CN114563174A - 用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统及试验方法，本发明所述的方法是基于与重型装备高压辊磨机相同的层压粉碎机理模拟柱钉式高压辊磨机粉碎过程，通过设置碳化钨的上柱钉、下柱钉进而实现柱钉覆盖面积占压缩面为16%—20%，更好地还原模拟过程，有效的实现使用少量物料实现重型装备高压辊磨机压辊寿命的预测。
Description
技术领域
本发明涉及机器或结构部件的静或动平衡的测试的技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统及试验方法。
背景技术
高压辊磨机是近年来出现的矿山高端装备，相对于其他破碎设备，其独特的层压粉碎原理，可以充分发挥“多碎少磨”、“以碎代磨”、“矿物的选择性解离”。目前高压辊磨机正向智能化、大型化的方向发展。
目前，国内外的智能化高压辊磨机选型方式普遍采用设备企业的半工业设备进行选型，所需要的物料量为5—10 吨，试验物料多、成本高、试验周期长，且这种方法虽然可以进行工业设备比压力的设计，但是不能进行工业设备压辊寿命的选择。
中国北京矿冶研究总院，进行辊面磨损试验，测试磨损前后压辊的质量差，进而预测工业压辊寿命，每次试验需要的物料为100kg，且采用的辊子为圆辊、表面光滑，与目前工业上的柱钉辊面不同，预测的寿命也相差很大；公布号为CN107866306A的中国专利公开了一种柱钉式高压辊磨机辊面及其生产方法，按JB/T7705《松散磨粒磨料磨损试验方法橡胶轮法》测量磨损试样的磨损值，根据磨损值，确定辊面不同位置柱钉材质，但该试验测试的是动态磨损，给入的物料是松散物料，而高压辊磨机为准静压磨损、入料方式为挤满给料。
目前，随着高压辊磨机料柱高度、辊缝纠偏、液压系统的智能化控制系统不断发展，该重型装备的智能化水平不断提高，但对于高压辊磨机镶嵌柱钉的压辊寿命预测，国内外没有适宜的试验装置和试验方法。
发明内容
根据上述背景技术中提到的技术问题，而提供用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统及试验方法。本发明主要是基于与重型装备高压辊磨机相同的层压粉碎机理模拟柱钉式高压辊磨机粉碎过程，通过少量物料实现重型装备高压辊磨机压辊寿命的预测。
为实现上述目的，本发明采用的技术手段如下：
一种用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，包括：活塞压力机及活塞模具。
进一步地，所述活塞压力机包括：机架、液压活塞及计算机控制系统；所述活塞模具包括：活塞压头、上柱钉、底座、下柱钉、腔体、第一定位块、第二定位块、搬手、上压板、下压板以及螺孔。
更近一步地，所述第一定位块与活塞压头固定连接，所述活塞压头内部嵌有多个圆柱形的上柱钉；所述上柱钉凸出所述活塞压头的底面3mm；所述底座内部同时也镶嵌有多个圆柱形的下柱钉；所述底座的上部还有一凸起；所述下柱钉凸出所述底座上的凸起3mm；所述上柱钉与所述下柱钉为等高的柱钉。
进一步地，所述活塞压头与所述上压板通过所述第一定位块定位并通过螺孔使用螺栓进行固定；所述上压板与机架固定连接；所述腔体内部为贯通的并与所述底座上的凸起拼接；所述凸起为圆柱形，所述凸起的直径略小于所述腔体的内径，使所述腔体与所述底座紧密连接。
更近一步地，压载物料装在所述腔体与所述底座拼接形成的腔室中；所述下压板的顶部还设置有凹槽，用于固定所述第二定位块实现定位拼接；所述腔体的外侧还设置有所述搬手。所述第二定位块设置在所述底座底部的中心处与所述底座固定连接。所述下压板与液压活塞固定连接；所述液压活塞外接所述计算机控制系统。本发明还包含一种用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载的试验方法，包括以下步骤：
