基于DEM-FEM的立轴冲击式破碎机抛料头变形分析与优化研究

立轴冲击式破碎机在工作过程中,抛料头受到物料颗粒剧烈地冲击碰撞,受力特性十分复杂。如果采用传统的有限元分析方法,不能准确反映抛料头的受力情况。为了减小立轴冲击式破碎机抛料头在工作过程中的最大变形量,延长抛料头使用寿命,同时保证破碎机的破碎效果,提出利用离散元软件EDEM建立立轴冲击式破碎机的离散元仿真模型并结合DEM-FEM耦合分析、正交试验、多元回归分析以及多目标优化等方法对转子结构参数进行优化。首先,运用三维建模软件SolidWorks建立立轴冲击式破碎机三维模型并导入离散元软件EDEM中进行离散元仿真试验,得到抛料头的受力数据,然后利用DEM-FEM耦合分析的方法,将抛料头的受力数据加载到有限元环境中对应工作位置的抛料头FEM模型上,求解得到直观的抛料头变形云图;然后,采用正交试验和极差分析方法,揭示转子结构参数对抛料头最大变形量的影响规律;最后,运用MATLAB软件编写程序,对正交试验数据进行多元回归分析,然后建立以减小抛料头最大变形量和提升抛料速度为优化目标的多目标优化数学模型并进行求解。研究结果表明,当转子直径为890 mm、转子高度为260 mm、导料板安装角度为37°、分料锥倾角为20°时抛料头的最大变形量较小,同时破碎机的破碎效果也得到了保证,为立轴冲击式破碎机关键部件的改进设计提供了理论依据。

新一代中碎反击式破碎机设计优化与应用

第一代中碎反击式破碎机存在出料粒型针片度偏高,反击板、均整板调节保护装置调节不方便,均整板保护装置可靠性较低,壳体剖分面和结构设置不当导致运输成本高、狭小空间安装适应性差等问题。升级开发的新一代TKPFM型中碎反击式破碎机改进了均整板主体结构,将物料接触面的原平缓衬板改为锯齿状齿条,提高了物料研磨均整效率;将机械式的反击板调节结构和均整板调节保护装置改为液压式,缩短了调节时间,提高了过异物保护可靠性;将壳体侧部和端部改为螺栓连接,优化剖分面,减小了设备拆解后的最大件容重比,运输安装更加便利。多个项目实际应用情况表明,新一代TKPFM型中碎反击式破碎机性能更加优良,运维更加方便,运输成本更低,安装适应性更强。

硅破碎技术的比较研究

介绍了料层破碎和单颗粒破碎工艺,比较了颚式破碎机和反击破碎机的技术性能和实践效果,认为在硅制粉现行工艺上,反击破碎机的粉碎效果优于颚式破碎机。

反击锤式破碎机箱体启闭机构的设计及运动和静力分析

为满足反击锤式破碎机检修的工作要求,设计了配备液压系统的箱体启闭机构,明确了其基本结构和工作原理。为保证该启闭机构安全可靠,采用解析法建立了机构的位置方程,基于运动分析和静力分析分别求解了开箱油缸的行程和传动压力角与箱体开启角度的关系,开箱油缸推拉力和铰支座约束力与箱体开启角度的关系,以及强度校核所需运动副静力负荷参数。分析求解的结果表明:启闭机构要实现35°的开启角度,开箱油缸的安装距应小于817.63 mm,伸长值应大于1219.76 mm,且随着箱体开启角度增大,油缸推拉力压力角变大,传动性能变差;活动箱开启角度在31°左右时,油缸所受压力较小,在箱体结构上增加保护支撑,即可实现双层安全防护;进料箱体开启角度在25°左右时,箱体的质心正好在开箱铰接点的正上方,油缸不受力,安全性较好,铰链销轴受到的剪切力刚好为进料箱体的重力,销轴的安全系数可以用进料箱的重力进行校核。最终设计的机壳启闭机构结构简单,箱体开启角度范围大,箱体检修开启状态下油缸受力为最小值,安全性较高,可推广应用于相似重型破碎装备。

PCKF-1825可逆双反击锤式破碎机在破碎流程中的应用

为了验证PCKF-1825可逆双反击锤式破碎机能否安全、稳定地应用于细碎作业,通过破碎流程工艺设计要求以及实际项目应用,将PCKF-1825可逆双反击锤式破碎机与细碎圆锥破碎机的代表机型进行了核心参数、单体解离度、预选指标等分项对比分析,根据技术指标、经济效益等因素综合考量了PCKF-1825可逆双反击锤式破碎机的应用效果。研究表明:该设备作为一种新型的矿岩粉碎设备,通过自身优势和极高的性价比,可代替细碎圆锥破碎机用作细碎作业。

