立式强力混合机料仓旋转参数优化

立式强力混合机料仓旋转参数优化

  粉体物料的混合在工业实际生产中很普遍，在生产工艺环节中占有相当重要的位置，广泛应用于冶金、制药、建筑等方面。立式强力混合机属于矿山物料生产系统中的重要设备，一直以来采用卧式混合机，但其混合效果差并且能耗很大。正在研发的立式多桨强力混合机缺乏设计理论与经验，所有存在许多需要攻克的关键技术。根据EDEM离散元仿真方法，模拟混合机料仓运动过程，对混合机料仓旋转参数等进行优化设计，提高混合机的混合效果和寿命。

  各国研究人员都对物料混合设备结构优化方面进行过研究。综合粉体混合设备结构改进研究的发展进程，现阶段研究较多的混合性能因素有：桨叶片倾斜角、桨叶的分布、桨轴的转速转向、混合机几个参数等。

强力混合机简介

   强力混合机是钢铁冶金行业球团生产线上的关键设备，用于混合料的混匀处理。为改善成球性能，混合料中添加了1%-2.5%的膨润土作为粘结剂。膨润土的混合均匀程度直接影响压球的质量。由于膨润土比重轻，在混合料中的成分含量低，普通混合机不能将其均匀混于物料。

1.立式强力混合机模型的建立

   Solidworks 三维建模软件建模。如图1所示，对混合机结构的主要部件进行了简化。

图1：混合机主要结构示意图

1.进料口  2.主桨  3.壁部刮刀  4.料仓  5.第二副桨  6.出料口  7.副桨

2.立式强力混合机的工作原理

   驱动电机驱动主桨轴以较快的速度旋转。转速为正转，但是两个副桨轴以较快的速度反向旋转。料仓以较低的速度运转，转向与主桨轴同向。由于不同的旋转方向会在料仓内产生漩涡流，因此两个副桨轴旋转使由进料口进去的物料颗粒形成逆时针漩涡流，主桨轴与料仓形成顺时针漩涡流，与物料相对交错，形成相对对流混合。在漩涡流带动下，物料颗粒的空间位置跟速度不停改变，因此使其在料仓内均匀分布。

3. 软球模型理论和颗粒点接触模型理论

   粉体物料混合均匀的前提是颗粒的接触。理论上目前解决颗粒接触问题的模型有三种：球形颗粒接触理论、软球模型和硬球模型。软球接触模型理论是简化处理颗粒与颗粒接触时的法向力，而法向力以弹簧跟阻尼器定义。切向力比法向力的简化处加了一个滑动器，并引入弹性系数、阻尼系数等参数量进行简化计算。

4. 结论

  通过对立式强力混合机料仓旋转参数的改进，一定程度上消除了死角，优化了混合机的混合功能。定性总结料仓旋转对混合机死角消除的影响，从节能角度和混合效果出发，提出了合适的料仓转速。