论文部分内容阅读
摇床是国内外用于分选回收目标矿物的一种重要重选设备,尤其对诸如钨矿类重金属的选别有其特有的优势。针对市场上摇床占地面积大、冲程、冲次调节困难等缺点,结合现有选矿摇床的相关参数,运用现代设计方法设计出悬挂式四层摇床,主要内容包括以下几个方面:(1)整合国内外摇床的结构和特点,采用多偏心惯性摇动机构作为摇床的工作原理,确立悬挂式四层摇床偏心块对称安装摇床头设计方案。根据新型摇床的结构特点和尺寸要求选取相关零部件的结构及参数,并运用Solid Works软件对摇床的零部件进行三维建模和二维工程图的设计;(2)建立摇床头动力学数学模型,在此基础上建立了摇床头偏心块的数学模型,利用MATLAB的fmincon函数对摇床头的参数进行优化,优化结果显示摇床的差动系数C减小了3.6%,满足正常选矿要求,不对称系数E增加了13.5%,在有较大C值的前提下提高了摇床的急回特性,较好地提高了悬挂式摇床的产品产能和选别效果;(3)改进设计了摇床头,解决了摇床扭摆振动问题。在Solid Works中建立了改进前后摇床头动力学三维模型,运用Solid Works-Motion对参数优化后的摇床进行动力学仿真分析,得到大小轴左右两端的受力曲线,原偏心块不对称布置摇床头受到大小为197.3Nm的不平衡扭矩,导致产生扭摆振动现象,影响了选别效果。改进后的偏心块对称布置摇床头所受不平衡力矩变为1.371Nm,不会产生扭摆振动,运行平稳,提高了选别效果,对悬挂式摇床的设计提供了参考依据;(4)分析研究了悬挂式四层摇床的工作原理和流膜分选原理,推导出摇床面上矿浆流膜的运动规律。对矿浆流膜中颗粒的运动进行了分析研究,并进行了分选参数的推导计算;(5)运用流体动力学分析软件FLUENT对摇床面上的矿浆流场进行了模拟仿真。仿真得到了在不同操作参数下矿物颗粒沿床面横向及垂直床面方向上的运动速度曲线。分析得出摇床选别效果随着矿物颗粒密度的增加而增强,摇床最有利于选别诸如钨矿类重金属颗粒;对于粗砂摇床,颗粒粒度在0.5mm~3mm之间时分离效果随着粒度的增大而增强;床面横向调坡角度选择8?时最有利于粗砂摇床的分选;而冲程冲次选择22mm、270次/min亦最有利于粗砂颗粒的选别。