基于AESL-GA的BN球磨机滚动轴承故障诊断方法

针对基于知识的贝叶斯网络(BN)构建方法存在不完全和不精确的缺点,提出一种基于知识引导和数据挖掘的BN结构构建方法。针对单一信号故障诊断结果不精确的问题和故障信息中存在的不确定性问题,将电流信号与振动信号融合建立BN的特征节点,分别提取2种信号的故障特征参数,利用区分度指标法进行特征筛选,将其作为BN结构特征层的节点。将专家知识构建的初始BN结构结合自适应精英结构遗传算法(AESL-GA)进行结构优化,通过自适应限制进化过程中的搜索空间,减少自由参数的数量,提高其全局搜索能力,得到最优BN结构。通过MQY5585溢流型球磨机滚动轴承实测数据和Paderborn University轴承数据集对所提方法进行验证,结果证明了所提方法的有效性。

形状误差对组合辊承受扭矩影响的灵敏度分析

创建形状误差对高压辊磨机组合辊承受扭矩影响灵敏度的分析模型,进行组合辊配合面间的鼓形、圆度、锥度等形状误差参数对组合辊承受扭矩影响顺序分析。分析结果表明:当锥度误差自变量沿正向逐渐增大时,组合辊承受扭矩快速减小,当锥度误差自变量沿负向增大时,组合辊承受扭矩快速增大。鼓形误差逐渐增大时,组合辊承受扭矩呈逐渐增大波动;圆度误差逐渐增大时,组合辊承受扭矩呈缓慢减小波动。3个影响因素中,圆度误差对组合辊承受扭矩的影响最大,锥度误差影响最小,影响参数的灵敏度按从大到小的顺序依次为圆度误差、鼓形误差、锥度误差。

统计共振理论在振动磨机中颗粒碰撞行为优化中的应用

振动磨机在粉体研磨领域中具有广泛的应用,其性能直接影响到产品的质量和生产效率。为优化振动磨机中颗粒的碰撞行为,提高振动磨机的研磨效率,结合统计共振理论对振动磨机进行动力学分析,发现当振动磨机的结构参数确定的情况下,统计共振效应的产生仅与振动磨机的激振频率、腔体内介质质量及介质影响系数有关。为进一步明确统计共振的发生条件,以填充率、颗粒粒径和振动频率为变量因素,对ZM-10型振动磨机磨腔内颗粒运动进行了三因素10水平的仿真模拟试验。通过分析仿真结果得到填充率、颗粒粒径和振动频率三种因素变化下平均碰撞频率及能量转移比率的变化趋势,并且发现在颗粒粒径和激振频率发生变化的过程中,出现了统计共振效应。运用统计共振理论,从碰撞的数量与质量两个维度对颗粒碰撞行为进行分析,发现当ZM-10型振动磨机的作业参数为填充率75%、激振频率16 Hz、磨介粒径8 mm时,颗粒的碰撞频率和能量转移比率为综合最高。通过实际的破碎试验验证,参数优化后的振动磨机的破碎效率提升了23.43%,同时,产品颗粒粒径的分布也得到了明显改善。这一研究为振动磨机工艺的优化提供了一种新的思路。

半自磨机磨球充填率预测研究

为了在磨矿实际生产中实时掌握半自磨机内磨球的充填率,以磨球磨损动力学理论为基础,推导出了磨矿生产条件下磨球在半自磨机内磨球充填率的计算公式,并给出了磨球速率指数的测定方法。利用该公式,按照磨球的耐磨性、半自磨机的有效容积、日补加钢球的数量及其直径、排矿格子板格子孔尺寸可以对磨球的充填率进行计算。将该公式运用于磨矿生产,很好地预测了半自磨机内钢球的充填率,这对于半自磨机磨矿生产中确定补加钢球数量以及评价钢球耐磨性具有重要的指导意义。

一种新型无磁传感磨机综合检测系统

为解决磨机功耗大、负荷难以预测等问题,提出一种基于无磁传感的球磨机综合检测系统。该系统利用无磁耦合传感技术监测磨机负荷,不受磨机内物料磁性影响,结合更能准确反映磨机真实负荷特性的低功耗滚筒筒壁振动检测单元,通过无线传输将振动数据发送给信号采集单元,解决滚筒筒壁振动检测系统取电难的问题。融合磨机的磨音采集数据,在本地边缘算法单元内借助深度学习对磨机负荷特性进行预测,并反馈给PLC控制器进行给料和加球等实时调节,实现系统的闭环控制,极大提升了磨机效率,稳定生产指标,显著降低系统能耗。该系统在某选矿厂的试用结果证实其对磨机负荷预测识别效果良好。

