半自磨機(jī)磨礦工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)分析

字新廷

摘 要：對半自動(dòng)磨機(jī)的有功功率和磨機(jī)效率兩個(gè)方面進(jìn)行了研究，對影響磨機(jī)有功功率的參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、襯板高度和條數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和對比，對轉(zhuǎn)速、襯板高度以及襯板條數(shù)對磨機(jī)效率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。通過實(shí)驗(yàn)試分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速對有功功率的影響較為顯著，轉(zhuǎn)速、襯板高度以及襯板條數(shù)對于磨機(jī)效率均具有較為顯著的影響。

關(guān)鍵詞：半自動(dòng)磨機(jī)；磨機(jī)效率；試驗(yàn)分析

中圖分類號：TD453 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0079-02

1 半自磨機(jī)磨礦設(shè)備與實(shí)驗(yàn)方案

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（1）半自磨機(jī)試驗(yàn)機(jī)。本文在試驗(yàn)中所選取的半自動(dòng)磨機(jī)磨礦內(nèi)徑為480mm，長度為60mm，所選取的實(shí)驗(yàn)電機(jī)的功率為0.75千瓦，通過皮帶和蝸輪蝸桿連接。

（2）半自磨機(jī)有用功率檢測裝置。為了可以準(zhǔn)確的確定磨機(jī)的功率，本文采用了DH5905型號的無線傳感器來對輸入軸的功率進(jìn)行了測量，然后對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砜梢缘玫接泄β省?/p>

得到上述數(shù)據(jù)之后，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的保存，可以通過下面的公式1來求得有功功率。

（1）

1.2 實(shí)驗(yàn)材料的制取

本文試驗(yàn)所采用的鎢礦石的硬度為14-18，其密度達(dá)到了1800千克每立方米，呈現(xiàn)出灰褐色。為了確保每組磨礦的入料顆粒大小一致需要，需要對原礦石進(jìn)行粉碎處理，然后根據(jù)粉碎后顆粒大小的不同將其分為5個(gè)等級，包括大于9mm、9mm-6mm、6mm-5mm、5mm-4mm、4mm-1mm，入料的顆粒如表1和表2所示。質(zhì)量全部為1500g，比例分別為30%、30%、20%、10%、10%。試驗(yàn)方案中填充率為35%，襯板個(gè)數(shù)分別為8、16和32。轉(zhuǎn)速率分別為0.6、0.7、0.8、0.9。磨礦的時(shí)間統(tǒng)一設(shè)置為10分鐘。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

有用功率和磨礦效率是本文研究的兩個(gè)主要方面，以及磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率和襯板結(jié)構(gòu)等參數(shù)對磨機(jī)效果的影響，一般將礦石研磨成新的顆粒所需要的能耗稱之為磨機(jī)效率，也被稱為比能耗，其單位為kw/kg，該數(shù)值能較好的反映不同參數(shù)和工況下的磨機(jī)效率。從表2中可以看出本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)和選擇的實(shí)驗(yàn)材料。

本文從半自磨機(jī)轉(zhuǎn)速率、襯板高度、襯板條數(shù)等參數(shù)的變化來研究了磨機(jī)效果的變化，假設(shè)其填充率為15%，將機(jī)組數(shù)量、轉(zhuǎn)速以及襯板條數(shù)作為變化參數(shù)，然后進(jìn)行全磨機(jī)組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)的磨礦時(shí)間都為10分鐘，并且在10分鐘之后要多所產(chǎn)生的能耗、采集轉(zhuǎn)軸的扭矩、顆粒狀況進(jìn)行相關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄和分析。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 扭矩采集數(shù)據(jù)分析

首先獲取無線傳感器所采集到的輸入軸的功率數(shù)據(jù)，然后將其數(shù)據(jù)錄入到電腦中進(jìn)行相應(yīng)的處理，將采樣頻率設(shè)置為1khz進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集時(shí)間持續(xù)30秒。從下圖可以看出，在磨機(jī)啟動(dòng)之前轉(zhuǎn)矩一直為0，隨著磨機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩開始出現(xiàn)變化，在運(yùn)行一段之間之后開始出現(xiàn)扭矩的穩(wěn)定狀態(tài)，在停機(jī)之后扭矩會逐漸趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。在中間數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定的階段，所采集到的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)上下的波動(dòng)，這是由于半自動(dòng)磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會出現(xiàn)偏離中心的運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)致的扭矩變化規(guī)律。在下圖中可以看到每個(gè)不同的功率下扭矩的變化情況，由于扭矩的波動(dòng)性較強(qiáng)，需要對每條曲線進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，然后得到最終的有功功率值，每組實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的有功功率如表3所示。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：轉(zhuǎn)速的變化會導(dǎo)致有功功率較大的變化，而襯板高度和襯板條數(shù)的變化對于有功功率的影響比較小，這可以解釋為轉(zhuǎn)速不變的情況下襯板條數(shù)不變的情況下襯板之間能容納的顆粒能力有關(guān)。本文所選取的實(shí)驗(yàn)?zāi)C(jī)的尺寸相對較小，因而襯板條數(shù)以及高度的變化對所承載的顆粒數(shù)量影響并不是很大，所以所測量得到的有功功率的變化也不是十分的明顯，轉(zhuǎn)速的變化會對半自動(dòng)磨機(jī)內(nèi)部顆粒的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)發(fā)生較為明顯的變化，有功功率的變化也會變得十分的明顯。為了展示襯板的參數(shù)對有功功率的影響，本文繪制的襯板參數(shù)變化與有功功率變化之間的曲線，隨著轉(zhuǎn)速的變化，如果保持襯板的高度和條數(shù)不變，半自動(dòng)磨機(jī)的有功功率會先增加而后減小的趨勢，當(dāng)轉(zhuǎn)速在0.8的時(shí)候有功功率達(dá)到了其最大值。如果采用的多襯板的半自動(dòng)磨機(jī)，其顯著影響磨機(jī)的有功功率，襯板的數(shù)量為32的時(shí)候有功功率達(dá)到最大值，當(dāng)數(shù)量為16的時(shí)候次之，當(dāng)條數(shù)為8的時(shí)候有功功率的數(shù)值最小。當(dāng)二者的條數(shù)為32和16的時(shí)候，襯板高度的變化不會有功功率產(chǎn)生顯著的影響，當(dāng)轉(zhuǎn)速為0.8襯板的高度超過8毫米的時(shí)候，會出現(xiàn)有功功率的下降。如果襯板的條數(shù)為8，半自動(dòng)磨機(jī)的有功功率會隨著襯板的高度增加而相應(yīng)的增加，而襯板的高度高于12mm的時(shí)候，有功功率會產(chǎn)生較為明顯的下降趨勢。

