基于EDEMBulksim仿真的手段实现曲线落煤管的设计
EDEM离散元仿真技术在B2Z装船机折返料斗改造方案中的应用
EDEM离散元仿真技术在B2Z装船机折返料斗改造方案中的应用作者：刘冬来源：《科学与信息化》2018年第06期摘要本篇文章首先对装船机料斗堵斗情况的原因进行分析，应用SolidWorks对折返料斗在结构上进行了从新设计并建立三维模型，然后将模型导入到离散元软件EDEM中，对折返料斗落料过程进行了模拟仿真，从衬板类型、料斗形状、及倾斜角度三个角度入手，对装船机料斗堵料问题进行解析，并以此为依据，提出改造措施。
希望通过本文的阐述，可以给相关领域提供些许的参考。
关键词装船机料斗；堵料；设计改造秦皇岛港煤二期B2Z装船机折返料斗因衬板使用效果差、耐磨性能差以及本身设计结构及倾斜角度等原因，当输送含水量较大或黏性较大的煤炭时，易在料斗侧壁集料而造成料斗淤积拥堵，在冬季进行粘煤作业时堵斗现象尤其突出。
1 问题分析因折返料斗结构设计上的原因，如从根本上解决这个问题，若仅对衬板进行更换仍不能完全避免在冬季产生堵斗，因此必须同时对B2Z折返料斗进行从新设计。
为此，我们应用SolidWorks对折返料斗在结构上进行了从新设计并建立三维模型，然后将模型导入到离散元软件EDEM中，对折返料斗落料过程进行了模拟仿真，直观地观察其落料过程，并可以观察到应力较大的区域，后又采用CAD对整体结构进行了组合设计，为B2Z折返料斗防堵煤结构设计计算上提供依据。
在粘煤作业堵斗这个问题上，我们也曾尝试通过更换摩擦系数更小的衬板等方法进行改进，虽然取得了一定的效果，但是当冬季作业时，堵斗问题仍会不时发生。
冬季一旦遇到堵斗，会消耗大量人力物力，又会带来安全隐患。
现有散装物料转接料斗的设计思维是：为有效保证衬板等设备的使用寿命，通过在料斗中形成“料磨料”减少设备的磨损，B2Z装船机料斗挡板及倾煤溜槽面均采用了“料磨料”的思想而添加了栅格设计，造成粘煤在的管壁淤积和板结，使得溜槽料斗的流通面积减小，在瞬时量大的情况下，易造成拥堵斗现象。
“料磨料”的设计思想虽然在一定程度上减少对料斗和皮带的直接磨损，但因为在物料输送过程中，对料斗、皮带以及托辊的冲击严重，降低设备的使用寿命。
基于EDEM的转运站落料管转运物料的离散元分析_蒋权
业环境、系统运行的安全性以及运行成本等。而转运 站的关键部分无疑是转运通道——落料管，它起着输 送、密封、调节工艺流程以及使物料合理分布、避免 偏载等重要作用，在实际生产作业中被大量使用。 目前，转运站落料管通常采用传统的直线形结 构，具有制作简单、方便安装的优点，但却不能很好 地控制物料流动，在多种影响因素作用下，常造成落 料管堵塞、扬尘、撒料、噪声大、输送带跑偏及设备
n
如果 |Tr,ij| > r|Fn,ij|，令 式中： r 为滚动摩擦因数。
= - Tr,ij / kr，则有 本栏目编辑 翟小华
|Tr,ij| = - r|Fn,ij| / | |， 在上述力和力矩的作用下，物料颗粒的速度、转 速及位置变化可由式 (3) ~ (5) 表示。 ， ， xyzi = xyzi,0 + Vt t 。 料颗粒的拽力。 (3) (4) (5)
比；Ei、Ej 分别为球 i、 j 的弹性模量；Ri、Rj 分别为 球 i、 j 的半径，m；nij 为球 i 指向球 j 球心的单位矢 量；xyz 为球的位置，m；e 为弹性恢复系数；m 为球 i 的有效质量，kg，由表 1 公式给出；Vij 为球 i 与 j 间 的相对速度，m/ s；G i、G j 分别为球 i 与 j 的剪切模 量； i、 j 分别为球 i、j 的角速度，rad/ s；Vj 为球 j 的速度，m/ s。 如果 |Ft,ij| > s |Fn,ij|，颗粒 i 发生滑移。 令
= n nij ，
n = Ri + Rj - |xyzj - xyzi|， ，
2.1 转运站物料颗粒离散元模型
离散元法一般认为是由 P. A. Cundall[7]于 1979 年 提出来的，用于研究非连续性物质结构和运动规律的 一种数值方法，并于 20 世纪 80 年代中期被引入到我 国，引起了国内岩土力学与工程界的浓厚兴趣。其基 本原理是将非连续介质离散成单元的集合或独立的块 体，利用牛顿第二定律建立每个单元的运动方程，再 用动态松弛法迭代求解，进而得到整个颗粒系统的演 化过程。由于离散单元法适用于模拟离散组合体的接 触和碰撞过程，以及各离散单元的相互作用，从而作 为研究颗粒物质复杂力学问题的有力工具被广泛应用 于岩土工程、散体力学以及爆炸力学等领域，并且取 得了一些令人瞩目的研究成果[8-17]。 物料颗粒间的相互碰撞作用是建立离散元模型并 进行计算的关键所在，笔者将考虑颗粒间的法向接触
基于EDEM的带式输送机工作过程仿真分析
基于EDEM的带式输送机工作过程仿真分析陈龙;张克平;樊宏鹏【摘要】为研究带式输送机工作机理,应用离散单元法软件EDEM建立带式输送机仿真模型并完成对输送过程的模拟,观察颗粒在输送带上的流动情况及在流动过程中的受力和能耗变化.模拟结果表明,在输送的初始阶段,输送带受力随着承载颗粒的增加而增加,颗粒所受切向力及法向力波动较大,输送机能耗急剧增大;输送带载运的颗粒量达到稳定后输送带受力即趋于平稳,颗粒受力稳定,能耗缓慢增加至最大值后逐渐下降.【期刊名称】《林业机械与木工设备》【年(卷),期】2016(044)009【总页数】3页(P17-19)【关键词】带式输送机;输送带;离散单元法;EDEM【作者】陈龙;张克平;樊宏鹏【作者单位】甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TD528;TP391.9带式输送机又称胶带运输机，是以输送带作为核心机构的一种连续输送机械[1]。
