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「仿真报告」棒磨机钢棒运动仿真分析

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项目介绍

钢棒运动会影响棒磨机粉磨效果及设备磨损,深圳市德颐姆科技有限公司报告主要通过改变棒磨机转速,分析在不同转速下钢棒的运动情况,为棒磨机实际作业性能评估以及优化改进提供参考和数据支撑。

工况参数

桶材质:铸造锰钢ZGMn13

钢棒材质:锻造65Mn调质

钢棒规格:75mm,65mm,55mm

钢棒数量:300条,520条,550条


棒磨机几何模型

通过使用多球颗粒创建多球面体棒材,颗粒半径为棒材直径,分别创建直径为75mm,65mm,55mm。


55mm钢棒颗粒模型

筒体旋转速度为分段加速,过渡时间为2s,共仿真了166s。


筒体转速随时间变化曲线

仿真结果分析

钢棒流动状态

由钢棒流动状态图可知,筒体转速为11rpm时,钢棒基本处于泻落状态,基本没有钢棒被抛落。

12rpm时有少数钢棒开始发生抛落,钢棒流动状态由泻落状态向抛落状态过渡。

随着转速的增加,钢棒运动状态转为抛落,并且钢棒逐渐趋向混乱,在13rpm时开始出现钢棒“交叉”现象。


转速为13rpm时钢棒流动状态

钢棒速度

随着转速的增加,钢棒抛落速度也随之增加,抛落区逐渐扩大。

筒体转速为11rpm、12rpm时,钢棒基本处于泻落状态,最大转速约为5m/s。


转速为11rpm(左)和12rpm(右)时钢棒速度

转速增加到13rpm后,物料最大速度大于6m/s。

随着转速的提升,物料抛落角度逐渐减小(举升高度增加),抛料区域扩大,钢棒落点下移。


转速为13rpm(左)和14rpm(右)时钢棒速度

磨机功率

提取棒磨机筒体功率曲线,0-8s加速过程磨机功率同步增加。

转速稳定后功率在2000KW上下波动,并随着转速的提高呈上升趋势。

转速为15rpm时,平均功率约为2500KW。


磨机功率曲线

磨机磨损

设备磨损以累积能量形式体现,能量越高位置为易磨损区域。

由图可知设备磨损主要以法向磨损为主,主要磨损位置为钢棒提升台齿面,符合实际设备的磨损情况。


法向累积接触能


切向累积接触能

根据曲线可知,在104s前(转速为11rpm、12rpm、13rpm)设备切向磨损大于法向磨损,钢棒与设备的接触情况以切向摩擦为主。

当设备转速大于13rpm时,钢棒转为抛落状态,开始与设备发生法向冲击,法向累积接触能变化速率大幅增大,磨损加快。

平均累积接触能变化曲线