半自磨机筒体衬板磨损对矿磨介质运动特性影响的DEM研究

为了研究半自磨机筒体衬板在全寿命周期(0~2800 h)内矿磨介质的运动特性,基于离散元素法(DEM)对半自磨机筒体衬板进行数值模拟。首先,根据衬板磨损速率曲线计算衬板磨损后剩余高度,得到衬板二维轮廓;其次,通过Solidworks软件绘制不同阶段半自磨机筒体模型;最后,采用DEM软件进行离散元仿真试验,量化分析磨机运行功率、能量耗散分布、颗粒运动关键位置的角度、惰性区面积、颗粒碰撞能谱变化趋势。研究结果表明:在衬板全寿命周期内,磨机内颗粒运动状态会随着衬板使用时间而变化,磨矿介质和矿石被提升的最大高度和抛落距离会随着衬板使用时间增加而降低;有效碰撞累计功率(矿石-矿石、矿石-钢球)占主要部分,有效碰撞累计功率在衬板2800 h达到最大的52140 kW,无效碰撞累计功率(钢球-钢球、钢球-衬板)在衬板未磨损时(0 h)为最大值6976 kW;衬板使用前期(0~700 h)钢球和矿石冲击衬板的情况最严重,但随着衬板使用时间增加,钢球和矿石砸击衬板情况得到缓解;半自磨机衬板会影响磨矿效果,可在不同磨损阶段调控半自磨机参数使磨矿效果达到最佳。

矿石破碎颗粒黏结模型黏结键特征及表征

目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对30,40,60 mm三种粒级铜矿石矿样进行落重试验和破碎仿真。本文给出黏结键等效临界变形的概念,讨论了矿石落重试验t10和冲击能量的关系,探讨黏结键参数变化规律。结果结果表明,三种粒级铜矿石颗粒黏结模型破碎仿真与落重试验粒级质量分数的平均误差分别为1.75%,1.66%,1.84%,试验和仿真得到的破碎粒度质量分数具有很好的一致性;法向和切向等效临界变形可以表征黏结键强度,单位冲击能量下落重试验的tn10可以表征矿石强度。结论利用黏结键等效临界变形和tn10的对应关系确定黏结键参数,提高了矿石颗粒黏结模型的建模效率和仿真精度。

某钼矿半自磨机筒体衬板的优化设计

钼矿选厂半自磨机筒体衬板在较长一段时期内存在使用寿命短、可靠性差的问题。按照寿命周期内的原矿总处理量计,衬板的期望寿命应达到500万t/套,但原有衬板平均仅达到460万t/套。此外,原有衬板在使用过程中,频繁出现开裂、破损。这两个问题的存在,既增加了选厂的运营成本,也影响了生产的稳定性,还存在较大的安全隐患。针对以上问题,相关人员开展合作研究,分析原有衬板的现场使用情况,并采用实验室测试分析手段,分析了现场衬板的硬度分布、金相以及抗冲击性能,根据分析结果及现场实际需求,进行外形改进及材料升级,优化设计出了新衬板。随后采用离散元进行模拟分析,模拟结果显示该新衬板具有良好的应用效果。在新衬板投入使用后,选厂实现了磨矿作业的稳定运转,衬板更换周期得到了延长,排除选厂检修排期因素,衬板使用寿命能达到530万t/套。并且开裂问题得到了有效解决,避免了半自磨机频繁的非计划停机维护。在运行期间,团队间断进行磨损测量,建立衬板3D模型以分析衬板的使用效果,并对处理量与衬板厚度进行了拟合,结果显示新衬板各位置磨损较为均匀平滑,能够保证筒体衬板各单元的寿命周期一致性;结果还显示,该衬板具备较长的寿命周期,拥有良好的可靠性与耐用性,能够满足现场持续稳定生产的需求。

基于离散元法的塔磨机筒体高径比研究

随着工业上的塔磨机型号种类日益增多,工业塔磨机筒体容积增大应增加其直径还是高度成为了目前待解决的问题,但目前对塔磨机筒体参数研究多为单一变量的研究。为了探究塔磨机筒体高径比的改变对其工作性能的影响,利用了离散单元法对试验塔磨机的粉磨过程进行了模拟仿真,得到了塔磨机内介质球的运动轨迹与搅拌器转矩数值,并通过试验测试出所需真实转矩数值,对仿真结果进行了验证,证明了仿真结果准确可靠。利用离散单元法对塔磨机筒体容积和搅拌器尖端线速度相同时但筒体高径比不同的塔磨机粉磨过程进行了仿真,得到了介质球的运动速度、受力情况、碰撞情况、能量利用率和搅拌器所受转矩、磨损、所需功率的变化规律。结果表明,随着筒体高径比增加,介质球速度、碰撞次数、碰撞能、能量利用率随之减小,但法向力和切向力随之增大,搅拌器所受转矩随之减小,但磨损和功率随之增大。由此可见,塔磨机筒体高径比增大,可以减小单次搅拌所需转矩并且增加介质球碰撞产生粉磨作用的力,但不利于塔磨机长期工作;塔磨机筒体高径比减小,其能量利用率更高并且利于长期使用,但单次所需转矩较大,对电机和搅拌器有更高的要求。以上研究成果对工业塔磨机筒体的设计有着一定的指导作用。