带式输送机不但可以进行碎散或成件物品等物料输送，还可以与各工业生产流程中的工艺过程相配合，形成有节奏的流水作业运输线，广泛应用于各个领域[2-3]。
输送带是带式输送机的主要部件，在工作过程中兼作牵引机构和承载机构，因此所受载荷极为复杂，除纵向拉伸应力外，还受到经过滚筒和托辊时的弯曲应力，输送带的主要失效形式表现为工作面层和边缘的磨损以及受大块、尖锐物料冲击引起的击穿、撕裂和剥离。
因此，为了选择合适的输送带，需要分析输送带的运载能力，并对带式输送机工作过程进行力学分析[4-5]。
EDEM是基于离散单元法的CAE三维可视化分析软件，可以模拟散体颗粒运动，并对模拟过程进行分析处理，其主要功能是通过模拟颗粒流的运动来分析其运动规律，可以解决物料的混合与分离、颗粒的损伤与磨损，以及机器部件对颗粒碰撞的力学反应等问题，减少对原型机和实体试验的需求[6-7]。
基于EDEM的物料破碎效果仿真分析
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本栏目编辑 翟小华
基于 EDEM 的物料破碎效果 仿真分析
黄鹏鹏，肖观发，李 成，胡名亮，于志恒
江西理工大学机电工程学院 江西赣州 341000
摘要：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。 关键词：EDEM；均匀设计；破碎效果；动颚板受力 中图分类号：TD451 文献标志码：A 文章编号：1001-3954(2014)10-0076-05
Abstract：Numerical simulation on crushing behavior of single grain was made by discrete element software EDEM, and uniform design method was used to set up the test scheme with three factors namely motion velocity, horizontal stroke of the moving jaw plate as well as tooth profile of the liner. In addition,
需破碎的物料也迅速增加。20 世纪 90 年代以来，每 年全球需碎磨的物料量在 100 亿 t 以上，并且随着能 源问题的凸显，加强对选矿设备破碎效果的研究就 显得尤其必要。国内就碎磨领域的研究也较多，中 南大学的李云龙等人对高压状态下矿物颗粒破碎的 基本规律进行了研究，得出粉碎过程可以划分为 “预 损—碎裂—压实” 3 个阶段，以及若干种矿物的挤压 阻力大小顺序 ；西安交通大学的梁焱等人进行了破 碎温度、速度、颗粒粒径和冲击角度四因素在低温条 件下对橡胶单颗粒的冲击破碎的研究，通过对破碎产 物粒度分布的分析，得到了这 4 个因素对粉碎结果 的影响[2]。目前，离散元法越来越广泛地应用于岩土 力学、矿物工程及化学工程等领域 [3-4]。离散单元法 的基本原理是：把所研究的对象看作是一个由若干个 独立单元组成的整体，根据牛顿定律与力和位移的关 系，在每一个时间步长内计算每一个单元的力和位 移，不断地计算和循环，直到运行到最后一个步长为 止。王国强等人运用离散单元法综合球磨机的比功 率、衬板磨损速率和颗粒破碎概率，对磨矿参数进行 了优化[5]；Djordjevic 等人进行了立式、卧式冲击破碎 机的 DEM 仿真分析[6]；中南大学的母福生运用离散 单元法对单颗粒单向压缩状态下的能耗进行了研究， 分析了冲击速度、齿板厚度等各因素对能耗及破碎概 率的影响[7]。笔者运用 EDEM 离散元软件，对破碎腔 中单颗粒的破碎行为进行仿真模拟，并基于均匀设计 试验对破碎行为中颗粒的破碎效果及动颚板的最大受 力进行分析。
基于 EDEM对散状物料转载系统优化设计的分析
基于EDEM对散状物料转载系统优化设计的分析湖北凯瑞知行科技有限公司技术研发部胡平摘要：随着国内散状物料输送的快速发展，对高带速、大运量的需求越来越大，传统散状物料转载系统的设计已经不能满足现有高带速、大运量皮带输送系统的使用要求，物料输送系统转载点粉尘污染、溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、撒料严重、设备磨损等越来越成为整个输送系统的突出问题。
3-DEM 曲线溜槽系统采用流线型优化截面设计，能够很好的汇集物料，减缓物料下落速度、保证料点对中、避免堵料、撒料等现象。
本文利用颗粒力学仿真软件 EDEM 分别对唐山港曹妃甸港区 T3 转载点的传统设计和 3-DEM 曲线溜槽技术设计进行了对比仿真分析，仿真分析表明转载点采用 3-DEM 曲线溜槽系统设计不仅很好地避免溜槽堵塞、皮带偏载跑偏等问题，同时对于粉尘的控制也起到了良好的效果，设备运行更加可靠、经济、稳定。
关键词：EDEM; 曲线溜槽；物料转载1 转载点传统溜槽设计与 3-DEM 曲线溜槽设计的区分在散料输送与装卸系统中，转载点溜槽系统是整个系统的咽喉，转载点溜槽系统设计的好坏严重影响着整个系统的输送效率和运行安全。
现有的转载点溜槽系统通常利用“料磨料”的设计思路，溜槽普遍采用直线型结构，截面形状一般为矩形截面，溜槽出口距离皮带底部较高，出口宽度也比较大，其具有制作简单、方便安装以及造价低等优点，但却不能很好地控制物料流动，在实际复杂工况作业下，造成物料堵塞、落料点不正引起的偏载跑偏、撒料严重、对胶带冲击大、粉尘浓度高、溜槽磨损严重等一系列问题，不仅影响了正常的工业生产、增加了生产成本，同时也影响了设备的安全运行。
