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關于反擊式破碎機成品粒度的優化實驗

時間:2012-07-02返回列表

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為了驗證反擊式破碎機在實際生產過程中的破碎結果,粒度分析,應首先進行實驗分析與研究。關于反擊式破碎機成品粒度的優化實驗主要包含以下內容:破碎產品粒度優化模型、算例分析與樣機試驗、樣機試驗以及最終結論。

破碎產品粒度優化模型

散體物料層壓破碎過程選擇函數模型和破碎函數模型均為相應進給壓縮比的函數,而各破碎層進給壓縮比是關于破碎機工作參數和結構參數的函數,因此選擇函數模型與破碎函數模型是關于破碎機工作參數與結構參數的函數。在本文中,選擇破碎機工作參數與結構參數作為優化模型設計變量,式中B為給料口尺寸,b為排料口尺寸,層嚙角分別為破碎腔各破碎層嚙角。斷分別為破碎機工作參數,fl~0分別為破碎機其他結構參數。在破碎粉磨領域,破碎機標定排料粒度是衡量破碎機破碎產品質量的重要參數。所謂標定排料粒度,是指小于排料口的破碎產品占總破碎產品的質量百分比。因此,選擇擠壓類破碎機標定排料粒度作為反擊式破碎機破碎產品粒度優化模型的目標函數式中&為閉邊排料口尺寸,X為散體物料粒度。破碎產品優化模型的設計約束主要包括邊界約束和性能約束,邊界約束主要為設計變量取值范圍,而性能約束主要是保證破碎機滿足要求的工作性能方面的約束,包括轉速、生產率和沖程等,一般為非線性約束。擠壓類破碎機破碎產品粒度優化模型的設計約束。

算例分析與樣機試驗

為驗證選擇函數模型、破碎函數模型和破碎產品粒度優化模型的可行性和可靠性,現以國產 PYB900反擊破碎機為算例,對破碎產品粒度分布進行仿真優化分析。取偏心套轉速為343/min、進動角為2。動錐底角為40,偏心距為12度,沖程為39mm,給料口為140ranl,排料口為15mm 和平行區長度為75mm,給料粒度在60~70i/ira間均勻分布,建立如式(9)~(11)所示的破碎產品粒度優化模型。基于序列二次規劃法)寫優化設計程序,對PYB900反擊破碎機破碎產品粒度分布進行優化,得到如表2和6所示的優化結果。

當以單顆粒破碎為主時,其標定排料粒度為21.3%,而改為以層壓破碎為主時,其標定排料粒度提高到78.8%。此外,小于5mill的細粒顆粒在以單顆粒破碎為主時,占破碎產品僅為4.5%,而改為層壓破碎后提高到49.4%。可見,細粒質量分數大大增加。另外,如6a為各破碎層層壓破碎產品篩下粒度分布,6b為單顆粒破碎與層壓破碎產品粒度分布對比,從6可知,在給料粒度相同的情況下,層壓破碎有著單顆粒破碎無法比擬的優點,極大地提高了破碎機工作性能,改善了破碎產品質量,增加了細粒產品質量分數。

樣機試驗

反擊式破碎機樣機

為驗證模型的可行性和可靠性,該研究成果應用于紅星機器破碎機,基于算例分析結果,對傳統PYB900反擊破碎機進行改進設計,研制物理樣機一臺,如7所示。經物理樣機試驗表明,改進設計后的物理樣機,標定排料粒度達到73%,小于5mill細粒質量分數達到41%,與優化值很接近,誤差很小。因此,反擊破碎機優化后極大地提高了破碎機工作性能,改善了破碎產品質量,驗證了模型的可行性和可靠性。7基于算例優化結果研制的物理樣機

結論

(1)基于破碎矩陣模型、總體平衡模型和擠壓類破碎機破碎腔分層劃分研究,建立擠壓類破碎機層壓破碎過程操作模型,為有效控制破碎產品質量提供一種方法。

(2)利用RMT.150B巖石力學試驗系統對擠壓類破碎機層壓破碎過程進行試驗模擬,對層壓破碎過程進行深入研究,建立擠壓類破碎機層壓破碎過程選擇函數模型和破碎函數模型,為對破碎產品粒度分布進行仿真優化奠定了基礎。

(3)建立擠壓類破碎機層壓破碎產品粒度優化模型,為研制開發、新型、高效、節能和環保的現代高能擠壓類破碎機奠定了基礎。

(4)以國產PYB900反擊破碎機為算例,對破碎產品粒度進行仿真優化分析,優化結果應用于紅星機器破碎機,對傳統PYB900反擊破碎機進行改進設計,研制相應物理樣機一臺,經物理樣機試驗驗證了模型的可行性和可靠性。

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