关于振动磨整机功率消耗地研究.pdfVIP

第五届全国粉体工程学术会议论文集 1 998年5月 关于振动磨整机功率消耗的研究 刘树英卜春光闻邦椿 (东北大学机械工程与自动化学院110006) 摘要本文分析了振动磨筒体内研磨介质的运动状态及粉磨机理，在此基础上，从能量观点出发，对振动 磨整机的功率消耗进行了研究，并提出了计算振动磨机功率的理论公式。 关键词振动磨．研磨介质，功率 1问题的提出 在冶金、矿山、化工和建筑材料等工业部门，都需要将大量的各种固体物料磨细，为 了满足工业发展对产品细度的要求，对于结构简单、安装制造容易、投资低、能有效细磨 各种固体物料的振动磨的需求越来越迫切。我国从60年代初就开始对振动磨进行设计研 究，但进展不快，到目前为止，振动磨整机功率消耗大多采用文献[1]的经验公式，用这 个公式计算出的值都偏大，造成大马拉小车的局面。为了推动振动磨发展和广泛应用，所 以，分析振动磨机简体内研磨介质的运动状态和粉磨机理及研究振动磨整机的功率消耗是 十分必要的。 2研磨介质的运动状态及粉磨机理 振动磨简体内研磨介质的运动状态决定着磨机的功率消耗和生产率高低，而研磨介质 的运动状态取决于磨机的振动频率、振幅及研磨介质的形状、比重和填充率。当磨机连续 振动时，磨机筒体内研磨介质亦作激烈地运动，研磨介质群围绕筒体中心的运动不但主要 表现为冲击碰撞，而且单个研磨介质还绕自身的几何轴线剧烈地旋转，与此同时，就研磨 介质整体而言，还产生与激振器旋转方向相反的旋转运动，若激振器顺时针方向旋转，则 研磨介质群逆时针方向进行循环运动，这种运动是具有规律性的，每层介质几乎固定在一 定的回转半径上(见图1)，研磨允质群整体旋转的频率大致等于振动频率的1％，这种 使研磨介质和被磨物料作为一个整体在筒体内缓慢地旋转，将产生有利于物料混匀、保证 粉磨产品性质稳定的作用。 b 根据试验观察，研磨介质在简体内作三种运动：(1)研磨介质随简体作剧烈的振动； (2)单个研磨介质绕自身的几何轴线作自转运动；(3)研磨介质群整体作与激振器旋转 方向相反的循环运动。 在这三种运动的共同作用下， 作用到被磨物料上的作用力有三 种：(1)高频振动的研磨介质对物料的冲击力；(2)研磨介质群循环运动对物料的研磨 力：(3)研磨介质绕自身几何轴线自转运动对物料的剥磨力。在这三种力的共同作用下， 磨机筒体内的物料被有效地粉磨。振动磨之所以能有效地粉磨物料，主要是上述三种运动 所产生的冲击力、研磨力和剥磨力共同作用的结果。另一方面，被磨物料在其原来的结构 01～ 上往往就存着一些裂缝，当物料在高频振动力作用下，这些裂缝(平均间距为O 图1 惯性振动磨结构简幽 ～简体；2一史承板：3一隔振弹簧：4一激振器土轴；5一偏心块；6～磨机底座 0 I微米)都成为应力集中区，处于周期应力状态，从而使这些裂缝迅速扩大而达到破坏。 即使被磨物料没有裂缝的地方，在高频振动力的作用下，也会逐渐产生裂缝，使物料被粉 碎。所以振动磨是在高频振动下使被磨物料发生周期性应力状态，即使物料受到“疲劳” 作用而被粉碎。在物料受到“疲劳”粉碎的过程中，同时又受到介质群循环运动及单个介 质自转运动的研磨而被粉碎。 3振动磨整机功率的计算 随着工业的迅速发展，对有效地细磨各种固体物料的振动磨机的需求愈来愈迫切，而 振动磨机功率计算方面的资料很少，目前国内大多采用下列经验公式… N=6×101A 209’m(kw)