论文部分内容阅读
球磨粉碎是粉磨的重要过程，粉磨实际上就是钢球对物料的碰撞，本文运用弹塑性模型修正的Hertz弹性接触理论，推导出最大冲击力的计算公式，结合钢球冲击力实验与落锤冲击粉碎实验，探讨了冲击碰撞过程中冲击力大小与粉碎效果以及它们之间各自的影响规律，为球磨的粉磨过程具有高能量利用率提供理论支撑。本研究主要内容包括： ⑴以Hertz接触力学为理论基础，假设为准静态接触，利用弹塑性模型修正，获得了最大冲击力Fep=4√RE*/3(15Mv2/16E*R1/2)3/5（1-ar2/a2)3/2]+πσyar2。 ⑵通过钢球冲击力测试实验装置，研究了冲击势能、钢球大小、物料粒级、料层厚度对最大冲击力的影响。结果表明:最大冲击力随着冲击势能的增大而增大，但是，并不呈线性增长，其实验拟合曲线与理论曲线F=ξE(o)2/5+ψ相符;最大冲击力随着钢球直径增大而增大，呈线性增长趋势，其拟合曲线F=(ζ)R，此过程钢球直径过大会使冲击过程中物料颗粒的飞溅而耗散了一部分能量;最大冲击力随着物料粒级的减小或料层厚度的增大而剧烈减小，然而到某一临界点，变化趋势平缓，这是因为物料粒级越小或料层厚度越大，塑性形变逐渐明显，大部分冲击能量耗散于被粉碎物料的塑性形变，冲击作用被削弱，导致最大冲击力值变小;其中粉末颗粒层的最大冲击力明显小于大颗粒层的最大冲击力。最大冲击力的弹塑性理论比弹性理论更接近于实际。 ⑶通过落锤粉碎实验，研究了冲击粉碎过程中冲击势能、落锤直径、物料粒级、料层厚度对粉碎效果的影响。结果表明:在料层性质相同的实验条件下，物料粉碎所消耗的能量不仅取决于每次冲击力的大小，还与冲击次数有关，冲击势能相等，粉碎效果必然相等;冲击势能增加，粉碎效果随之增加，但冲击势能增加到一定程度，粉碎效果变化不大，而且冲击势能过高，大部分能量耗散于与筒底铁板的碰撞，反而使粉碎效果降低。在一定范围内，冲击势能相等，料层性质相同的实验条件下，落锤直径对粉碎效果影响并不显著，可以忽略不计;在势能相同，落锤相同的实验条件下，物料粒级以及料层厚度的不同，其粉碎效果也不一样。