基于响应面法的反击式破碎机板锤多目标优化

为了提高破碎产品质量,有效防止板锤疲劳断裂,提出以减小反击式破碎机物料最小可碎粒径和板锤的最大变形为目标的板锤多目标优化设计方法。通过中心复合试验设计选取合适的有限元结构分析试验点,利用ANSYS有限元分析软件对试验点处的板锤最大变形、最大等效应力和质量进行计算分析,获取响应值。根据响应值初步建立反映结构设计输入与输出响应关系的二次响应面模型,并采用Kriging空间局部插值方法对响应面进行插值重构。利用Shifted Hamersley抽样技术,均匀抽取设计空间中的样本点,并进行权衡排序,获得较优良的初始种群。运用多目标遗传算法进行优化,获得Pareto优化解集。在保证板锤的质量、最大等效应力不大于初值的前提下,最大变形量减小5.28%,最小可碎粒径减小4.8%。结果表明,该方法具有较强的工程实用性。

动力学仿真在反击式破碎机设计中的应用

结合CAD与仿真技术在计算机系统中建立一个反击式破碎机虚拟设计环境。在设计过程中建立反击式破碎机零部件的三维几何模型与有限元模型,应用动力学仿真对零部件进行性能分析。利用仿真分析的结果对设计进行修改优化,可以缩短设计开发时间,节省开发费用。

基于EDEM的反击式破碎机破碎效率仿真分析

以提高反击式破碎机破碎效率为目标,建立了反击式破碎机构几何模型及物料模型,运用EDEM离散元软件对单颗粒的破碎行为进行仿真,验证了破碎模型的有效性。采用正交设计方法,建立第一反击板及第二反击板的齿角、板锤排数、转子转速对物料破碎效率的试验方案,基于EDEM进行仿真试验,运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,得到以黏结键断裂数为衡量指标的破碎效率与上述四因素的关系模型,然后利用该模型对反击式破碎机进行参数优化,得出破碎效率最佳的破碎机参数,最后通过仿真验证其破碎效率,为反击式破碎机的设计提供了依据。

综掘装备硬岩化技术发展

为保证煤矿综掘装备的开采产量,提高中国煤炭开采效率和煤矿开采安全性,针对煤矿开采逐渐转向复杂煤层中遇到的巷道经常出现断层、夹矸等问题,采用国内外综掘装备及技术发展进行对比分析,研究适应中国硬度岩石的综掘装备及破碎方法,研究结果表明:采用掘进机截齿破碎方法不适应硬度岩石截割,开发自适应硬岩冲击破碎系统将为中国综掘装备的发展提供新的思路.

反击式破碎机腔型的数值仿真

为对冲击式破碎机的反击板形状进行仿真研究,建立了板锤-物料的有限元冲击碰撞模型。采用7种不同的物料-板锤相对位置关系,对物料受冲击后的飞行轨迹进行了仿真。根据反击板表面法线应平行于物料飞行轨迹的要求,提出了反击板形状的优化方法。同时,对冲击速度、转子半径、物料尺寸以及物料性质对反击板形状的影响情况也进行了仿真研究,发现冲击速度和物料性质对反击板形状的影响不是很大,而物料尺寸和转子半径对反击板形状的影响较大。

冲击破碎机冲击时间的因次分析及数值仿真研究

采用因次分析技术与数值仿真技术相结合的方法,对冲击式破碎机锤头与物料之间的冲击时间进行了研究。研究分两种情况进行,即锤头质量为有限值和锤头质量无穷大,分别得到了两种情况下的冲击时间计算式。结果表明:当锤头质量为无穷大时,冲击时间是无因次量v2ρ/E的函数;当锤头质量为有限值时,冲击时间为3个无因次量E2R32/(m1v21)、ρ2R32/m1、E1R32/(m1v21)的函数。

废弃线路板干湿式破碎下的破碎行为

采用锤头式和刀片式冲击破碎机对废弃线路板在干湿式环境下的破碎行为进行对比研究。结果表明,在干式破碎条件下,采用锤头作为冲击元件,破碎后物料的平均粒径高达196mm,-1mm粒级产率不到20%,破碎效果非常差,利用刀片作为冲击元件,破碎后物料的平均粒径降至07mm,-1mm粒级产率升至7725%以上,破碎效果得到明显改善。在湿式破碎条件下,同样采用MX型冲击破碎机,破碎后物料的平均粒径进一步降至067mm,-1mm粒级产率进一步提高至80%以上,各粒级粒度分布较为均匀,破碎效果明显改善。从破碎后-1mm以下各粒级的解离度和金属铜的品位分布来看,同样是湿式破碎优于干式破碎。如果考虑到湿式破碎能消除干式破碎过程中产生的粉尘污染,湿式破碎是优先选择方案。

