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。

高能振动磨水泥粉磨特性研究

为探究高能振动磨制备水泥的粉磨特性,以比表面积1 850cm^(2)/g的水泥半成品为实验原料,研究了高能振动磨粉磨时间、料球比、研磨体尺寸及填充率等关键控制参数对水泥比表面积和粉磨电耗的影响。结果表明:高能振动磨具有较好的水泥粉磨能力,其粉磨效率随着粉磨时间的延长而逐渐降低,水泥比表面积与粉磨时间的对数存在良好的线性关系。在兼顾粉磨效率与生产能力的同时,高能振动磨料球比和研磨体填充率均存在适宜的关键参数区间,研磨体尺寸微型化可进一步提高其细磨能力。在料球比8%、钢球直径Φ6mm、填充率80%的实验条件下,高能振动磨粉磨效率最高,粉磨5min时水泥比表面积可达3 486cm^(2)/g,粉磨电耗为17.9kW·h/t。

双电机驱动自同步振动磨结构分析与设计

为了减小传统振动磨形成的乏能区范围,获得高效的研磨效果和狭窄的粒度分布,研制双电机驱动自同步振动磨,利用自同步原理代替强制振动,两台电机通过带动激振偏心块同步运转来保证振动机体按预定的轨迹稳定运动.阐述了双电机驱动自同步振动磨的工作原理和设计方法,并对现存问题进行了分析.通过C语言程序进行设计运算,计算出相应的弹簧刚度,激振力幅值和电机功率符合实际要求.振动磨可广泛应用于材料工程超微细颗粒的制备.

振动磨碎机动力学分析及仿真试验

通过建立介质层的运动方程和仿真试验,研究振动磨碎机磨腔内介质群的运动规律。考虑弹性力和阻尼力的影响,建立振动磨碎机的微分方程,描述机体的动态特性。分析系统在简谐激励力作用下,机体结构产生的应力和变形。研究结果表明,在适当的振动强度下,介质群以一定的频率做相对于简体中心的回转运动,介质在一定的区域形成稳定的圆弧状运动轨迹,在其他区域形成一种级联式的抛射运动,物料流动方向和离心力方向一致,从而减小传统振动磨磨腔心部乏能区的范围。机体在持续的激励力作用下产生圆周运动轨迹,改善介质群的运动状态,获得高效的研磨效果和狭窄的粒度分布。当激振频率与系统的固有频率接近时,受迫振动的动荷系数骤然增加,系统的振幅将达到最大值,结构设计时应予以注意。

超硬粉体超微粉碎的高振强振动磨技术研究

为解决超硬粉体在超微粉碎过程中颗粒不易细化、易团聚等问题，探讨振动强度K对颗粒粉碎细度的影-向，选择K为10～18的高振动强度振动磨超微粉碎加工方法；构建双质体振动结构，采用非线性振动系统，应用双振源自动同步理论，实施亚近共振方法，辅以变频控制技术，初步解决了高振强技术在工程应用中引发的各类故障；进行了样机振动实验和样粉检测与粒度分析，发现颗粒的粉碎粒度有向纳米级细化的趋势，取得了输入金刚石粉体粒度均值为10μm、输出粉体粒度小于0．195μm的颗粒数占总数50％的阶段性成果。

新型高振强双质体振动磨的非线性振动

选择高振动强度双质体振动磨超细粉碎方法,研究非线性振动对物料粉碎粒度细化的影响。主振系统采用非线性变节距弹簧,其刚度为变量,且随动载荷即振动强度变化而变化,以适应系统变频调速与近共振的工作需求,达到系统稳定工作、节能高效的目的。采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧,弹性模量小,可获得较大的弹性变形,易实现理想的非线性特性:系统具有高内阻,对突加载荷的吸收及隔振效果良好。试验发现物料粉碎粒度有向纳米级细化的趋势,目前国内外采用振动磨粉碎方法对超硬粉体进行超细粉碎徘徊在微米级水平上的现状已经突破。样机研制和对人造金刚石粉体的振动试验,取得了输入均值为10μm、输出均值约达0.2μm的阶段性成果。

振动磨简体内部的能量传递规律

在对大量摄像实验反复观测和研究后发现:磨筒内的磨介存在抛射、整体回转和本身自转3种运动状态;磨介与筒壁的抛离与接触是沿着振动方向发生的,此过程是周期性的,其周期与振动周期相同．在此基础上,建立了粉磨介质冲量传递模型,探讨了振动磨简体内部的冲量传递、能量传输和能量耗散的分布规律,揭示了振动磨的粉碎机理．以此为理论依据,提出了减小磨筒内的惰性区、提高粉磨效率的途径．

