[发明专利]一种半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法

权利要求书

1.一种半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法，其特征在于，所述设计方法是指：通过建立夹持现象力学模型，分析衬板结构参数变化以及半自磨机参数对临界夹持力的变化趋势，得到临界夹持力随衬板提升条角度以及转速变化而变化的关系曲线图，以此确定衬板的最佳结构特征。

2.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

S1：以钢球和矿石两种颗粒楔于衬板结构形成的″凹槽″表示″夹持″模型，依此建立钢球和矿石颗粒夹持现象的力学模型；

S2：根据钢球和矿石颗粒夹持现象的力学模型，导出临界夹持力的数学模型，并导入MATLAB仿真软件中，建立临界夹持力计算的仿真模型；

S3：根据临界夹持力计算的仿真模型，进行衬板结构参数及半自磨机运行参数变化对临界夹持力影响的仿真计算，得到在一定转速下，抛出角为90度时的临界夹持力，并确定衬板提升面和非提升面的面角结构参数。

3.根据权利要求2所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法，其特征在于，所述凹槽包括提升条、加强筋条、凸台与吊耳筋板相应的面形成的″凹槽″。

4.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法，其特征在于，所述衬板的最佳结构特征与半自磨机转速对应相关。

5.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法，其特征在于，所述设计方法具体为：建立钢球与矿石颗粒的夹持配对的力学模型，钢球和矿石颗粒可能夹持的配对颗粒尺寸为分别为d_1i、d_2i，其中，矿石颗粒模型为球形聚合体，d_2i为当量直径；钢球和矿石颗粒配对有数种，并考虑钢球与矿石颗粒相对位置互换，即：钢球在上，矿石在下；钢球在下，矿石在上；

对钢球和矿石颗粒夹持现象进行力学分析，设夹持力为N，钢球和矿石与提升条之间的静摩擦系数分别为μ₁、μ₂，钢球和矿石颗粒可能夹持的位置分布园半径为R，凹槽的提长面角度为β₁，非提升面角度为β₂，筒体转速ω，则：

角度θ₁和θ₂分别为：

θ₁＝90°-β₁-α；θ₂＝90°-α；

矿石与钢球相互作用力以及提升条对钢球的支撑力为：

N＝G₂·sinθ₂+N₂·cosβ₂+f₂·sinβ₂；

N₁＝N cosβ₁+G₁·sinθ₁+F₁·sinβ₁；

钢球离心力：

F₁＝G₁·cosθ₁+N₁·sinβ₁-f₁·cosβ₁＝m₁·ω²·R；

矿石离心力：

F₂＝G₂·cosθ₂+N₂·sinβ₂-f₂·cosβ₂＝m₂·ω²·R

钢球、矿石与提升条最大静摩擦力：

f_1max＝N₁·μ₁；f_2max＝N₂·μ₂；

整合上述各式，可得出f₁，f₂表达式：

得出的f₁，f₂分别与f₁max，f₂max比较，当f₁＞f₁max或f₂＞f₂max，即f_1max-f₁＜0，则：

或f_2max-f₂＜0，得：

上述表达式中，抛出角α表示介质从衬板被抛出时的角度，N为钢球和矿石相互作用力，在任意α角都不滑落的最小夹持力N为临界夹持力，最大临界夹持力指抛出角为90度时颗粒不滑落的夹持力，当临界夹持力未达到一定值时，钢球和矿石不会被夹持，钢球和矿石将会被抛出。