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球磨机钢球介质冲击摩擦行为研究

张勋2020-05-09【博客】人已围观

简介　　球磨机正常运转时，磨球被提升到某一高度后抛落，以一定的速度对物料产生冲击而粉碎物料，同时也对磨球和衬板自身产生冲击而造成磨球和衬板的破损开裂。在球磨机中，磨球的抛

　　球磨机正常运转时，磨球被提升到某一高度后抛落，以一定的速度对物料产生冲击而粉碎物料，同时也对磨球和衬板自身产生冲击而造成磨球和衬板的破损开裂。在球磨机中，磨球的抛落冲击作用对粉碎物料来说是必须的，但同样会对衬板自身造成损伤，这种损伤不断的积累最终可能导致衬板的剥落掉块、磨损变形、破裂以及破碎。生产实践表明，冲击失效方式比磨损失效造成的损失要严重。随着球磨机的直径不断加大，磨球和衬板的破损问题变得越来越突出，然而球磨机冲击摩擦研究领域并未被完全拓展。因而研究球磨机中磨球的冲击摩擦特性，对防治衬板破坏，指导正确选材具有重要意义。
　　
　　在球磨机运转过程中，钢球对衬板的冲击摩擦特性的研究进展并不明朗，但对衬板的选材来说又是非常关键的，为了准确掌握冲击过程中的摩擦性能，众多学者基于Hertz理论开展一系例研究。吴琼等人运用Hertz理论、相似原理及能量守恒理论，用简单冲击粉碎试验装置对冲击物料过程进行分析；饶启昌等人采用自由落程4.2m,最大冲击功35J的落球冲击疲劳试验机，对4种材质九种组织状态的60 mm磨球进行冲击疲劳剥落抗力的试验；陈东等人论述了磨球跌落试验机的设计原理和总体结构，分析了磨球的受力及运行状况，为考核磨球破碎机理提供了依据;周长江等人建立了齿轮线外啮入冲击摩擦模型, 推导出各个接触点的冲击摩擦力与摩擦因数；Gupta等人根据研磨机的两个关键的性能参数：绝对的粗磨级的破损率和绝对的精细的生产率，研究了冲击研磨过程中的力学性能，阐述了磨球载荷、颗粒载荷以及磨球尺寸等对两个性能参数的影响规律；Lai等人研究了金属薄片在高速冲击下的摩擦学性能，分析了冲击力与摩擦因数随冲击接触时间的变化规律；Mori等人研究了黄铜/钢铁接触副在微挤压状态下接触尺寸对冲击摩擦因数的影响；Espinosa等人提出了一种稳健实验测试方法来测量高速冲击过程中摩擦因数。
　　
　　大型球磨机运行过程中抛落区及破碎区内钢球对衬板的冲击动力学特征（冲击载荷、冲击速度、冲击频率）、衬板的冲击摩擦性能将直接影响着矿石破碎率以及衬板工作寿命,对于冲击性能的研究可用于球磨机的减振降噪，为球磨机介质冲击摩擦行为的研究提供理论依据现有研究集中于球磨机内磨球与矿石动力学理论研究，由于球磨机冲击物料的过程比较复杂，还未掌握钢球、矿石和衬板冲击摩擦耦合机理，无法从根本上提高大型球磨机球磨效率。因此，在结合前人相关研究基础上，创新设计了铁矿石球磨机钢球衬板冲击摩擦试验台，模拟球磨机抛落区及破碎区工况，旨在探究衬板在钢球冲击过程中的破坏机理，对提高衬板耐磨性和使用寿命提供重要理论依据。