如图 1 为转载点采用传统溜槽实际运行时存在的常见缺陷。
图 1 转载点传统溜槽常见缺陷3-DEM 曲线溜槽技术基于离散元方法，采用 SolidWorks 三维立体设计建模技术，借助于先进的颗粒学仿真软件，对散状物料输送过程中颗粒体系的行为特征进行较真实的模拟，从而协助设计人员对散状物料处理设备进行设计、测试和优化。
输煤系统粉尘控尘曲线落煤筒的设计
输煤系统粉尘控尘曲线落煤筒的设计
当现有的输送系统运行时,由于落煤筒的导流段的曲线是不合理的,煤料堵塞,输送带跑偏损坏,噪声,粉尘浓度高等现象,对工厂安全和文明生产有较大的影响。
在本文中,能量模型是根据运动学、动力学理论建立的。
基于摩擦力最小,下游输送带受到的冲击力(或与煤料相对速度)最小的原理,将落煤筒的下降段和导流段的曲线通过变分原理进行优化。
设计了煤流流速和筒壁受力的计算方法。
基于MATLAB和VB编制计算软件,计算落煤筒的合理曲线方程,快速估算煤料输送情况。
根据得到的方程式,使用SolidWorks建立三维模型,导入EDEM商业软件进行模拟,验证确定曲线设计。
该设计为曲线落煤筒的新技术提供了理论依据,对现有落煤筒的改造具有现实意义。
使用基于EDEMBulkSim仿真的转运站设计怎么让您省钱
使用基于EDEMBulkSim仿真的转运站设计怎么让您省钱使用基于EDEMBulkSim仿真的转运站设计怎么让您省钱引文随着科学技术的迅猛发展，仿真已成为各种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段，尤其是在航空航天领域，仿真技术已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段，可以取得很高的经济效益。
也就是说利用计算机实现对于系统的仿真研究不仅方便、灵活，而且也是经济的，这也是仿真技术得以发展的主要原因，即它所带来的巨大社会经济效益。
在电力工业方面采用仿真系统对核电站进行调试、维护和排除故障，一年即可收回建造仿真系统的成本，同样，作为能源消耗大户的火电，在日常的生产经营中，节约能源、降低消耗，用最少的投入去获取最大的经济效益，是公司生存的本质所在，发电企业节能减排意义重大。
本文将系统介绍基于模拟仿真的输煤系统设计是怎样实现节能减排，为用户省钱的。
第一部分：利用EDEMBulkSim实现设备系统化、精细化管理转运站是输运系统一个不可分割的、常见的组成部分。
不管是将物料从一个皮带转到另外一个皮带，还是将物料转移到处理设备（例如破碎机），转运站都是采矿和矿物加工操作的核心设备。
性能良好的转运站会给采矿操作带来一系列的好处：提高运营效率提高产量提高工人的安全减少能源损耗通过降低粉尘和洒料来降低对环境的损害减少不必要的辅助设备，降低投资一个性能良好的转运站还可以延长一条线上其它设备的寿命。
性能良好的转运站同样会降低计划外停机和维护的相关费用。
分析一：通过仿真可以节省制造模型费用传统设计方法依据手工分析计算，经验法则，仅仅依靠手工计算，工程师只能对简单的转运站的设计充满信心。
而转运站的设计需要调整物料流动的方向、两级皮带的高度差、缓冲区、分流门、多个排料口的位置等等，这些信息使用分析模型不能进行详细说明，如果想得到直观的展示，只有采用相似理论构建试验模型的方法对设计的适用性进行验证。
分析二：一次性完成建设目标，完成验收，不需要二次技改，减少施工浪费通过使用EDEMBulkSim仿真技术改造或者新设计转运站项目，根据对输送的物料之间和物料跟设备之间进行详尽的力学分析，找到问题点，然后通过修改设计，再仿真，达到最优的设计方案，从而在施工中一次性完成项目建设，最大程度降低转运站内部的堵塞，磨损，冲击，扬尘，跑偏等问题，达到节能、降耗、节约成本的目标。
曲线落煤管的设计
防堵抑尘曲线落煤管的设计关键词：转运站改造防堵抑尘曲线工作原理：图1：防堵抑尘曲线落煤管示意图防堵-就是给料皮带速度赋予煤流的动能在转运点曲线落煤管内与煤流势能叠加，叠加后具有合能量的湿煤流克服了倾角管壁的摩擦力，使煤流能够靠自身惯性能量沿曲线落煤管滑落到接料皮带上，防止了堵煤。
抑尘-就是将煤流在传统落煤管中的“爆炸式”无序坠落改变为在曲线落煤管中的“集束式”有序滑落，控制滑落煤流的出口速度与接料皮带速度一致，使煤流与接料皮带相对静止，消除了煤流坠落冲击，从源头上抑制减少了90%粉尘的产生。
优点：✧节省费用：维护费用降低，接料皮带和皮带机的冲击损伤减小，延长使用寿命；✧降低噪音：曲线落煤，无坠落撞击，转运站噪音降低80%以上；✧节约电能：落煤点居中能使皮带达到额定运量，缩短皮带运行时间，提高效率；✧节约用水：节水80%以上，简化水冲洗回收设备系统，大幅减少水冲洗频率；✧节省投资：取消缓冲滚筒、锁气器、吸风机、除尘器及相应土建投资；困难：曲线落煤管的设计难度在于确定导流罩与落煤管的弧度，如图 2和图 3所示。
此外控制物料流动轨迹和速度、避免出现皮带跑偏、撒煤等也是设计工程师面临的主要问题。
图 2：导流罩的弧度.图 3：落煤管现场图传统设计方法：导流罩的设计导流罩的设计基于物料流出头部滚轮的抛物线轨迹，对于这个轨迹工程师有很多可以利用的模型进行进行预测，如图4所示。
（皮带速度为6m/s）图4：物料抛出头部滚轮时的运动轨迹（不同颜色的曲线代表不同的模型）对于同样的操作条件，不同的模型给出了不同的抛物线轨迹，工程师怎么才能知道哪一种是正确的呢？落煤管的设计由于转运站大多是有转角的，并且物料是有厚度的，所以目前没有数学公式可以对物料落到落煤管上的速度大小及运动方向进行准确预测。
基于仿真的设计方法：DEM-Solutions中国代表处（深圳德颐姆方案公司）的产品EDEM BulkSim可以对物料在转运站内部的运动进行准确评估，识别堵塞、溢出、过度磨损等现象。