Spark框架下改进NFP-growth算法的球磨机运行状态优化

绿色矿山建设是矿业发展的主旋律,安全生产、节能降耗等问题需解决。在大数据时代下,矿山海量数据被存储到数据库中而不能被充分利用。因此,提出一种面向磨矿过程控制的改进并行频繁项集挖掘算法。首先,结合Spark分布式计算框架,将NFP-growth(NewFP-growth)挖掘算法并行化;其次,提出基于条件FP-tree树规模的计算量模型,解决各组别间负载不均衡的问题;最后,应用在球磨机运行状态优化。实验结果验证了算法的可行性以及相比其他挖掘算法的性能优势,能够有效地优化球磨机运行参数,使磨矿粒度指标能满足工艺需求,实现磨矿过程的提质增效。

基于ANSYS/EDEM的球磨机筒体优化仿真分析

为了提高球磨机的磨粉效果,利用离散元软件EDEM和ANSYS进行仿真模拟试验分析。结果表明:圆形衬板的最大磨损量为6.0138×e^(25),矩形衬板的最大磨损量为7.5474×e^(-6),双波形衬板的最大磨损量为2.7621×e^(-7)。通过分析可知,双波形结构的衬板磨损量最小;1—6阶各阶模态频率、激振频率远低于最小阶固有频率0.23658 Hz,不会发生剧烈振动;滚筒的驱动频率与磨球的冲击频率远小于筒体的各阶固有频率,筒体结构的固有频率对于筒体的振动幅度影响不大。用优化前后的设备对同批样品进行试验,设备优化前的产品颗粒直径平均为108.9μm,优化后平均为48.1μm,颗粒直径明显变小且更稳定,说明优化后磨粉效果更好。

球磨机大齿轮齿面润滑系统优化实践

罗河选矿厂为了提高球磨机大齿轮的润滑效果及延长其使用寿命,针对原润滑系统元器件老化、润滑油脂泄露、单线供油、无齿面温度监测及现场环境差等问题,通过使用新的润滑控制系统、双线供油、增加红外测温装置以及系统部件集中放置等方式,优化了齿面润滑系统。润滑系统优化后,球磨机运行稳定性增强,降低了设备故障率,确保了生产的稳定顺行,同时减少了润滑油脂用量,降低了辅助材料成本,经济效益显著。

球磨设备专利技术分析

【目的】通过对球磨设备领域专利技术的深入分析,有助于了解该领域面临的技术挑战和现有的解决方案,以及当前技术发展的趋势。【方法】通过对球磨设备领域的全球专利数据进行综合梳理和分析,揭示专利申请趋势、地理分布情况、主要申请人以及技术创新的热点区域。【结果】国内外在球磨设备领域的主要申请人多为重工业企业,关键技术分支包括衬板改进和自动加球装置。在衬板技术的发展上,重点在于通过材料改良或结构设计来增强衬板的耐磨性和提升其带球效率;而自动加球装置的改进旨在解决卡球及堵球问题。【结论】相关企业和科研机构应密切关注这些技术热点方向,有效避免重复研发并重视识别潜在的侵权风险。

基于CFD-DEM耦合模拟的CJ15湿法研磨介质碰撞能量分析

采用CFD-DEM耦合模拟的方法,以CJ15湿法研磨转子为研究对象,深入分析了在不同转子转速、研磨介质填充率、研磨介质直径三种影响因素对于研磨介质碰撞能量的影响,得出提高研磨介质的切向能量能够有效提高研磨效率、转子转速和填充率对研磨效率影响并不是一直保持线性关系的、得出转速1200r/min,填充率90%,研磨介质直径0.8mm是较优工艺参数,为实际工业生产提供了一定的理论指导。

