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球磨机腔型结构分析及优化

磨矿设备是冶金、水泥、矿山、陶瓷和建筑等行业不可缺少的设备,球磨机是基于多碎少磨理论设计的一种新型粉磨设备,由于球磨机具有能量利用率高、单位能耗少等优势,近年来在研磨领域备受关注。

球磨机

球磨机粉磨机理及粉磨过程较为复杂,颗粒在破磨腔中的运动过程是十分复杂的运动行为和力学行为,腔型结构的改变可直接影响颗粒的运动与受力状态,从而影响球磨机效率。下面我们针对由于腔型结构所造成的研磨效率低的问题,在运动学分析的基础上改进球磨机的腔体结构,以提高球磨机的破磨效率。

1、球磨机腔型结构分析

球磨机腔型主要由提供颗粒动能的拨料盘和固定腔构成,整机分为上下两层,结构相似。由于篇幅限制,只对上层研磨腔进行分析。球磨机的腔体为光面圆环型,颗粒在拨料盘提供的动能作用下,沿着圆环型腔体做离心运动,颗粒之间在相互碾磨与碰撞作用下 研磨粉碎。

当转速高于临界速度离时,颗粒沿腔体做离心运动,一段时间以后,颗粒之间的速度趋于平衡,其相对速度基本不变且相对很小,碰撞率明显降低。因此,颗粒之间几乎没有冲击和剪切作用,只有少量的磨削,所以出现磨矿效率低下、能量利用率低的结果。

为了使球磨机的效率增加,关键是要尽可能地增加颗粒之间的有效冲击,减少当转速超过临界速度时离心运动对冲击概率的影响。为了 此问题,可以通过改变腔型结构来改变颗粒的运动轨迹,以增加颗粒在研磨腔内的紊乱性。

球磨机

2、腔型结构优化

(1)导料板的结构分析

在腔体壁上安装导料板,可有效改变颗粒的运动轨迹,提高颗粒的碰撞率。

为了起到改变多数颗粒运动轨迹的 ,导料板的长度接近于环形固定腔体的长度;导料板倾角要有一定的范围,最小倾角根据球磨机腔体半径和拨料盘转轴半径确定,一般导料板的最小倾角为30°较为合适。当导料板倾角小于30°时,颗粒会对中间旋转轴冲击过多,造成不必要的能耗损失和磨损。

(2)颗粒的运动分析

安装导料板以后颗粒在腔体中的运动过程主要分为两个阶段。速度保持不变,当颗粒脱离导料板后,颗粒将沿速度方向运动,不再受导料板的作用,进入其二运动阶段。颗粒的冲击运动轨迹和球磨机运动参数无关,只与导料板的安装位置和倾角有关。当导料板位置固定时,颗粒冲击运动轨迹的落点只与导料板倾角相关。由此可知冲击速度只与球磨机转速、腔体半径相关。针对不同性质的矿石,调节导料板安装角度可有针对性地在实际磨矿生产过程中调整粉磨能力。

球磨机

总结得出,分析球磨机运行工况参数,通过在腔体增加导料板,可以改变原腔型运动规律及相对运动速度较小的现象,提高颗粒之间的有效碰撞率。通过对导料板的结构分析,得出导料板的最小倾角30°,随着倾角增加至90°,导料板即失去改变颗粒轨迹的功能,更多球磨机参数方面的内容,请点击右侧在线咨询获取,或者拨打电话0371-67772626详询。

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