曲线落煤管施工设计方案及对策
华电发电有限公司输煤栈桥转运站PC总承包工程曲线落煤管安装施工案华电重工股份有限公司电厂输煤项目2016年10月会签页目录1 编制依据 (1)2 工程概况 (1)3 安装人员组织机构设置 (1)4 工程主要机械设备 (2)5施工特点、难点 (3)6施工部署 (3)7雨季施工措施 (3)8施工安全保证措施 (4)9施工质量保证措施 (6)10应急管理 (7)11环境保护、文明施工 (10)12汽车吊性能表 (11)1 编制依据1.1甲提供的施工图1.2《钢结构工程施工及验收规》GB50205-20011.3《火电施工质量检验评定标准》1.4《冶金建筑工程施工质量验收规》YB4147-20061.5《电力建设安全工作规程(第1部分：火力发电厂)》DL5009.1—20141.6《建筑钢结构焊接技术标准》JGJ81-20021.7《电力建设文明施工考核标准》1.8《电力建设安全健康与环境管理规定》1.9《电力建设施工质量验收及评价规程》第一部分：DL/T5210.1-20121.10《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-20121.11及电力行业现行法律、法规、条例、规、规程、标准1.12《钢结构高强度螺栓的设计、施工及验收规程》GB JGJ82-911.13 起重吊装作业规程JG276-20121.14吊车性能参数表（后附）2 工程概况曲线落煤管工程位于T-3转运站一套，及T-4转运站一套。
T-3转运站一套总要是承担两处落煤任务，分别是Cg-5AB皮带机煤落到Cg-6AB皮带机用于一期锅炉、Cg-5AB皮带机煤落入二期Cg-3AB皮带机用于二期锅炉发电。
T-4转运站曲线落煤管任务为Cg-6AB皮带机的煤落入一期Cg-3AB。
3 安装人员组织机构设置4 工程主要机械设备5施工特点、难点5.1本工程位于Tg-3及T4转运站一层、二层、三层，目前土建专业正在施工墙体砌筑工程，施工场地狭小。
5.2皮带机立柱及中间架已施工完毕，落煤管的管道要跨过皮带机中间架另一侧去，给倒料增加了困难。
运用EDEM BulkSim离散元仿真解决运煤系统常见运输问题浅析
64近年来，采用计算机离散元分析的转运站主动抑尘技术在火力发电厂运煤系统中的应用推广速度较快，大部分工程取得了明显效果。
但是，由于我国火力发电厂燃煤品类及特性较多，各转运站工艺布置情况又差别较大，设计人员匮于工程经验不足和对软件的运用水平较低，导致仍有部分工程实际运行情况达不到设计效果。
本文从工程实际问题和物料校准两个层面出发，介绍如何更好地运用EDEM BulkSim 离散元仿真技术进行转运点分析和设计，以抑制或解决转运站运行过程中的堵塞、磨损、扬尘、撒料和跑偏等实际问题。
1.运煤系统传统设计方法及其局限性1.1 运煤系统传统设计方法在离散元仿真技术成熟之前，转运站设计方式一直依靠的是有经验的“老”工程师，靠人工计算料流轨迹和多年积累的项目经验来设计，规避可能出现的工程问题和风险。
传统料流分析推演方法如图1所示。
通过假设料流，对其抛出轨迹、落点和角度进行计算。
根据计算得出结果来进行转运站的一系列设计。
传统设计方法也分为多种复杂的情况，如图2所示，原点位置的圆圈代表了带式输送机滚筒，所有的曲线分别代表某种条件下的料流抛出曲线。
红色曲线表示的料流轨迹是带有空气阻力的模型；而绿色曲线代表较湿物料形成的不同抛出速度的料流轨迹；紫色和玫红色分别代表了其他算法下的料流轨迹。
图2中所有的算法都是正确的，关键在于对具体工况和物料整体情况进行判断，才能对影响因素进行合理取舍，并选择合适的算法。
每一种算法都不只是简单的运动学计算，再加上涉及到落差较高、工况较复杂的转运站，每次运算都依赖于上一次运算的正确性。
其“正确性”不仅体现在料流轨迹的正确，还体现在对物料湿度、料流厚度、汇运用EDEM BulkSim 离散元仿真解决运煤系统常见运输问题浅析■ 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 柏荣EDEMBulkSim 中国代表处 王一强 宋孚杨聚程度、三维空间等因素的考量。
所以，靠人工计算来设计一个好的转运站，对工程师的要求是极高的。
曲线落煤管制作方法
曲线落煤管制作方法
曲线落煤管是用于输送煤炭等物料的管道系统中的一种重要组件，其制作方法需要考虑材料选择、加工工艺、安装要求等多个方面。
首先，关于材料选择，通常曲线落煤管的制作材料为碳钢、不锈钢等金属材料，这些材料具有较高的强度和耐腐蚀性能，能够满足输送物料的要求。
在选择材料时需要考虑管道所处环境的特点，例如是否需要抗腐蚀、抗磨损等特性。
其次，制作方法涉及到加工工艺。
一般来说，曲线落煤管的制作需要进行管道的弯曲加工，通常采用冷弯或热弯工艺，确保管道弯曲后的尺寸和形状符合要求。
在加工过程中需要注意避免产生裂纹、变形等缺陷，保证管道的质量。
另外，制作方法还包括焊接工艺。
曲线落煤管通常需要在制作过程中进行焊接，以连接管道的各个部分或与其他设备进行连接。
焊接工艺需要严格控制焊接参数，确保焊接接头的质量和密封性，以防止漏煤或者煤粉泄漏。
最后，安装要求也是制作方法中需要考虑的重要内容。
曲线落煤管通常需要与输送系统的其他部件进行连接和安装，需要严格按照设计要求进行安装，保证管道的连接牢固、密封可靠，以及安装位置符合设计要求。
综上所述，曲线落煤管的制作方法涉及材料选择、加工工艺、焊接工艺以及安装要求等多个方面，需要在制作过程中严格控制质量，确保管道的性能和可靠性。
基于EDEM仿真技术对运煤系统落煤管的磨损分析
