球磨机衬板结构的研究现状

导读:在上个世纪末，Mclvor和Vemreulne等人提出了阶梯型衬板的提升条高度和面角对最外层磨球的运动状态有着很重要的影响：随后又在理论上就梯形衬板提升条结构对最外层磨球的影响做了很详细的研究，并提出了自己的一套衬板提升条的设计理论。

球磨机衬板结构的研究现状 球磨机衬板的作用主要是保护筒体不被磨损，故衬板的结构一般都比较简单。

球磨机的衬板种类很多，就安装部位可分为：端（磨头）衬板、筒体衬板、磨门衬板；联接方式可分：螺栓孔衬板、无螺栓孔（镶嵌式）衬板；按其功能可分：螺栓孔衬板、无螺栓孔（镶嵌式）衬板；按其功能可分：普通衬板、分级衬板等；也可以按上述的衬板材质分类。

目前一般按表面形状分，有平滑和非平滑两类衬板，非平滑形衬板是根据经验对平滑形衬板进行设计改进的。

其中非平滑衬板主要有：波形衬板、平凸形衬板、阶梯形衬板、长条形衬板和沟槽衬板等。

由于球磨机磨球的运动状态决定了磨矿效率高低，故国内外对磨球的运动状态研究的比较多，而对衬板结构对磨球运动状态的影响，这方面研究的比较少。

在上个世纪末，Mclvor和Vemreulne等人提出了阶梯型衬板的提升条高度和面角对最外层磨球的运动状态有着很重要的影响：随后https://www.flowerba.com/又在理论上就梯形衬板提升条结构对最外层磨球的影响做了很详细的研究，并提出了自己的一套衬板提升条的设计理论。

https://www.flowerba.com/使用离散元素分析法DEM（Disceret Element Method）对提升条的各个参数，磨球运动状态以及冲击能量做了非常详细的研究，并使用三维DEM对球磨机内磨球的运动状态进行了三维动态分析，这为提升条的设计理论依据又做了进一步的研究。

随着DEM在工程领域的应用，现已广泛用于磨矿的介质运动建模，而且二维DEM和三维DEM在介质运动中已经普遍推广，并建立了一些相关的数学模型和计算机分析软件。

目前梯形衬板的设计原理已经研究的相当成熟，梯形衬板在国外主要应用在金属矿山的大型自磨机和半自磨机上。

而在国内金属矿山上使用的主要是波形衬板，但波形衬板还没有理论设计依据，而且国内的波形衬板完全是靠经验方法设计的。

由于设计没有科学依据，故这种波形衬板在使用时并未发挥到最佳状态。

现在广泛应用的一类衬板是沟槽衬板，它是奥地利Voest-AIPine公司向全世界推广的节能衬板，沟槽衬板是按照面心立方密排结构的原子密排原理来设计衬板的结构参数，目前在各国的磨矿生产行业都显示出了良好的节能效果，在国内已广泛使用在水泥球磨机上。

但是沟槽衬板设计并没有考虑到磨球运动最佳状态，只考虑了磨球的密排性。

国此该设计方案也不是最佳的，在生产实践中衬板的设计应该以磨球的运动状态达到最佳为依据。

但是沟槽衬板的设计并不是定型、通用万能的，其结构形式应根据球磨机的工艺条件做相应的设计才能取得理想的效果。

还有在粉磨比表面积要求高的物料时，它更能显示其优越性。

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球磨机橡胶衬板的发展现状

球磨机橡胶衬板的发展现状 自六十年代，瑞典司克嘉公司就开始了对各类不同性质的橡胶进行了耐磨性试验的研究。

随着对橡胶衬板研发工作的不断深入和加强，橡胶衬板的质量也越来越高，目前已在国内外广泛应用。

日本对橡胶衬板结构形状进行了新的设计，将橡胶衬板表面制成特殊的槽形，从而使衬板不易磨损，延长了衬板的使用寿命。

实践表明，橡胶衬板与传统高锰钢衬板相比，具有高耐磨、高弹性、耐腐蚀和抗冲击等优点。

在国内外，广泛应用于冶金、磷肥，建筑陶瓷，化工等行业，经济效益和综合效益突出，橡胶衬板有以下优点： 1、耐磨性能好，使用寿命长，在正常情况下，橡胶衬板使用寿命是高锰钢衬板的2~3倍，是陶瓷行业石头衬里的5~6倍。

