[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

说明书

本发明提供了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，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。本发明通过调整衬板提升条角度以及半自磨机转速，降低颗粒夹持的可能性，防止钢球和矿石跃过自由抛落位置才下落直接撞击衬板，提高衬板的使用寿命，提高磨矿效率，降低磨矿能耗。

技术领域

本发明涉及半自磨机技术领域，特别涉及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。

背景技术

半自磨机衬板是用来保护筒体，使筒体避免受到研磨介质钢球和矿石颗粒直接冲击和磨擦，衬板沿筒体圆周方向布置，在轴向有多组，如图2所示。不同结构形式的衬板来调整研磨介质钢球和物料在研磨体的运动状态，以增强对矿石物料的破磨作用，图中：1-提升面，2-螺栓凸台，3-吊耳筋，4-非提升面，5-底板。

常用衬板结构形状有梯形衬板(如图3所示)、L型衬板(如图4、5所示)，衬板安装形式有高低高安装(如图3、5所示)与背靠背(如图4所示)两种安装方式。不同结构与不同安装形式的筒体内衬板，将筒体形成无数不同形式的凹槽，包括提升条、凸台、加强筋、吊耳筋板相互间形成的局部凹槽。钢球矿石颗粒分布在凹槽中，利用衬板的提升条将钢球和矿石颗粒提升一定高度，产生抛物线运动的自由落体，通过钢球、矿石下落产生的冲击功来破碎矿石。

在半自磨机运行时，衬板损耗量较大，并且出现周期性的钢球和矿石直接砸击衬板的现象或空砸响声。由于颗粒间碰撞作用使聚集在凹槽中钢球和矿石出现夹持现象，导致钢球和矿石被带到更高的抛出角度才能脱离提升条，从而加大了钢球和矿石砸到衬板上的概率，这将严重影响衬板的使用寿命。如果夹持力过大，钢球和矿石被夹在提升条之间不再脱离，这将影响半自磨机的工作效率，形成无效能耗，降低半自磨机能效。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出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，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；通过调整衬板提升条角度以及半自磨机转速，降低颗粒夹持的可能性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

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，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。

进一步的，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。

进一步的，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″。

进一步的，所述衬板的最佳结构特征与半自磨机转速对应相关。