瓷石超细粉碎试验研究

本文选用高速冲击粉碎机对瓷石的超细粉碎进行了试验研究。研究表明瓷石的超细粉碎效果明显,污染少,单位能耗低。推荐的超细粉碎工艺流程实用性强。

多元高铬铸铁复合锤头的研制

采用35钢和多元高铬铸铁作为锤柄和锤头制成复合式锤头。对多元高铬铸铁进行了显微组织观察和硬度、冲击韧度测试。工业实验表明,多元高铬铸铁具有较好的耐磨性,这种锤头的使用性寿命显著延长。

非线性弹簧支承转子系统的动力性能分析

提出将非线性钢缆弹簧用作立式冲击破碎机转子支承的设计构思。基于钢缆弹簧的双线性迟滞模型，分析了转子系统的减振隔振性能。分析表明，采用非线性钢缆弹簧作为立式冲击破碎机转子支承是可行的并具有许多优点，如可通过合理选择刚度比和摩擦参数，获得较佳的过共振区减振性能，降低共振响应和轴承冲击载荷，同时可以获得较佳的远超二阶临界工作点的隔振性能。

冲击破碎法破碎特富矿石的应用研究

介绍了反击式破碎机在巴里选矿厂特富多金属锡石硫化矿工业试验应用情况。该机与常规破碎方式相比 ,能够使矿石实现选择性破碎及解离 ,提高金属矿物的单体解离度 ,有用金属矿物在破碎产品的中间级别富集 。

基于离散元法的立轴冲击式破碎机的破碎仿真

为了提高成品砂的品质,对立轴冲击式破碎机进行破碎仿真。通过仿真分析颗粒在立轴冲击式破碎机中瞬态的破碎过程以及破碎原因,探究转子直径、转子转速、入料粒径和入料量分别对颗粒甩出速度、破碎率和转子功率的影响规律,绘制颗粒甩出速度与破碎率之间的关系曲线,并验证仿真结果的可靠性。仿真结果表明:颗粒被转子加速后甩向破碎腔壁面并发生破碎,这是因为高速运动的颗粒与破碎腔壁面之间、颗粒与颗粒之间发生剧烈碰撞;破碎率随着转子转速和转子直径的增大而提高,随着入料量的增加而降低,随着入料粒径的增大先提高后降低;转子功率随着转子转速、转子直径和入料量的增大而大幅增大,而入料粒径对转子功率基本无影响;破碎率与颗粒甩出速度成正比关系,即破碎率随着颗粒甩出速度的增加而增加;仿真转子功率与实际转子功率基本吻合。以破碎率为首要指标,仿真过程中转子转速1600 r/min、转子直径1100 mm、入料粒径30 mm、入料量160 t/h为最优组合参数。

反击式破碎机冲击破碎力有限元仿真分析

运用ANSYS/LS-DYNA软件,对反击式破碎机冲击破碎力进行了仿真分析。为了研究岩石在板锤和反击板作用下的破碎效应对打击力的影响,采用了考虑失效的岩石本构模型—塑性随动模型。即当岩石某个部位的应变超过其失效应变时,该部位将发生失效,以此模拟岩石在打击过程中发生破碎时对冲击破碎力的影响。结果表明:当冲击速度较小时,打击力与冲击速度呈线性关系;当冲击速度较大,岩石的应变超过其失效应变时,打击力与冲击速度呈二次曲线的关系。同时,对打击岩石不同部位时的打击力进行了仿真,得到了一些有益的结论。

树枝枝丫粉碎机的研制

运用盘式切碎加锤片粉碎的基本工作原理,结合反击破碎原理,对树枝枝丫粉碎机的结构和传动系统进行了设计。该设备主要由自动进料机构、滚筒式切断机构、二级反击破碎机构、锤片粉碎机构和排料机构五部分组成,具有进料辊间距可调、粉碎效率高、安全可靠等特点。

超高铬铸铁板锤的研制与应用

针对大型反击式破碎机的工况和结构特点,研制开发了具有较高综合耐磨性能的超高铬铸铁板锤。板锤最佳热处理工艺为1020℃高温淬火+400℃高温回火,淬火回火组织为回火马氏体+共晶碳化物M7C3+二次碳化物+残余奥氏体,使用寿命为普通高锰钢的3倍以上。