一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法

本发明涉及一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，属于矿物加工工程。

背景技术：

1、目前，选矿工作者通过研发新型耐磨材料和衬板改形优化延长衬板使用寿命，前者研发难度大，成本高，而后者大多依靠经验，缺乏科学的理论指导。衬板在保护半自磨机筒体的同时提升介质(钢球)和矿石，衬板的参数决定着钢球的运动状态。半自磨机破碎是衬板将钢球提升至一定高度后落下，依靠钢球携带的能量冲击矿石使其发生碎散分离的过程。破碎是否发生取决于钢球所携带能量的大小，在现场半自磨机生产工况下，钢球携带能量的大小与衬板提升能力和钢球尺寸有关。衬板提升能力较弱时，钢球所携带能量小于矿石破碎所需能量时，破碎不会发生，磨机内能力利用率很低；衬板提升能力较强时，钢球所携带能量远大于矿石破碎所需能量，会产生贯穿性破碎，钢球在水平方向的位移增加，导致“空砸”衬板，减少衬板使用寿命；衬板提升能力适中时，钢球携带的能量与矿石破碎所需能量匹配时，破碎效果最好，此时半自磨机能量利用率最高，磨机内有用能量占比较低，衬板的使用寿命也会延长。在一个衬板使用周期内，衬板的提升条会因为钢球和矿石的冲击和研磨而发生不同程度的磨损。如果仅对未磨损的衬板进行模拟分析，得到的能量占比情况不能代表衬板在整个使用周期内的半自磨机能量占比情况，因此要对不同磨损量的衬板进行模拟分析，得到不同使用时间的衬板的半自磨机能量占比情况。为了测量衬板提升条的磨损，以往的经验是通过停机进入磨机测量提升条各位置的磨损量，这样的方法费时费力。如果通过dem-fem耦合分析，可以很方便地统计一个梯形提升条不同区域的磨损情况，并得到半自磨机在工作中衬板的应力分布，从而实现准确率较高的衬板提升条不同区域的磨损量预测。除此之外，还可以通过一种磨损模型称为siem(剪切冲击能量模型)，用于通过数值模拟研究衬板提升条不同区域的磨损量。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法。本发明通过仿真的磨损速率分布曲线，计算出衬板提升条使用1400小时、2100小时、2800小时后的剩余高度，根据提升条各个位置的剩余高度画出分别的提升条形状再建立筒体模型和衬板仿真模型，为对不同磨损量衬板的磨机进行离散元数值模拟提供一种可行的方法。本发明通过以下技术方案实现。

2、一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，其具体步骤包括：

3、(1)建立仿真磨损速率分布曲线

4、利用siem磨损模型研究衬板磨损，得到仿真实验的半自磨机衬板磨损率分布曲线；

5、(2)计算不同使用时间提升条剩余高度

6、根据步骤(1)的仿真实验的半自磨机衬板磨损率分布曲线，分别计算出衬板使用1400小时、2100小时、2800小时之后的衬板提升条各个位置磨损高度，再用衬板提升条原来的高度减去磨损的高度，得到不同使用时间点的提升条剩余高度；

7、(3)绘制不同使用时间的衬板提升条

8、将步骤(2)得到到不同使用时间点的提升条剩余高度以及该高度对应的衬板宽度为坐标，得到不同使用时间的提升条形状轮廓，画出相应的衬板模型；

9、(4)建立仿真模型

10、将步骤(3)得到不同使用时间的提升条形状轮廓分别进行离散元数值模拟得到仿真模型；

11、(5)不同使用时间的模拟仿真实验

12、将步骤(4)得到仿真模型进行不同使用时间衬板半自磨机模拟仿真实验，获得半自磨机衬板随着使用时间变长磨损量增加条件下碰撞能量损失占比情况和半自磨机运行平稳的平均功率。

13、所述步骤(3)将坐标导入solidworks，得到不同使用时间的提升条形状轮廓和衬板模型。

14、所述碰撞能量损失包括钢球对钢球、钢球对矿石、钢球对衬板、矿石对衬板和矿石对矿石的能量损失。

15、所述不同使用时间衬板半自磨机模拟仿真实验数据对比，分析衬板使用周期内效果最好的条件。

16、本发明的有益效果是：

17、本发明与以往离散元数值模拟不同，按以往的离散元数值模拟的模型都是未磨损衬板模型，没有考虑衬板提升条磨损量对离散元数值模拟的影响，无法得到正确的离散元数值模拟结果，按照本方法操作后，可以准确得到衬板磨损量不同的磨机的功率大小和磨机能耗情况以及半自磨机内钢球的运动状态，实现利用离散元数值模拟调整钢球级配和衬板提升形条某一位置的厚度，从而提高磨机内钢球对矿石的碰撞能量利用率，降低半自磨机内钢球冲击衬板、钢球冲击钢球的能量消耗，延长衬板使用寿命，降低磨矿钢球单耗，可有效实现半自磨机节能降耗。

技术特征：

1.一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，其特征在于具体步骤包括：

2.根据权利要求1所述的用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，其特征在于：所述步骤(3)将坐标导入solidworks，得到不同使用时间的提升条形状轮廓和衬板模型。

3.根据权利要求1所述的用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，其特征在于：所述碰撞能量损失包括钢球对钢球、钢球对矿石、钢球对衬板、矿石对衬板和矿石对矿石的能量损失。

4.根据权利要求3所述的用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，其特征在于：所述不同使用时间衬板半自磨机模拟仿真实验数据对比，分析衬板使用周期内效果最好的条件。

技术总结
本发明涉及一种用于确定半自磨机衬板磨损量对能量利用率影响的方法，属于矿物加工工程技术领域。利用SIEM磨损模型研究衬板磨损，得到仿真实验的半自磨机衬板磨损率分布曲线；分别计算出衬板不同使用时间的衬板提升条各个位置磨损高度，得到不同使用时间点的提升条剩余高度；以不同使用时间点的提升条剩余高度以及该高度对应的衬板宽度为坐标，得到不同使用时间的提升条形状轮廓，画出相应的衬板模型；建立仿真模型；进行不同使用时间衬板半自磨机模拟仿真实验，获得碰撞能量损失占比情况和半自磨机运行平稳的平均功率。本发明为对不同磨损量衬板的磨机进行离散元数值模拟提供一种可行的方法。

技术研发人员：肖庆飞,黄守向,骆忠,李娜,龚学东,张红星,朱有军,李亚忠,钟世美
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15