橡胶衬板之所以能大幅度提高使用寿命，与其能缓和钢球的冲击，跟具有较强的耐磨、耐腐蚀等性能有关。

2、耗电低，产量高，降低生产成本。

橡胶衬板重量是高锰钢衬板的五分这一，因此相同条件下，动力负荷大幅度降低，与高锰钢衬板相比可节电40%左右，产量提高40%左右，从而大大提高了经济效益，降低了生产单位成本。

提高设备运转率橡胶衬板有较好的弹性，磨损速度低，从而使螺栓松动造成的漏浆现象大为减少。

据资料统计，停机坚固衬板螺栓每月仅有一二次，每月可减少坚固螺栓时间40h以上；外因橡胶衬板更换周期长，1套橡胶衬板相当于4套高锰钢衬板，可减少更换衬板时间约15天。

因此橡胶衬板的应用使球磨机设备运转率相对提高了近18%。

3、降低工作噪声，改善劳动环境锰钢衬板噪声大且频率高。

球磨机安装橡胶衬板后，由于具有较强的吸振性和隔音性，噪声有所降低，测试结构仅为83dB。

用橡胶衬板，球磨机的总重大大减轻，运转中机械磨损也相应减少，设备使用寿命，也会自然延长。

4、维修方便，劳动强度降低在维护保养方面，衬板的更换需在球磨机筒体内进行，锰钢最大单件260kg，一般件也有120多kg，而橡胶衬板最大单件重量只有80kg，一般仅有30多kg，给安装带来很大方便，劳动强度大大降低。

5、经济效益好，用橡胶衬板代替高锰钢衬板，综合经济效益明显优于高锰钢衬板，由于橡胶衬板自身的优越性，一般矿石粒度10mm以下，球径80mm以下为宜。

如果矿粒度过大，球径过大，就会加快橡胶的磨损。

磨机内温度不能超过80摄氏度，否则就会加快橡胶衬板老化而影响橡胶衬板的使用寿命。

球磨机临界转速一般在80%左右为好。

物料的PH值5~11范围内不影响橡胶衬板的使用寿命。

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球磨机磨球对衬板的影响结论

球磨机磨球对衬板的影响结论 球磨机应用广泛，对节约能源、提高企业经济效益有重要意义。

我们开元机械在查阅大量相关文献和技术资料的基础上，以提高磨矿效率节约资源为前提，主要以筒式球磨机为研究对象，分析了球磨机磨球的运动规律以及磨球运动对衬板的表面结构和寿命的影响，并得出衬板如何设计才能使磨球达到最佳运动状态使球磨机有最好的磨矿效率。

得出如下结论： 1、对磨球运动学规律进行了探讨，得出了磨球做抛落运动时脱离点和落回点的轨迹议程、落回角与脱离角之间的关系，以及各个可以计算磨球对衬板的冲击速度、冲击功、冲击角度的算式。

通过理论推导，各层磨球自转速度是不同的且回转半径越大自转速度越大，在同一层或回转半径接近时，位置不同磨球的自转速度也不同，位置越高自转速度越小。

2、根据磨球的运动与衬板结构之间相互关系，提出了怎样合理设计衬板的依据。

对衬板所受两个不同的形式的磨损进行了分析，建立了一个预测衬板近似寿命的数学模型，结果表明衬板的磨损量主要跟球磨机半径转速相关，但球磨机选定后半径和转速就确定，衬板的磨损量取决于磨球与衬板的相对滑动量，衬板的表面结构以及磨球的填充率。

如在磨球的上升区，在一定的转速和填充率下，衬板的磨损量主要取决于磨球和衬板滑动量，衬板表面结构较平滑的话滑动量就越大。

而在破碎区相对滑动量较小，衬板的磨损主要受冲击能量的影响，这为衬板结构的设计提供了理论依据。

3、针对球磨机衬板所受的冲击磨料磨损，使用ANSYS/LS-DYNA进行了仿真分析，获取了冲击过程中各项力学参数随时间变化的过程，其仿真结果也证实了冲击磨料磨损过程的特点。

从材料的力学性能方面来分析，在冲击磨料磨损过程中，衬板极易在局部区域发生塑性变形且衬板材料晶粒越不均匀越容易导致塑性变形并降低衬板的耐磨性。

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