设备壁板的磨损情况进行计算模型的可视化分析和数据化处理分析，为缓解磨损提供了有力的设计依据•提出减
缓磨损设计关注点以及减缓磨损的主要措施，有效地提高了落煤管生命周散元模型（EDEM）；磨损
中图分类号:TM621. 7
文献标志码：B
文章编号:1009-5306 （2019）03-0005-04
在火力发电厂的运煤系统中，落煤管主要存在 于转运站、碎煤机室、煤仓间犁煤器等处，是连接皮 带输送机的关键转运设备.起着输送、密封、调节工 艺流程以及使物料合理分布等重要作用。传统落煤 管采用了直方矩形管组装而成，具有制作简单、安装 方便等优点，但由于不能很好地控制料流轨迹，往往 导致物料与落煤管、皮带等设备发生强烈的撞击，大 幅度地增加了落煤管的磨损，给运煤系统运行带来 安全隐患。随着市场竞争力日益激烈，对产品质量 要求地不断提高.落煤管磨损问题逐步成为关注点 和评估依据。业界为了提高自身竞争力.将缓解磨 损思路从“使用高成本、高性能的耐磨材料”向“优化
和相对磨损两种磨损计算模型。
2. 1 Archard磨损模型
Archard磨损模型可以扩展至EDEM软件任
何接触模型中，并参与迭代计算仿真,估算出设备经
过一段时间物料冲刷之后的表面磨损深度值。其中
该模型是基于John F Archard的研究工作(设备表
面移除物质的数量将与在表面移动的物料所做的摩
擦功成正比)。Archard磨损方程式为：
Abstract: This paper introduces the wear analysis of the coal dropping pipe in the coal transportation system based on EDEM simulation technology* and carries out the visual analysis and data processing analysis of the calculation mo del for the movement form of the materials inside the coal dropping pipe and the wear condition of the equipment wall plate, which provides a powerful design basis for relieving the wear. This paper puts forward the design atten tion points for reducing wear and puts forward the main measures for reducing wear, which effectively improves the life cycle of the coal dropping pipe, thus ensuring the normal operation of the coal transportation system. Key words:coal transportation system； coal dropping pipe；EDEM；wear
基于EDEM BulkSim仿真的散料输送设备解决方案
目录转运站仿真，降低所有工程风险 (2)搅拌器仿真，提高搅拌效率 (5)堆取料机仿真，提高堆取能力，避免偏载、堵塞，减少磨损 (6)螺旋输送机仿真，提高输送量、降低磨损、延长寿命 (8)犁煤器仿真，避免堵塞、减少撒料漏料 (9)振动筛仿真，优化筛网、降低磨损、增效防堵 (10)滚轴筛仿真，提高筛选效率 (13)格栅板仿真，降低堆积风险、提高物料通过率 (13)埋刮板机仿真，降低堵塞、磨损风险，提高输送能力 (14)链斗机仿真，提高料斗装料效率、降低料斗磨损 (15)螺旋卸车机仿真，降低磨损、延长使用寿命、提高卸料效率 (16)连续装船机仿真，计算落点、降低磨损、保证料流流畅 (17)筒仓仿真，分析压力与密度、优化结构 (18)落煤斗仿真，优化煤斗结构，确保下料流畅 (20)抓斗仿真，分析不同抓斗结构对干湿物料取料抛料的影响及磨损 (22)悬链斗机仿真，控制落点、优化铲斗结构 (23)12转运站仿真，降低所有工程风险带式输运机的问题主要出在两级皮带之间的转运部位：转运站。
当转运站的落差较高，进料口与出料口的角度有变化、物料的水分不一，物料性质不同的时候，此时我们便不能依靠经验去判断物料在转运站中的流动过程设备 是否会出现下面问题：1. 堵塞（利用虚拟传感器及视频来分析是否会产生堵塞）2. 磨损（利用磨损传感器来分析磨损位置及程度）33. 皮带磨损、托辊晃动4. 扬尘（扬尘的产生是由于物料在转运站内部速度过快产生的诱导风、干物料在转运站内部碰撞，出料口处物料的速度和皮带速度不一致。
所以利用EDEM BulkSim 控制物料速度和落点可以完全起到在根源降低扬尘的作用。
）5. 噪音（当我们设计可以控制物料的落点、速度、方向时候，物料便会沿着管壁匀速下落，这样就能大大的降低噪音）6.撒料（可以在后处理工具中直观的观察物料在转运站内部是否会产生撒料，我们也可以在撒料位置设置质量传感器来检测撒漏多少物料）7.跑偏（在皮带上设置质量传感器，分析皮带上物料的质量分布来判读是否偏载）如果依靠发现问题再解决问题的方法来做现场改造，那样不仅浪费金钱、时间、还大大影响了生产效率。
基于EDEM的煤炭采制样初采器仿真模拟与分析
煤质技术
２０１５ 年 ３ 月
基于 ＥＤＥＭ 的煤炭采制样初采器仿真模拟与分析
沈 宏 明１，２
（１．煤炭科学技术研究院有限公司 检测分院，北京 １０００１３； ２．煤 炭 资 源 高 效 开 采 与 洁 净 利 用 国 家 重 点 实 验 室 ， 北 京 １０００１３）
