對筒體內(nèi)球磨機(jī)鋼球的運(yùn)動狀況研究

球磨機(jī)在粉磨的過程當(dāng)中，筒體內(nèi)磨礦介質(zhì)和礦料的運(yùn)動狀況非常復(fù)雜。同時，在粉磨工藝中，因為可變參數(shù)眾多，研究起來很困難，特別是球磨機(jī)在不同規(guī)格、轉(zhuǎn)速及介質(zhì)填充率等情況下，磨機(jī)內(nèi)物質(zhì)(包括物料和研磨介質(zhì)組成)的運(yùn)動狀況則會變得更加復(fù)雜，更具有多樣性。球磨機(jī)筒體內(nèi)物料和研磨介質(zhì)在做拋落運(yùn)動時，很難對他們的運(yùn)動做詳細(xì)的研究；規(guī)格一樣的球磨機(jī)，由于應(yīng)用行業(yè)以及裝料的不同，導(dǎo)致所需要的驅(qū)動功率相差很大，這使得準(zhǔn)確確定球磨機(jī)的驅(qū)動功率帶來很大難度。

在球磨機(jī)中，不論鋼球做瀉落還是拋落運(yùn)動，或者是兩者的混合運(yùn)動，運(yùn)動著的球磨機(jī)鋼球的能態(tài)是變化的。處于筒體底部的鋼球相對筒底的位能是零，鋼球動能為零，隨著鋼球被襯板條提起，位能逐漸增大，鋼球具有動能。

當(dāng)運(yùn)動至高點時，球磨機(jī)鋼球同時具有位能和動能。當(dāng)鋼球從高點拋落至于礦料接觸時，能量全部轉(zhuǎn)化為鋼球打擊礦料的動能，轉(zhuǎn)化為礦料的變形、裂紋和擴(kuò)展能以及破碎物料的表面能，鋼球到達(dá)筒體底部，一個運(yùn)動周期結(jié)束。

為使磨礦介質(zhì)從外界獲得盡可能高的能量，并且盡可能多的合理的被磨機(jī)吸收，使鋼球獲得更多的動能，以粉碎物料，就必須使球磨機(jī)的研磨介質(zhì)群盡可能多的做拋落運(yùn)動。隨著離散單元法數(shù)值模擬方法的出現(xiàn)，對球磨機(jī)介質(zhì)群運(yùn)動較直觀的研究有了新的思路和方法。

根據(jù)球磨機(jī)筒體以及筒體內(nèi)物料的特點，我們根據(jù)離散元程序，用PFC3D作為數(shù)值模擬的計算工具。模型中忽略了裝料的軸向移動以及物料的破碎過程。通過在程序中設(shè)置鋼球的密度、重力加速度和表面摩擦因數(shù)以及筒體內(nèi)壁面的運(yùn)動特性，實現(xiàn)筒體內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動的模擬仿真，最終得到介質(zhì)作用在襯板條及筒體內(nèi)壁的力，得到鋼球的動能、振動能以及邊界能。同時，可以直觀的得到介質(zhì)群的運(yùn)動矢量和介質(zhì)群間的接觸力。