库,应用时根据三维空间上的这些节点数据,利用样条函数曲面回归拟合方法得到对应于某个t10值的整条粒度分布曲线。
在建立比能耗与t10值及物料粒度的关系时,JK MRC的破碎机模型实际上也应用了类似的样条函数曲面回归拟合方法,需要用到另外一组由实验室粉碎试验得到的数据作为节点数据。
因此,整个高压辊磨机模型虽然只有12个模型参数(每个子模型有4个),但在进行模型计算时,所需的描述物料特性和设备工作状况的基本参数实际上却远不止12个。
由于涉及的基本参数较多,在高压辊磨机粉碎的建模中,JK MRC的研究人员采取了根据经验和理论分析将所有节点数据和大多数模型参数均设定为默认值的做法,而只保留高压颗粒床粉碎子模型中的1个模型参数为待定参数,其取值根据对试验结果的迭代拟合来确定。
在原先的JK MRC破碎机模型中,4个模型参数通常被表达为设备作业参数、处理量和给矿粒度的函数,分别采用一个线性回归式来逼近。