摘 要：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 ４ １５４．２ Ｎ， 由 煤 流 引 起 的 采 样 头 的 附 加 扭 矩 最 大 值 为 ４５．１ Ｎｍ； 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。 关 键 词 ： 煤 炭 采 制 样 ； 初 采 器 ； 离 散 元 ；ＥＤＥＭ； 粒 子 ； 仿 真 模 拟 中图分类号：ＴＱ５３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７－７６７７ （２０１５）０２－００２８－０３
３ ＥＤＥＭ 计算模型
ＥＤＥＭ 计算模 型 又 称 Ｈｅｒｔｚ－ Ｍｉｎｄｌｉｎ 无 ２ 的 两 球 形 颗 粒 发
生弹性接触，法向重叠量为α 的计算公式为：
→
→
α ＝ Ｒ１ ＋Ｒ２ － ｒ１－ｒ２
→→
式中，ｒ１，ｒ２ 是两颗粒球心位置矢量。
颗粒间的接触面为圆形，接触半径ａ 为：
在国内，机械化采制样是随着煤炭开采机械化 的不断推进、大容量电厂的建设及大批煤码头建设 而迅速发展起来的一种新兴产业。机械化采制样系 统得到了 长 足 发 展， 对 其 进 行 的 相 关 研 究 也 有 很 多，包括分析国标 ＧＢ４７５的新旧版本 （２００８版与 １９９６版） 的 差 异、 比 较 国 际 上 不 同 煤 炭 采 制 样 标 准的差别及对机械化采样设备性能的评定进行广泛 的 研 究 。 ［１，２］
论基于EDEM离散元仿真技术的电厂输煤转运系统设计对转运装置扬尘问题的解决措施
论基于EDEM 离散元仿真技术的电厂输煤转运系统设计对转运装置扬尘问题的解决措施背景在我国经济社会不断飞速发展的大背景下，电力的稳定供应成为各行各业正常运行的必需保障。
当前，电力市场中，火力发电约占到60%。
火电厂的输煤系统则在整个火电生产中发挥重要作用——给电力产出提供合格且充足的燃料。
可以说，输煤系统的稳定运行正是我国电力稳定产出与供应，以及各行业稳定运行的保证。
但是，社会经济要发展，环境保护也很重要。
然而目前，多数火电厂所使用的输煤转运系统，在实际的物料输送中，因多种因素的交叉影响，在物料落料过程会产生严重的扬尘，对转运地环境和人员健康造成威胁：针对该问题，国内外专家学者进行了多种研究尝试，当前，一种名为EDEM离散元仿真技术的方法被公认为是改善火电输煤转运扬尘问题的有效方法之一。
该技术能对转运设备的运行过程进行仿真模拟和优化设计，通过分析料流轨迹以及料流的相关数据，优化物料轨迹，从而从转运设备的设计源头上降低料流速度、减小冲击角度，达到在实际的物料转运过程中减少扬尘产生的目的。
问题传统的火电输煤转运设备在物料落料过程中，激起严重的扬尘（主要是干粉末类物料）：扬尘不仅会对转运地的生态环境造成污染，甚至电厂因此被迫停机停产，给企业造成巨大的经济损失；微细的粉尘颗粒长期弥漫在大气中，还会形成持续的大雾天气，严重影响交通能见度。
扬尘进入人体呼吸道，还会造成人员咳嗽，长此以往形成急慢性咽炎，乃至尘肺病，给人民健康造成危害；严重的扬尘更有可能引起爆炸，造成重大的环境损害和人员伤亡。
所以，在保障火电输煤供应稳定的前提下，改善输煤转运中的扬尘现象，非常重要。
原因经过对多个转运地的输煤现场情况进行采集和分析综合，目前，扬尘现象集中地发生在含水率低、粒径小的干粉末类物料上，原因主要有以下几点：1）料流分散。
落料过程中易因粉末的互相碰撞，以及粉末和转运设备的碰撞引起扬尘；2）诱导风。
物料从落料管下落过程中，产生加速运动，使气流迅速进入干粉末颗粒之间，形成诱导风，诱导风又与物料颗粒相互作用，产生扬尘。
基于EDEM的煤仓堵塞机理研究
煤矿井下煤仓的储存和吞吐是煤矿生产过程中 的一个重要环节，是煤矿生产运输中不可缺少的关 键部位，它 对 煤 矿 的 生 产 能 力 起 着 决 定 性 的 作 用。 随着综采机械化程度和采区集中生产程度的不断提 高，煤仓的容量逐渐增大，使用效率越来越高。但是 煤仓在生产使用过程中，都不同程度地存在着堵塞 问题，不仅不能充分发挥煤仓应有的作用，反而严重 地影响正常生产，甚至造成人员伤亡事故。
实用技术
总第 ２２１期
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１８．０１．００９
基于 ＥＤＥＭ的煤仓堵塞机理研究
申李华１，岳龙旺２
（１．潞安环能股份公司 王庄煤矿，山西 长治 ０４６０３１；２．河南工业大学 机电工程学院，河南 郑州 ４５０００１）
摘 要：煤矿井下煤仓堵塞是影响煤矿正常生产的重要原因，煤仓疏通是煤矿安全生产面临的重要问题。 文章根据离散单元法理论，利用 ＥＤＥＭ离散元软件，通过构建煤仓的 ３Ｄ实体模型，进行煤仓内煤体流动规 律研究，从而揭示了煤仓堵塞的力学机理，研究结果对于井下煤仓设计及煤仓疏通机构设计有重要指导意 义。 关键词：离散元；ＥＤＥＭ仿真；煤仓堵塞；疏通 中图分类号：ＴＤ２６４．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０１８）０１?００２６?０４
基于EDEM-FLUENT耦合的离心选矿机仿真优化分析
2021年·174·矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources基于EDEM-FLUENT 耦合的离心选矿机仿真优化分析和建荣1，王进明2，俞霞1，许振邦1（1.陕西火石咀煤矿有限责任公司，陕西 咸阳 713500；2.中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室，湖北 武汉 430074）摘要：为提高立式离心选矿机的分选性能，建立动量交换源项为流固耦合中的传递介质，运用EDEM 和FLUENT 软件对离心选矿机分选过程进行耦合仿真分析，采用二次回归正交旋转组合设计，建立分选性能评价指标回收率及品位的多元回归模型。
