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球磨机(介质)钢球运动状态和受力分析

发布时间2016-08-24 18:19???浏览次数:???来源:未知

选矿厂,磨矿机(球磨机)是关键设备。那么球磨机介质钢球的运动状态和受力情况如何呢?
当磨矿机按规定的转速旋转时,磨矿介质与矿石一起,在离心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度后,由于重力作用而脱离筒壁沿抛物线轨迹下降。然后,它们又被提升一定高度,再又沿抛物线轨迹下落,台此周而复始,使处于磨矿介质之间的矿石受压力与磨剥作用而被磨碎。
磨矿机的转速 大小直接决定着筒体内磨矿介质的运动状态和磨矿作业的效果。当转速较小时,全部球荷被提升的高度较小,只向上偏转一定角度,其中每个钢球都绕自已的轴线转动。当球荷的倾斜角超过钢球在球荷表面上的自然休止角时,钢球即沿此斜坡滚下。钢球的这种动动状态,叫做泻落。在泻浇式状态工作的磨机中,矿料在钢球间主要受到磨剥作用,冲击作用很小,故磨矿效率不高。如果磨机的转速 足够高,钢球边自转边种植筒体内壁作圆曲线运动上升至一定的高度,然后纷纷作抛物线下落。这种运动状态中抛落式。在抛落式状态工作的磨机中,矿料在圆曲线运动区受到钢球的磨剥作用,在钢球落下的地方,矿料受到落下钢球的冲击和强烈翻滚着的钢球的磨剥。此种运动状态,磨矿效率最高。当磨矿机的转速超过某一限度时,钢球就贴在筒壁上而不再下落,这种状态叫离心运转。发生离心运转时,矿料也随筒体一起运转,既无钢球的冲击作用,磨剥作用也很弱,磨矿作用几乎停止。
钢球作泻浇式运动的力学尚缺乏研究,下面就以研究抛落式运动状态的戴维斯理论讨论钢球的受力情况。由于该理论沿用时间较长,而且生产中绝大多数磨机的工作状态与戴维斯理论相符合,因此它仍然是有关磨机计算和开展的理论研究的基础。
在球荷中任意取一钢球A1,它除受本身的重力G外,还有离心力C。重力G的切向分力T(T=Gsin a)使钢球A1沿切线方向运动,G的法向分力N(N=Gcosx)在第III和第IV象限与离心力C的方向相同,而在第II象限与离心力C方向相反。摩擦力F的方向与T相反,阻止钢球受T力沿切线方向运动。当钢球与筒壁没有相对运动的情况,T和F力是相等的。钢球在力C和N的作用下紧贴筒壁,随磨机以同样的线速度V作圆曲线运动上升至A3点,在此处,力C和N大小相等方向相反,F=0,切线分力T为后面钢球上升时的推力所抵消。于是,钢球脱离筒壁,在自身质量的作用下作抛物线下落。
当磨机转速过高时,球上升到顶点Z,因离心力C大于钢球的质量G,钢球就不会下落而发生离心运转;当磨机转速 较低时,钢球上升达不到A3点,N力和C力就已经相等,钢球作泻落滑下。钢球能够上升到的高度决定于球荷质量及磨机转速的大小。
钢球在磨机内运动时,球荷中和每一个球,都受到大小相等方向相反的T力T和F力所形成的力偶的作用,因此,都是围绕着自身的轴转动的。
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