2.2 磨礦產(chǎn)品粒度分析

半自動(dòng)磨機(jī)工作就是將礦石逐漸磨小的過程，也是有舊顆粒產(chǎn)生新顆粒的過程，通過對產(chǎn)出的顆粒的分析，對于充分反映磨機(jī)的研磨效果具有重要的作用。本文將單位能耗好下所產(chǎn)出的新顆粒作為指標(biāo)，對于不同轉(zhuǎn)速和襯板高度新顆粒生產(chǎn)的情況來進(jìn)行分析，得到轉(zhuǎn)速以及襯板參數(shù)對最終結(jié)果的影響。

可以根據(jù)襯板的高度變化將實(shí)驗(yàn)分為三組，根據(jù)相應(yīng)的方法進(jìn)行試驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)后的礦料進(jìn)行篩分，然后得到各個(gè)等級質(zhì)量。將襯板高度參數(shù)分別設(shè)置為5mm、8mm和12mm。下表反映了各個(gè)組研磨之后的顆粒的質(zhì)量的分布，為了更好的區(qū)分上述研磨的效果。通過計(jì)算單位質(zhì)量顆粒所消耗的能耗，能耗低說明半自動(dòng)磨機(jī)的性能越好。

根據(jù)不同參數(shù)下的磨機(jī)產(chǎn)出單位質(zhì)量的顆粒所消耗的能耗得知：每一組中轉(zhuǎn)速對于能耗影響都是比較大，轉(zhuǎn)速的變化，自動(dòng)磨機(jī)的能耗具有較大的區(qū)別；在轉(zhuǎn)速增加到大約0.8的時(shí)候，能耗會逐漸增大，因而可以知道磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在0.8的時(shí)候存在一個(gè)相對較小的數(shù)值，其可以使得磨機(jī)達(dá)到較好的效率；通過實(shí)驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，隨著襯板數(shù)量的增加，比能耗數(shù)值會出現(xiàn)顯著的下降。其中襯板高度為5mm轉(zhuǎn)速為0.5的時(shí)候能耗降低了將近22%，其他情況下功耗也會相應(yīng)的有所減少；在襯板高度增加之后，所生產(chǎn)單位質(zhì)量的顆粒所消耗的能量會先減少后增加這樣一個(gè)趨勢，限定其他參數(shù)不變在襯板的高度為8mm的時(shí)候，能耗的數(shù)值達(dá)到了最小。結(jié)合上述數(shù)據(jù)，可以得出如下的結(jié)論，當(dāng)襯板的高度為8mm，襯板的條數(shù)為32、轉(zhuǎn)速為0.8 的時(shí)候，生產(chǎn)單位質(zhì)量的顆粒所消耗的能耗最少。

3 結(jié)語

本文以鎢礦石為材料對影響半自動(dòng)磨機(jī)的有功功率和磨機(jī)效率的因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究，根據(jù)不同的參數(shù)設(shè)計(jì)了不同的試驗(yàn)分組。通過無線扭矩傳感器對采集到扭矩?cái)?shù)據(jù)以及最終的研磨的效果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，從有功功率和磨機(jī)的效率角度得到如下結(jié)論：

在轉(zhuǎn)速增加的過程中，半自動(dòng)磨機(jī)的有功功率會先增加而后減少，比能耗會逐漸的減少；隨著襯板條數(shù)的增加，比能耗會呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢；襯板高度在增加的過程中，生成單位質(zhì)量顆粒所消耗的能量會呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢。而對于本文試驗(yàn)過程中所采用的半自動(dòng)磨機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為0.8，襯板的數(shù)量為32，襯板的高度為8mm的時(shí)候有功功率會出現(xiàn)最大值，而此時(shí)的能耗值最低。

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