弛张筛筛分效率与筛面磨损的匹配优化研究

作     者：周永利 毛君 谢苗 毋龙飞 朱昀 孟庆爽 ZHOU Yongli;MAO Jun;XIE Miao;WU Longfei;ZHU Yun;MENG Qingshuang

作者机构：辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 国能准能集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯013000 辽宁工程技术大学矿产资源开发利用技术及装备研究院辽宁阜新123000 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第11期

页      面：202-213页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51874158) 

主　　题：煤炭分选 弛张筛 离散元仿真 筛分效率 筛面磨损 

摘      要：为提高煤炭分选过程的生产效率,增加分选设备的使用寿命,最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力,提高筛分工艺的合理性,以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率,提出通过调节弛张筛性能参数的措施,使筛分效率达到最优,同时减小筛面的磨损。将柔性筛板离散化处理以降低柔性筛板仿真过程的复杂性,采用多体动力学仿真和离散元法耦合的方式,对筛面的筛分过程进行数值模拟,获得了弛张筛性能参数:弛张频率、筛面倾角、弛张量对筛分效率的影响规律,并综合考虑相关系数法和显著性检验方法,确定了弛张量为影响筛分效率的非关键因素。在总结了弛张筛筛分过程的磨损规律的基础上,通过Relative Wear和Archard Wear模型获得了仿真过程中筛面弛张量对磨损深度的影响规律。基于弛张量对筛分效率与磨损深度的双重影响,选用线性加权法进行筛面性能的多目标优化,获得了保证筛分效率最高磨损深度最小的筛面性能参数,并进行仿真验证。研究结果表明:筛分效率随筛面倾角的增大而减小,弛张量与弛张频率越大呈现先增大后减小的变化规律;筛面磨损与筛面弛张量同样呈先增大后减少趋势,综合考虑筛分效率与筛面磨损,获得了最优的筛面性能参数,即当筛面弛张量选择5 mm时,筛分效率可达到80.85%,而筛面磨损深度仅为0.0516 mm,相较于最优筛分效率时筛面磨损量减少了26.5%,而筛分效率仅降低0.48%,能够在对筛分效率影响较小的条件下显著降低筛面磨损程度。表明经过优化后的弛张筛筛分性能具有了明显的改善。采用上述技术方案能够有效提高分选过程中筛分环节的性能参数,提升设备生产能力,同时为选煤厂分选系统的智能化提供了技术支撑。