实验结果优化得出，当反冲水水压为0.03 MPa ，转动频率为61.5 Hz ，给料速度为0.74 m 3/h 时，选矿机分选性能最优。
对仿真优化实验结果进行实际离心分选实验验证，结果表明回收率与品位的预测值、仿真值和实验值误差大小均在5%以内。
因此，运用DEM-CFD 对离心选矿机的回收率及品位进行分析具有可行性，本文为离心选矿机工艺参数的匹配优化提供了参考。
关键词：流固耦合；离散元；选矿机；旋转正交实验doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2021.02.030中图分类号：TD455 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2021）02-0174-07立式离心选矿机通过对矿物施加不同的离心力使目标矿物进行有目的性的分离，是矿山机械中主要的工作设备[1-2]。
考虑到全球经济对矿石原料的依赖以及世界范围内能源的日益紧缺，针对立式离心选矿机的研究，对于实现立式离心选矿机的节能降耗和高效稳定具有重要意义[3-4]。
为了有效提高立式离心选矿机的分选效率，传统的理论设计与实验周期较长，成本高，难以高效的对立式离心选矿机工艺参数进行优化[5]。
近年来，计算机流体动力学与离散元法应用于颗粒分选机理的研究日益增多。
基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究
基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究王细平1 姚艳萍21上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125 2太原科技大学 太原 048000摘 要：为减小溜槽下落煤炭对下部承载设备的冲击，文中设计一种具有防冲击结构的新型溜槽，该结构具有减速轮和减速挡板2个减速装置，可以快速降低煤炭运行速度，减小下落煤炭冲击力，采用Solidworks建立溜槽的三维模型，通过EDEM-MBD耦合建立了不同煤炭在溜槽中的动态过程，以Hertz-Mindlin接触模型对不同煤炭下落过程进行了数值模拟分析，得到不同煤炭在下落过程中的速度和冲击力变化曲线，验证了防冲击结构的合理性。
关键词：防冲击溜槽；EDEM-MBD耦合；煤炭冲击力；仿真模型中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2024）1-0031-05Abstract: In order to reduce the impact on the lower bearing equipment when using the chute to drop coal, in this paper, the author puts forward a new chute with impact-resistance structure, which is equipped with the deceleration wheel and deceleration baffle, which can quickly reduce the running speed of coal and the impact force of falling coal. A three-dimensional model of a chute was established through Solidworks, and the dynamic process of different coals in the chute was determined by EDEM-MBD coupling. The falling process of different coals was numerically simulated and analyzed by a Hertz-Mindlin contact model, and the curves of velocity and impact force of different coals in the falling process were obtained, and the rationality of the impact-resistance structure was verified.Keywords:impact-resistance chute; EDEM-MBD coupling; coal impact; simulation model0 引言溜槽是煤炭带式输送机系统的重要组成设备，在煤炭带式输送机输送系统中起着承上启下的关键作用，是煤炭带式输送机实现多工位，不同层次的多级输送的关键设备。
基于Edem-RecurDyn联合仿真的火车皮厢底冻黏浮煤清扫机构性能优化分析
基于Edem-RecurDyn联合仿真的火车皮厢底冻黏浮煤清扫机构性能优化分析谢苗;李思遥;刘怡;聂仁东;张鸿宇;朱昀;刘东旭【期刊名称】《机械强度》【年(卷),期】2024(46)3【摘要】火车皮作为煤炭运输的主要设备之一,其运输效率一直是煤炭运输行业的关注重点,在北方地区冬季低温条件下,影响运输效率的主要原因是煤炭中所含的水分与凹凸不平的车厢内表面形成黏附,逐渐由车厢表层向煤炭内部扩散,最终产生冻车现象导致设备无法继续运行。