振动磨超微粉碎黑木耳的试验研究

为优化利用振动磨对植物性物料进行超微粉碎的工艺参数,在理论分析振动磨超微粉碎参数对粉碎效果影响的基础上,试验研究了振动磨激振力对超微粉碎的影响。以磨介质充填率、进料粒径、粉碎时间、球料比为试验因素,以粉碎后物料的颗粒粒径及其分布作为评价指标,对黑木耳超微粉碎进行了二次回归正交旋转组合试验,建立了粉碎指标与试验因素间关系的回归方程,并分析了试验因素对超微粉碎指标的影响程度和影响趋势。通过优化计算和综合分析,确定了振动磨超微粉碎黑木耳的优化工艺参数为进料粒径为120目、粉碎时间1.75h、磨介质充填率53%、球料比4.5。在此优化工艺参数组合下,得到的黑木耳超微粉平均粒径D50为4.6μm。研究结果为利用振动磨进行黑木耳超微粉碎加工工艺参数的确定提供了依据。

二级偏块振动磨主隔振机理研究与试验

针对现有超细粉碎中物料团聚及不细化的瓶颈问题,进行具有强非线性激振功能的二级偏块振动磨主隔振机理研究,样机主振系统采用非线性硬特性线变节距橡胶涂层复合弹簧,使其刚度具有随振强变化而变化的特性,以适应主振系统储能节能和稳定工作的需求;隔振系统采用具有高内阻的环形橡胶复合弹簧,使主振弹簧传递的高振强,通过隔振系统得到大部吸收;样机试验测得系统的加速度时域曲线和功率谱曲线,显示出主振与隔振系统对高振强的利用与隔振的非线性作用效果;初步实现超细颗粒的解团聚和颗粒细化问题,使目前采用粉碎法对超硬粉体进行超细粉碎徘徊在微米级水平上的现状得已突破;试验取得输入d(0.5):10μm、输出d(0.5):0.175μm的阶段性成果。

振动磨非线性碰撞振动的建模与分析

振动磨系统的非线性主要来自散体介质的变质量碰撞，其中主碰撞和亚谐碰撞对系统动力学影响最为显著。主碰撞不但具有时变性，而且与空间坐标有关。基于研究的新进展，考虑到散体重心的动态偏移，提出了三自由度非线性振动模型，用平均法进行了求解分析，用时间序列分析的方法估计了变质量模型参数。分析求得机器振幅与实测值吻合较好，验证了所提出的理论和方法。

振动磨机稳态工作模型的试验研究

通过对振动磨机磨介群运动及工作过程的分析 ,研究了工况参数对振动磨机工作状态及其粉磨效果的影响。运用“灰箱”理论方法 ,建立了包括能量、给料和设备工况参数在内的振动磨机稳态工作模型。通过试验对模型进行论证 ,结果表明 ,该模型不仅客观地反映了其工作运行过程 ,而且还可有效地对磨机工作过程进行控制 。

振动磨DEM动力学分析模型

运用离散单元法建立振动磨动力学分析模型,研究了振动磨的动力学特性;介绍了DEM及运用DEM建立振动磨动力学分析模型的方法和过程.该模型可对振动磨的磨管和磨介的运动进行数字模拟,可用于对振动磨各种动力特性的定量分析.

聚氨酯复合材料衬板在振动磨中的应用

本文主要介绍了聚氨酯复合衬板的结构设计与加工制作过程；并对复合衬板在双筒振动磨中的应用进行了研究与分析。

利用立式振动磨制备超细粉的研究

研究了利用立式振动磨制备超细粉的过程和技术，得到了α－Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ和ＭｇＳｉＯ３超细粉，最细粒度可达到０．１μｍ。磨介的尺寸和进料的细度可以影响粉碎性能。研究表明，立式振动磨在制备无机矿物超细粉方面有广泛的用途。

