筒體轉(zhuǎn)速對球磨機有用功率的影響分析

球磨機在工業(yè)應(yīng)用中存在的主要問題有粉磨效率低、耗電量巨大、噪聲大、筒體襯板及研磨體的磨損率高等。對球磨機有用功率影響因素研究有利于幫助改善球磨機在上述方面的表現(xiàn)，有利于幫助提高球磨機的運行性能和生產(chǎn)能力。影響球磨機有用功率的因素較多，本文主要分析筒體轉(zhuǎn)速對球磨機有用功率的影響。

球磨機筒體內(nèi)壁裝有12個24mm×24mm的矩形襯板，仿真時研磨體填充率為35%，仿真進行了6個筒體運轉(zhuǎn)周期，且每次仿真時磨機筒體都恒速運轉(zhuǎn)。研究時，轉(zhuǎn)矩和有用功率取仿真的 兩個周期的平均值。圖1給出了筒體轉(zhuǎn)矩和磨機有用功率隨轉(zhuǎn)速的變化狀況。

從圖1可以看出，最開始轉(zhuǎn)矩隨比轉(zhuǎn)速的增大而增大，在比轉(zhuǎn)速增大到60%時達到峰值。此后轉(zhuǎn)矩開始下降，下降的速度先快后慢，在比轉(zhuǎn)速到達90％后轉(zhuǎn)矩變化趨于平緩由此可見，轉(zhuǎn)矩支持介質(zhì)在一個遠離簡體中心的位置上，而轉(zhuǎn)矩取決于筒體內(nèi)所有介質(zhì)的質(zhì)量和介質(zhì)群的質(zhì)心與簡體中心的水平距離，能量消耗是轉(zhuǎn)矩與筒體轉(zhuǎn)速共同作用的結(jié)果。圖1中，仿真筒體轉(zhuǎn)矩對筒體轉(zhuǎn)速的變化趨勢與Moys~實驗測試結(jié)果近似，兩者都呈現(xiàn)先增后減的趨勢，兩者簡體轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)峰值時的比轉(zhuǎn)速相同，但它們的結(jié)果相差比較大，主要原因是Moys的實驗研究時研磨體填充率達38.5%，而本文仿真的研磨體填充率為35%。

在圖1中，比轉(zhuǎn)速小于60%時，有用功率與轉(zhuǎn)矩呈現(xiàn)相同的變化趨勢，這是因為有用功率與轉(zhuǎn)矩有正比關(guān)系。比轉(zhuǎn)速大于60%時，轉(zhuǎn)矩由峰值回落，對應(yīng)的有用功率卻沒有回落，這是因為此時轉(zhuǎn)速的增大抵消了轉(zhuǎn)矩的下降造成的影響，盡管如此有用功率的增長幅度還是出現(xiàn)了大幅下降。比轉(zhuǎn)速增大到 后，轉(zhuǎn)矩的回落趨于平緩，于是有用功率的值再次明顯上升，但上升的速度比比轉(zhuǎn)速在60%以下時要小，同時球磨機筒體振動出現(xiàn)噪音的頻率也較低。有用功率隨轉(zhuǎn)速的變化情況整體上與Hlungwani等的實驗結(jié)果吻合。

通過研究，我們發(fā)現(xiàn)填充率為35%，比轉(zhuǎn)速為50％-60%，介質(zhì)有較合理的運動形態(tài)分布時，轉(zhuǎn)矩位于峰值附近，而球磨機的有用功率此時遠未達峰值，也就是說磨機運行條件設(shè)計時不能片面追求較大的功率，需要同時考慮介質(zhì)可能的運動形態(tài)。