首先,以不同清扫方式现存的问题为出发点,结合实际的工程项目,设计了一款自动化冻黏浮煤清扫机构并对其清扫性能进行优化研究。
其次,通过理论研究分析建立浮煤冻黏颗粒模型,分析清扫过程中滚刀的运动情况并建立力学模型和数学模型。
最后,联合多体动力学软件RecurDyn对清扫机构底部清扫滚筒性能进行仿真研究,求解不同滚筒转速、牵引速度和清扫深度对清扫性能的影响规律,通过优化寻求清扫阻力最小、能耗最低的性能参数匹配方案。
结果表明,清扫机构的清扫效率受滚筒转速影响较小,随滚筒转速提高,清扫阻力大小在一定范围内波动;随着牵引速度不断提高,清扫阻力先降低后逐渐增高;清扫深度对清扫阻力的影响最大,随清扫深度的增加,其清扫阻力不断增加。
根据单因素参数对清扫阻力大小影响规律,取合理范围利用响应面法对其综合影响规律进行仿真试验,得到目标函数后,利用Matlab对其数学模型求解最优解,最终得到滚筒转速为78 r/min、牵引速度为0.05 m/s、清扫深度为100 mm时,清扫机构所受阻力最小、清扫比能耗最低为0.22 kWh/m^(3),清扫机构性能达到最优。
【总页数】10页(P626-635)【作者】谢苗;李思遥;刘怡;聂仁东;张鸿宇;朱昀;刘东旭【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TD562【相关文献】1.一种巷道用皮带机尾浮煤清扫装置的分析与应用2.UHMWPE滚筒防冻黏材料上煤冻黏强度回归预测与影响因素分析3.升船机船厢门锁定机构液压系统部件内泄漏仿真分析4.基于EDEM-RecurDyn耦合的玉米剥皮装置仿真分析与试验5.余煤清扫装置清扫毛刷的运动仿真分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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防堵抑尘曲线落煤管的设计
关键词：转运站改造防堵抑尘 曲线
工作原理：
图1：防堵抑尘曲线落煤管示意图
防堵-就是给料皮带速度赋予煤流的动能在转运点曲线落煤管内与煤流势能叠加，叠加后具有合能量的湿煤流克服了倾角管壁的摩擦力，使煤流能够靠自身惯性能量沿曲线落煤管滑落到接料皮带上，防止了堵煤。
抑尘-就是将煤流在传统落煤管中的“爆炸式”无序坠落改变为在曲线落煤管中的“集束式”有序滑落，控制滑落煤流的出口速度与接料皮带速度一致，使煤流与接料皮带相对静止，消除了煤流坠落冲击，从源头上抑制减少了90%粉尘的产生。
优点：
✧节省费用：维护费用降低，接料皮带和皮带机的冲击损伤减小，延长使用寿
命；
✧降低噪音：曲线落煤，无坠落撞击，转运站噪音降低80%以上；
✧节约电能：落煤点居中能使皮带达到额定运量，缩短皮带运行时间，提高效
率；
✧节约用水：节水80%以上，简化水冲洗回收设备系统，大幅减少水冲洗频率；
✧节省投资：取消缓冲滚筒、锁气器、吸风机、除尘器及相应土建投资；
困难：
曲线落煤管的设计难度在于确定导流罩与落煤管的弧度，如图 2和图 3所示。
此外控制物料流动轨迹和速度、避免出现皮带跑偏、撒煤等也是设计工程师面临的主要问题。
图 2：导流罩的弧度
.
图 3：落煤管现场图
传统设计方法：
导流罩的设计
导流罩的设计基于物料流出头部滚轮的抛物线轨迹，对于这个轨迹工程师有很多可以利用的模型进行进行预测，如图4所示。
（皮带速度为6m/s）
图4：物料抛出头部滚轮时的运动轨迹（不同颜色的曲线代表不同的模型） 对于同样的操作条件，不同的模型给出了不同的抛物线轨迹，工程师怎么才能知道哪一种是正确的呢？
落煤管的设计
由于转运站大多是有转角的，并且物料是有厚度的，所以目前没有数学公式可以对物料落到落煤管上的速度大小及运动方向进行准确预测。
基于仿真的设计方法：
DEM‐Solutions中国代表处（深圳德颐姆方案公司）的产品EDEM BulkSim可以对物料在转运站内部的运动进行准确评估，识别堵塞、溢出、过度磨损等现象。
图5：铁矿石流经整个转运站，物料以速度大小进行着色。
导流罩的设计
图6：物料的抛物线轨迹（原设计方案）
图 7：铁矿石流经转运站上部
EDEM BulkSim可以给出物料流出转运站的抛物线轨迹，并且我们物料经过合适的物料模型校准，有实际物料物料形状、尺寸分布以及考虑了物料粘性。
物料流与实际物料流完全一致，用户根据仿真得到的物料流动轨迹可以精确地设计倒流罩的曲线。
落煤管的设计
图 8：铁矿石流经转运站下部
和导流罩类似，用户同样可以根据图 8中物料的流动轨迹准确、自信地设计落煤管的曲度。
曲线落煤管磨损分析
图9:相对切向磨损在导流罩区域发生的地方，红色代表磨损严重。
图 10：转运站下部相对切向磨损发生的地方，红色代表磨损程度高。
EDEM BulkSim可以准确计算物料物料对设备及皮带的冲击和磨损情况，并可以识别出是冲击磨损还是摩擦磨损。
工程师可以根据仿真结果在磨损严重的区域布置相应的衬板。
接收皮带的载入行为
载入速度
图 11展示了速度感应器的位置以及物料的法向（与皮带运动法向垂直）和切向（与皮带运动方向一致）的平均速度随皮带长度的变化关系。
图 11：铁矿石排出到接收皮带上的法向速度和切向速度。
模拟图片表示了分析传感器
在转运站排出点的位置.
物料以每一个颗粒运动的速度来着色。
与接收皮带接触时，铁矿石的
切向速度为2.3m/s（接收皮带的速度为2.5m/s），法向速度为1.2m/s。
沿皮带宽度方向的质量分布
图12展示了质量感应器的位置以及物料载入总质量随皮带宽度
的分布。
图12: 0~40s之内接收皮带载入物料总质量沿皮带宽度的分布。