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基于离散元理论的旋回破碎机破碎性能分析及腔型优化

冯启飞  
【摘要】:旋回式破碎机是一种粗碎设备,它在选矿工业和其他工业部门中有广泛的应用,主要用于粗碎各种硬度的矿石。其生产能力要比颚式破碎机高三至四倍,是大型矿山和其他工业部门粗碎各种坚硬物料的典型设备。其中破碎腔的腔型对旋回破碎机的破碎性能有着重要的影响,目前对腔型的研究仅限于运用数学解析法对其优化。随着理论及科技的发展,离散元技术的应用对旋回破碎机的腔型优化提供了新的研究手段。 本文以旋回破碎机的破碎性能为研究对象,通过建立起旋回破碎机的离散元模型进行破碎仿真分析,以一定时间内能够破碎矿石的总重量为目标,对影响旋回破碎机破碎性能的关键参数,如破碎腔的结构参数、动锥转速、偏心距等进行拉丁超立方抽样,抽取样本点进行离散元仿真,根据仿真结果运用径向基函数构建近似模型,然后运用遗传算法进行优化设计,论文的主要内容包括: 1)离散元理论在物料破碎方面的可行性研究。研究了离散元理论在物料破碎方面的应用,从理论方面论述了离散元法在物料破碎方面的可应用性,进而用于分析复杂机械系统中的物理现象。 2)离散元破碎仿真分析。研究了参数化建模的方法,运用基于框架模型自上而下的参数化建模方法,建立起了旋回破碎机的CAD参数化模型,为后期模型参数调整打下基础;运用离散元颗粒破碎仿真软件对旋回破碎机的破碎过程进行仿真分析,并对破碎效果做出评价。 3)腔型优化分析。基于离散元理论及仿真结果,以旋回破碎机为研究对象,运用径向基近似模型技术及遗传算法对旋回破碎机的腔型进行优化设计。 运用离散元理论对应用广泛的旋回破碎机进行优化设计,更契合工程应用实际,为今后离散元在工程应用方面的运用提供借鉴,同时对旋回破碎机的腔型优化设计提供了参考。


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