新型偏心振动磨对碳酸钙粉料的机械力化学激活效应

评价了一种新型偏心振动磨研磨碳酸钙粉料时的机械力化学激活效应。与传统振动磨所产生的单向振动不同,这种新型磨机可以同时进行高振幅的多向振动,使碳酸钙粉料高度松散并经受研磨介质激烈机械粉碎和激活。通过X射线衍射仪、Fourier变换红外分光镜、扫描电镜、X射线光电子光谱仪和氮吸附比表面仪等实验手段对激活的粉料样品的晶体结构和颗粒表面进行了分析研究,用热重/差示热分析和差示扫描量热法检测了未激活和激活粉料的热效应。研究结果表明:机械力化学激活的碳酸钙颗粒的结晶度降低,颗粒表面能增加,热分解温度降低以及反应活性增强。激活颗粒的过余焓随着激活时间的增加而增加,过余焓与晶体形变有关。

双质体振动磨动力学建模及参数优化

针对多自由度振动磨系统建模困难以及动力学参数优化设计的需要,根据拉格朗日方程建立双质体振动磨6自由度动力学方程,利用数值分析方法分析了系统的动力学响应,并通过振动测试试验验证了模型的有效性。在振动微分方程的基础上研究了激振器转速对振动磨动力学特性的影响,仿真结果表明在一定范围内,转速越大,振动强度越大,但振动幅值越小。为了使振动磨产生更好的粉磨效果,对激振参数进行优化分析。利用模态分析获得双质体振动磨的固有频率和振型,分别从振动强度和共振频率两个角度确定系统激振器转速的上下限,得到转速的最佳取值范围。在实验室振动磨样机上进行参数优化后的粉磨试验,实验结果表明,改进后的振动磨机金刚石粉体产品d50达到0.27μm,较之前有所细化,验证了参数优化具有一定的工程效果,为振动磨超微粉碎的动力学设计和产品开发奠定了基础。

振动磨机离散磨介群动力学模型研究

对振动磨机离散磨介群进行高速摄影试验观察,在分析、简化和假设的基础上,借鉴流体力学和弹性力学方法建立了振动磨机离散磨介群动力学数学模型;讨论和导出了只考虑正向碰撞而忽略剪切作用,以及只考虑剪切作用而忽略正向碰撞这两种极端状况下的振动磨机离散磨介群动力学方程。

振动磨机磨介特征对小麦麸皮超微粉碎效果的影响

为研究振动磨机磨介的密度、尺寸、形状等特征对小麦麸皮超微粉碎效果的影响,构建具有控温功能的振动粉碎试验平台,基于振动磨机振动特性相同原则设计试验方案,开展小麦麸皮振动冲击粉碎试验。结果表明:磨介密度在麸皮超微粉体产量方面引起的差异率为50.05%;磨介尺寸引起的最大差异率为49.64%;磨介形状引起的最大差异率为70.07%。当磨介质量相同时,低密度氧化锆磨介的麸皮超微粉产量高于高密度不锈钢磨介,且氧化锆磨介的麸皮微粉品质优于不锈钢磨介。随着磨介尺寸的增大,麸皮超微粉体产量呈现出先减小后增大的非线性特征,而麸皮微粉品质却一直下降。随着粉碎时间的增加,圆柱形磨介和球形磨介的麸皮微粉品质先提升后下降,而麸皮超微粉产量却近似呈线性增加,且圆柱形磨介的超微粉产量始终大于球形磨介。球形磨介微粉品质劣化速度大于柱形磨介,但当粉碎时间为1.0 h时,两种磨介的麸皮微粉品质差异率仅为2.26%。磨介特征明显改变了小麦麸皮超微粉碎效果,研究结果在振动磨机超微粉碎性能调控方面具有潜在应用前景。

团聚性对超细振动磨机粉碎影响的试验分析

针对超细振动磨机破碎过程中的细颗粒聚团问题,在对磨筒内离散体运动方式进行描述的基础上,建立了物理模型。通过对破碎产品外观显微形貌的观察和分析,认为超细振动磨机的破碎产品虽然存在团聚性,但是由于惯性力、剪切力的作用,磨筒空间内的细颗粒产品的聚团机理将发生变化。合理控制磨机磨筒的振幅和频率有助于减少产品的聚团。

立式振动磨磨介运动分析及振动强度设计

以提高立式振动磨的粉碎效果与效率为目的,深入分析其工作机理及磨钵内磨介运动情况,得出了磨钵内磨介的受力方程;在此基础上,以粉体力学中单颗粒破碎试验和研究为依据,建立了磨钵内粉体颗粒的二维粉碎受力模型,得出了物料粉碎粒径与振动强度的关系式,为立式振动磨及磨钵的设计提供理论指导。