砂磨机定距盘的优化设计及离散元分析摘要：以高填充率、低转速的卧式砂磨机为研究对象，通过solidworks对定距盘进行进行优化设计，运用离散元分析软件EDEM对优化前后的研蘑系统进行分析对比，得出改良定距盘可以提高砂蘑机屮颗粒的平均速度和颗粒间的压缩力，进而提高砂磨机的研磨效果，为砂磨机的设计优化研究提供一定的参考作用.Abstract：Highfillrate,lowspeedofhorizontalsandmillservedastheresearchobject,thepaperoptimizedthedesignofdistancediscbysolidworkssoftware.Throughanalysisandcomparisionofandanalysisbeforeandaftertheoptimizationofgrindingsystem,itgotthatimproveddistancecanincreasetheaverageparticlevelocityandthecompressiveforcebetweenparticlesbyEDEMsoftware,thusincreasinggrindingeffectofsandmill.Itprovidesareferenccfortheoptimizationdesignofsandmill.关键词：卧式砂磨机；定距盘；EDEMKeywords：horizontalsandmill；distancedisc；EDEM中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)24-0148-020引言随着材料科学的快速发展，各行各业对超精细材料需求越来越大，而砂磨机作为超精细材料制备的关键设备之一，人们对砂磨机的研究也越来越深入。大多数研究主要集中在卧式砂磨机的研磨机理、研磨盘的结构参数以及工艺参数等，但却很少对研磨盘之间的定距盘进行研究。砂磨机在工作过程屮可能会在研磨筒内部形成空腔的现象，定距盘的作用可能会很小，但对于高填充率、低转速的砂磨机而言定距盘的改变也会对研磨效果起到一定的帮助作用。木文以目前应用最为广泛的卧式砂磨机为研究对象，对卧式砂磨机的定居盘进行改进，也会对研磨效果起到一定的影响作用，通过离散元软件EDEM对改进前后的研磨装置进行对比研究［1］。1定距盘的设计卧式砂磨机主要是由动力系统、传动系统、研磨系统和机架构成如图1所示，将砂磨机的装填一定量的研磨介质和物料，由电动机输出动力经传动带传动带动主轴和研磨系统转动，物料和研磨介质在摩擦力的作用下在研磨筒中做不规则的相对运动，粒子之间发生剪切、碰撞、冲击等作用从而达到粉蘑的效果［2］。定距盘位于各个研磨盘中间，起到调节研磨盘间的距离和固定研磨盘的作用。为了进一步提高物料和研磨介质之间挤压碰撞的力度，将定距盘设计为五边形状，可以起到棒状研磨盘的效果，提高研磨系统的搅拌力度。2离散元仿真模型建立EDEM是世界上第一款基于离散元技术的进行颗粒模拟分析的软件，EDEM主要分为三大模块：前处理模块Creator^求解器Simulator、后处理模块AnalystoEDEM也可以与目前比较主流的软件Ansys、Adams等进行耦合计算［3］。但是EDEM的基础建模能力比较弱，一般采用从外部导入CAD文件。基于EDEM可以快速地建立颗粒模型，砂磨机中的物料颗粒都是独立的，是非常理想的离散单元，应用离散元软件EDEM对卧式砂磨机中的物料运动进行数值模拟是十分理想的［4］。通过solidworks建立研蘑系统模型，考虑到计算机的运算能力对模型进行简化，忽略主轴和研磨盘上的圆角、键、键槽、倒角和物料的进岀口。由于研磨物料颗粒尺寸可以达到微米级，因此不考虑矿浆的影响因素,只对研磨介质进行分析［5］。砂磨机中颗粒数量的多少直接影响计算的运行时间，为了便于计算只截取研磨系统中的一部分进行建模模型尺寸如图3所示。由于EDEM需耍建立虚拟的颗粒工厂，为了避免颗粒在生成过程中出现干涉的现象，在solidworks中提前建立颗粒工厂的区域。采用控制?量的研究方法对定距盘的影响因素进行分析，故分别采用改良前后的研磨系统再EDEM屮进行分析对比，改良前后定距盘的表面积和体积保持不变,模型如图3所示。3仿真建立与分析将solidworks中的模型以.txt格式导入到EDEM中，用Hcrtz-Mindin(noslip)接触模型即无滑动接触模型［6］。通过查阅相关文献，确定仿真参数如表1所示。根据计算得出模型的有效容积为1525520,介质球的体积为110.3,按照填充率为80%得出介质球的数量约为11064个，设定仿真时间为3s。仿真结束后通过EDEM的后处理功能分别牛成改良前后的颗粒的平均速度与时间的折线图如图4、5所示，从折线图中可以看...