基于响应曲面法的塔磨机磨矿能耗优化研究

为了优化塔磨机的能耗,使用TM200-2.2型塔磨机对经高压辊磨后的某铁矿进行了试验,以磨后新生成的-74μm粒级产品所需能量作为能耗优化的评估标准,利用单因素试验和响应曲面法研究了介质填充率、料球比以及搅拌器转速等因素对新生成的-74μm粒级产品能耗的影响。试验结果表明:单因素试验优化的介质填充率为70%,料球比为0.20,转速为350 r/min,新生成的-74μm粒级产品的能耗为22.89 (kW·h)/t;通过响应曲面法优化的介质填充率为70.75%,料球比为0.20,转速为370.03 r/min,新生成的-74μm粒级产品的能耗预测值为21.59 (kW·h)/t,验证试验的平均值为21.61 (kW·h)/t,与预测值非常接近;采用响应曲面法优化,相比单因素试验优化后的能耗降低了5.33%。

典型二阶系统的单纯形法PID参数优化设计

针对典型二阶系统,提出了一种基于单纯形法的PID参数优化设计方法。通过对目标函数进行建立和分析,将PID控制器引入系统中,再通过使用单纯形法对PID参数进行优化,得到最优的参数组合,以实现对系统的稳定性和性能的优化。实验结果表明,提出的单纯形法得到的最优参数能有效改善二阶系统的控制性能,并具有一定的实用价值。

半自磨机中矿石颗粒形状对轴向偏析的影响研究

针对半自磨机内部矿石颗粒运动状态不易观察及颗粒分布不明确等问题,采用离散元法对比研究半自磨机中非球形与球形矿石颗粒对颗粒轴向偏析的影响。结果表明,非球形颗粒增大了颗粒床层的动态休止角,运动状态更为激烈,筒体颗粒具有更大的动能;颗粒粒径差异导致发生大颗粒聚集在筒体端盖附近区域而小颗粒积聚在筒体中间区域的轴向偏析现象,但非球形颗粒比球形颗粒的轴向偏析现象更为明显。

高压辊磨技术在磨矿工艺中的应用研究

随着矿山资源开采和利用的需求不断增加,磨矿工艺的效率和效果成为提高矿石回收率和产品品质的关键所在。传统的磨矿设备存在能耗高、磨矿效率低和易磨损等问题,因此,急需一种高效、节能、可靠的磨矿技术来满足不断增长的矿石加工需求。在对高压辊磨技术进行了一定论述基础上,进一步分析了高压辊磨技术对磨矿性能的影响因素,并结合高压辊磨技术的特点,提出了具有一定针对性的优化与改进措施,最后展望了高压辊磨技术的应用前景,有助于提升高压辊磨技术的性能和管理效率,进而促进磨矿技术水平的不断提高。

立式螺旋搅拌磨机磨矿介质动力学研究

针对传统单相模拟法在模拟立式螺旋搅拌磨机(以下简称“立磨机”)过程中的局限性,如可视化反映特征少、未考虑流体对介质的作用导致仿真精度低等问题。采用一种基于CFD-DEM固液耦合仿真的新方法,用于模拟立磨机湿磨的磨矿过程,该方法能有效提高湿磨仿真的精度。首先建立立磨机的三维模型,以及完成参数标定的流体与介质颗粒,而后利用固液耦合仿真新方法对湿磨条件下磨筒内介质球的运动进行可视化仿真分析。结合室内试验,以主轴扭矩作为仿真精度的评价指标,并定义了一种区域介质球运动速度算法,描述了磨筒内介质球的运动规律,最后对比分析了磨矿过程中介质的法向作用力与切向作用力。研究结果表明:耦合模拟法仿真的轴向扭矩值与试验扭矩值的平均相对误差为6.98%;结果显示,介质运动的平均速度最大值和最小值分别为0.1646m/s与0.0112m/s,且速度梯度较大的位置位于螺旋搅拌叶片周围区域;介质接触时法向力是切向力的5倍。由此可知,耦合模拟法相比传统单相模拟法能有效提高仿真精度。螺旋搅拌叶片周围区域因速度梯度大,是矿物能被有效研磨的前提,研磨物质主要受到介质的挤压破碎作用。

基于Archard模型与DEM仿真的高压辊磨机磨损演化规律研究与优化

高压辊磨机在破碎物料时,颗粒间的挤压和剪切会引起辊面的磨损。研究结合离散元方法(DEM)与Archard磨损模型,对表面网格进行了划分,并精确模拟了高压辊磨机柱钉的磨损形态。结果表明,磨损模拟结果与实测结果高度一致,即沿磨辊出现碗形磨损,中心区域最严重。对磨辊结构和进料装置的优化表明,在定辊端部增设挡板,可以有效解决柱钉的不均匀磨损和边缘漏料问题,实现了磨损离散系数的降低(下降75%)和挤压区料压的增加(增长28%),提升了辊压机的粉磨效率和柱钉的使用效率。该研究成果为优化传统高压辊磨机提供了思路。