基于ANSYS立磨机螺旋搅拌机构的分析与优化-论文.pdf

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1、·72·有色金属(选矿部分)2014年第3期doi：10．3969，j．issn．1671-9492．2014．03．018基于ANSYS立磨机螺旋搅拌机构的分析与优化何建成，卢世杰，周宏喜，袁树礼，孙小旭(北京矿冶研究总院，北京100160)摘要：在实验室试验确定立磨机工况基础上，基于有限元分析软件ANSYS对某KLM立式螺旋搅拌磨机螺旋搅拌机构进行了分析和优化，使螺旋底板最大应力降低约60％，强度大大增加，为螺旋搅拌结构设计提供了理论参考和技术支持。关键词：立磨机；螺旋搅拌机构；有限元分析中图分类号：TD453"．9；TH122文献标志码：A文章编号：1671—9492(2014)03—0

2、072-04AnalysisandOptimizationofVerticalStirringMill’SSpiralStirringMechanismBasedonANSYSHEJiancheng，LUShUie，ZHOUHongxi，YUANShuli，SUNXiaoxu(BefingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing100160，China)Abstract：Consideringtheworkingconditionsofverticalstirringmillmasteredthroughthelaborator

3、ytests，spiralstirringmechanismofaKLMverticalstirringmillwasanalyzedandoptimizedbasedonthefiniteelementanalysissoftwareANSYS，themaximumstressiSreducedby60％，andthestrengthisgreatlyenhanced．Thestudiescouldprovidetheoreticalrefereneeandtechnicalsupportfortheanalysisanddesignofthespiralstirringstructure．

4、Keywords：verticalstirredmill；spiralstirringmechanism；finiteelementanalysis我国矿产资源日趋贫、细、杂，亟需高效细磨耗费大量人力、物力、财力和时间，且不具有可重设备实现有用矿物的充分单体解离，加强对难选微复性。随着现代计算机技术的发展，基于实验室或细粒矿物的回收，提高资源综合利用。国外垄断细工业试验基础上，联合利用计算机CAD和CAE等磨装备技术并对我国实行技术封锁，我国自有细磨技术将很好地解决这些问题。装备技术水平较低，细磨设备已成为制约矿产资源1立式磨机工作原理综合利用的“瓶颈”。高效立式螺旋搅拌磨机是细磨设备的发展方

5、向，可实现选矿厂高效节能生产，立磨机工作原理图[见图1，螺旋轴低速旋转有助于促进节约型社会和绿色矿山的建设[1-2]。时，在离心力、重力、摩擦力的共同作用下，磨矿国内立式螺旋搅拌磨机(文中简称立磨机)起介质(钢球)与矿粒间产生有序的运动循环。步较晚，结构设计过程中多是模仿国外已有机型相在螺旋叶片表面，磨矿介质螺旋式上升；在筒关结构，对立磨机详细工况、不同工况下磨机具体体内壁与螺旋叶片的外缘问磨矿介质则螺旋式下受力情况及各结构件的强度、刚度等缺乏足够试验降。微观上，矿粒和磨矿介质受力的不均匀性形成和有效分析。一方面造成所设计结构不能与功率最动态的速度差和受力变化，造成矿粒被强力挤压、佳匹配，另一

6、方面因缺乏足够的设计依据而阻碍研磨，矿粒之间存在受力折断、微剪切、劈碎等综KLM等立磨机完全自主国产化、系列化、大型化合现象，从而实现矿物颗粒的高效粉磨。进程。在工作过程中，磨矿介质与物料充分接触、充单独通过试验确定设备结构形式和具体参数，实度高，磨矿介质之间及磨矿介质与筒体内部、螺基金项目：北京市科技计划资助项目(D12110oo0l312oo1)收稿日期：2014一O1—23修回日期：2014-03—19作者简介：何建成(1986一)，男，山东莱芜人，博士，工程师，主要从事选矿及磨矿设备设计优化等方面研究。2014年第3期何建成等：基于ANSYS立磨机螺旋搅拌机构的分析与优化·75·象，需

7、要进行优化改进。根据螺旋底板应力分布情表1三种方案校核结果况，分别按照图8b所示梯形截面、图8c所示阶梯Table1Checkingresultsofthreeprograms截面两种方案进行改进优化。a矩形截面方案595平面，加工方便，利于螺旋衬板的安装，因此最终采用阶梯方案。5结论b梯形截面方案595在实验室试验基础上，基于有限元分析实现了对螺旋搅拌机构的分析优化，螺旋底板最大应力降[一低60