對(duì)筒體內(nèi)球磨機(jī)鋼球的運(yùn)動(dòng)狀況研究

球磨機(jī)在粉磨的過程當(dāng)中，筒體內(nèi)磨礦介質(zhì)和礦料的運(yùn)動(dòng)狀況非常復(fù)雜。同時(shí)，在粉磨工藝中，因?yàn)榭勺儏?shù)眾多，研究起來很困難，特別是球磨機(jī)在不同規(guī)格、轉(zhuǎn)速及介質(zhì)填充率等情況下，磨機(jī)內(nèi)物質(zhì)(包括物料和研磨介質(zhì)組成)的運(yùn)動(dòng)狀況則會(huì)變得更加復(fù)雜，更具有多樣性。球磨機(jī)筒體內(nèi)物料和研磨介質(zhì)在做拋落運(yùn)動(dòng)時(shí)，很難對(duì)他們的運(yùn)動(dòng)做詳細(xì)的研究；規(guī)格一樣的球磨機(jī)，由于應(yīng)用行業(yè)以及裝料的不同，導(dǎo)致所需要的驅(qū)動(dòng)功率相差很大，這使得準(zhǔn)確確定球磨機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率帶來很大難度。

在球磨機(jī)中，不論鋼球做瀉落還是拋落運(yùn)動(dòng)，或者是兩者的混合運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)著的球磨機(jī)鋼球的能態(tài)是變化的。處于筒體底部的鋼球相對(duì)筒底的位能是零，鋼球動(dòng)能為零，隨著鋼球被襯板條提起，位能逐漸增大，鋼球具有動(dòng)能。

當(dāng)運(yùn)動(dòng)至高點(diǎn)時(shí)，球磨機(jī)鋼球同時(shí)具有位能和動(dòng)能。當(dāng)鋼球從高點(diǎn)拋落至于礦料接觸時(shí)，能量全部轉(zhuǎn)化為鋼球打擊礦料的動(dòng)能，轉(zhuǎn)化為礦料的變形、裂紋和擴(kuò)展能以及破碎物料的表面能，鋼球到達(dá)筒體底部，一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期結(jié)束。

為使磨礦介質(zhì)從外界獲得盡可能高的能量，并且盡可能多的合理的被磨機(jī)吸收，使鋼球獲得更多的動(dòng)能，以粉碎物料，就必須使球磨機(jī)的研磨介質(zhì)群盡可能多的做拋落運(yùn)動(dòng)。隨著離散單元法數(shù)值模擬方法的出現(xiàn)，對(duì)球磨機(jī)介質(zhì)群運(yùn)動(dòng)較直觀的研究有了新的思路和方法。

根據(jù)球磨機(jī)筒體以及筒體內(nèi)物料的特點(diǎn)，我們根據(jù)離散元程序，用PFC3D作為數(shù)值模擬的計(jì)算工具。模型中忽略了裝料的軸向移動(dòng)以及物料的破碎過程。通過在程序中設(shè)置鋼球的密度、重力加速度和表面摩擦因數(shù)以及筒體內(nèi)壁面的運(yùn)動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)筒體內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的模擬仿真，最終得到介質(zhì)作用在襯板條及筒體內(nèi)壁的力，得到鋼球的動(dòng)能、振動(dòng)能以及邊界能。同時(shí)，可以直觀的得到介質(zhì)群的運(yùn)動(dòng)矢量和介質(zhì)群間的接觸力。