本文介绍了行星式球磨机的特点和研制历程。首先利用材料疲劳损伤积累理论,分析行星式球磨机的节能机理,指出其节能特性不仅与磨机状态有关,还与磨料的物理性质有关。其次,运用数理统计学概念及赫兹应力计算方法,描述了粉体应力分布、疲劳损伤积累效果以及行星效应与节能效果的关系模型。然后研究了粉体工作应力,推导出冲击能耗降低系数,定量表达了磨机的节能机理。较后以制备矿渣微粉为例比较了三类典型设备的性能,验证了理论的正确性,并指出一般情况下行星式球磨机节能约30%~40%。
1.行星式球磨机节能问题
1998年以来,为了拓宽行星式球磨机的应用范围,东南大学与扬州群鑫粉体厂共同开发了连续式干法行星式球磨机,同时解决了连续进出料、润滑、密封等工业应用问题,成功应用于制备重质碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁等粉体,建成了多条年产万吨的粉体生产线。面对大量粉体制备,必须考核节能特性。普通球磨机在该厂使用多年,自然成为行星式球磨机的比较对象。在研究初始阶段,设计出的行星式球磨机节能特性不理想,车间统计数据表明,对某些粉体并不节能。这一事实给研发工作带来了很大阻力。同样原因,2O世纪8O年代中期,国家有关部门鼓励引进粉磨设备,普通球磨机获得广泛使用,振动磨、气流磨、砂磨等机型先后兴起,而行星球磨机被某些人误解为“能耗/产量与普通球磨机等同”,无节能效果。
经多年理论和实验研究发现,行星式球磨机在正确设计、正确使用的条件下,具有显著的节能效果。
2.行星式球磨机节能的****层次解释
物料强度分为整体强度和表面强度,其破坏形式分为一次受力破碎和多次受力疲劳损伤积累破碎。
3.行星式球磨机节能的****层次解释
****层次解释的前提是:假设普通球磨机工作于欠应力状态,如高硬度材质粉体、超细粉体、轻材质粉体,采用行星式球磨机提升,将低应力下的疲劳损伤积累提升为高应力下的积累,从而减少积累次数。本文将提出能耗降低系数这一概念,并给出节能的定量计算式。定义为行星球磨机单产能耗,与普通球磨机单产能耗之比,即
4.行星式球磨机节能的第三层次解释
大型普通球磨机粉碎某些硬度不高的粉体时工作应力往往都在适当范围,因此必须探讨这一情况下的节能机理。第三层次解释的前提是:假设普通球磨机工作在适当应力范围,采用行星式球磨机后,借助参数选取,可获得以冲击为主的粉碎工况,体现其固有节能特性。
行星式球磨机除了节能特性外,还具有体积小、质量轻、介质用量少和生产能力强等优点。一般情况下,节能效果约30%一40%。对于一些特殊情况节能更显著。行星式球磨机特别适用于制备高硬度、低密度、超细粉体以及大批量生产的粉体。这些情况下其****性能将充分发挥。
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