筒體轉(zhuǎn)速對(duì)球磨機(jī)有用功率的影響分析

球磨機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中存在的主要問題有粉磨效率低、耗電量巨大、噪聲大、筒體襯板及研磨體的磨損率高等。對(duì)球磨機(jī)有用功率影響因素研究有利于幫助改善球磨機(jī)在上述方面的表現(xiàn)，有利于幫助提高球磨機(jī)的運(yùn)行性能和生產(chǎn)能力。影響球磨機(jī)有用功率的因素較多，本文主要分析筒體轉(zhuǎn)速對(duì)球磨機(jī)有用功率的影響。

球磨機(jī)筒體內(nèi)壁裝有12個(gè)24mm×24mm的矩形襯板，仿真時(shí)研磨體填充率為35%，仿真進(jìn)行了6個(gè)筒體運(yùn)轉(zhuǎn)周期，且每次仿真時(shí)磨機(jī)筒體都恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。研究時(shí)，轉(zhuǎn)矩和有用功率取仿真的 兩個(gè)周期的平均值。圖1給出了筒體轉(zhuǎn)矩和磨機(jī)有用功率隨轉(zhuǎn)速的變化狀況。

從圖1可以看出，最開始轉(zhuǎn)矩隨比轉(zhuǎn)速的增大而增大，在比轉(zhuǎn)速增大到60%時(shí)達(dá)到峰值。此后轉(zhuǎn)矩開始下降，下降的速度先快后慢，在比轉(zhuǎn)速到達(dá)90％后轉(zhuǎn)矩變化趨于平緩由此可見，轉(zhuǎn)矩支持介質(zhì)在一個(gè)遠(yuǎn)離簡體中心的位置上，而轉(zhuǎn)矩取決于筒體內(nèi)所有介質(zhì)的質(zhì)量和介質(zhì)群的質(zhì)心與簡體中心的水平距離，能量消耗是轉(zhuǎn)矩與筒體轉(zhuǎn)速共同作用的結(jié)果。圖1中，仿真筒體轉(zhuǎn)矩對(duì)筒體轉(zhuǎn)速的變化趨勢與Moys~實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果近似，兩者都呈現(xiàn)先增后減的趨勢，兩者簡體轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)峰值時(shí)的比轉(zhuǎn)速相同，但它們的結(jié)果相差比較大，主要原因是Moys的實(shí)驗(yàn)研究時(shí)研磨體填充率達(dá)38.5%，而本文仿真的研磨體填充率為35%。

在圖1中，比轉(zhuǎn)速小于60%時(shí)，有用功率與轉(zhuǎn)矩呈現(xiàn)相同的變化趨勢，這是因?yàn)橛杏霉β逝c轉(zhuǎn)矩有正比關(guān)系。比轉(zhuǎn)速大于60%時(shí)，轉(zhuǎn)矩由峰值回落，對(duì)應(yīng)的有用功率卻沒有回落，這是因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)速的增大抵消了轉(zhuǎn)矩的下降造成的影響，盡管如此有用功率的增長幅度還是出現(xiàn)了大幅下降。比轉(zhuǎn)速增大到 后，轉(zhuǎn)矩的回落趨于平緩，于是有用功率的值再次明顯上升，但上升的速度比比轉(zhuǎn)速在60%以下時(shí)要小，同時(shí)球磨機(jī)筒體振動(dòng)出現(xiàn)噪音的頻率也較低。有用功率隨轉(zhuǎn)速的變化情況整體上與Hlungwani等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。

通過研究，我們發(fā)現(xiàn)填充率為35%，比轉(zhuǎn)速為50％-60%，介質(zhì)有較合理的運(yùn)動(dòng)形態(tài)分布時(shí)，轉(zhuǎn)矩位于峰值附近，而球磨機(jī)的有用功率此時(shí)遠(yuǎn)未達(dá)峰值，也就是說磨機(jī)運(yùn)行條件設(shè)計(jì)時(shí)不能片面追求較大的功率，需要同時(shí)考慮介質(zhì)可能的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。