步骤S1：将活塞模具安装到活塞压力机中；活塞压头与上压板通过第一定位块定位并通过螺孔使用螺栓进行固定，活塞模具上压板与活塞压力机机架固定连接；腔体与底座相互拼接形成腔室，且底座与下压板通过第二定位块定位相互拼接，下压板与活塞压力机液压活塞固定连接，液压活塞外接计算机控制系统；
步骤S2：制备活塞压载试验的试验物料并获取所述活塞压载试验的试验物料的相
关信息，并根据公式
获取一定量的试验物料，并将所述试验物料均匀的放入所述腔
室中并保持所述试验物料的表面平整；
步骤S3：通过计算机控制系统设定活塞压载试验加载压力及加压速度条件；
步骤S4：通过计算机控制系统运行活塞压载试验直至达到设定压力，液压活塞运行停止，试验终止，以获取力—位移曲线；
步骤S5：对计算机控制系统所记录的力—位移曲线进行拟合，拟合方程为：
；其中，
均表示系数；并根据拟合方程进行数值积分获得试验所需能耗
，通过公式
计算
得出该条件下活塞压载试验比能耗
，单位kWh/t；
步骤S6：在不同加载压力N条件下分别重复步骤S1—S5，计算活塞加载压力与对应
加载压力下活塞压载试验比能耗的拟合方程；其中，拟合方程为：
，单位
kWh/t；
步骤S7：制备高压辊磨机试验的试验物料并获取所述高压辊磨机试验的试验物料
的相关信息；取质量为z的待测矿石物料在指定辊速v条件下取不同比压力P分别进行高压
辊磨试验；并记录试验过程中物料所消耗的能量
，通过公式：
；
计算高压辊磨机试验比能耗，拟合得出高压辊磨机试验比压力—比能耗数值模型；
步骤S8：根据步骤S6及步骤S7获得相同比能耗下高压辊磨机比压力—活塞压力拟合关系；
步骤S9：获取高压辊磨机比压力P与压辊磨损系数
函数关系；
步骤S10：称取质量为M的活塞压载试验的试验物料均匀倒入由活塞模具腔体及底座拼接形成的腔室中并使其表面平整，通过计算机控制系统，设定加载压力为N，N取0—250MPa，设定加压速度为V，V取0—300kN/S，进行闭路活塞压载试验；
步骤S11：对压载后的物料采用小目径的筛子进行粒度筛析，筛下物料称重，质量为mn，取相同质量mn的原矿混入筛上物料，作为新一次活塞压载试验给料，即保持每次活塞压载试验给料质量M不变，使用活塞压力机重新进行闭路活塞压载试验；
步骤S12：重复步骤S11，直至连续三次活塞压载试验所得筛下物料质量趋于稳定，试验次数为n，n=1、2、3、4…，测量此时活塞模具上柱钉高度x1；
步骤S13：在试验周期t条件下，继续重复步骤S11，试验完成后测量活塞模具上柱
钉高度x2，由公式
计算活塞模具磨损系数
，其中，
为活塞模具上柱钉磨损
高度；
步骤S14：在不同加载压力N条件下分别重复步骤S10—步骤S13，获取不同加载压力条件下活塞压力与活塞模具磨损系数的关系；
步骤S15：结合步骤S8中高压辊磨机比压力—活塞压力拟合关系及步骤S9高压辊
磨机比压力与压辊磨损系数
关系，获得相同压力条件下重型装备高压辊磨机压辊磨损系
数
及活塞模具磨损系数
函数关系。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明所公开的活塞压载系统，通过活塞压头及底座压缩面安装有柱钉，形成了类似于重型装备高压辊磨机柱钉式辊面的高耐磨平面，提高了活塞模具的使用寿命并且提供了一种测定柱钉式辊面磨损的方法，简化了测量高压辊磨机辊面磨损的试验过程并为高压辊磨机压辊寿命的预测提供了指导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明活塞压载系统正视图。
图2为本发明活塞压头的俯视图。
图3为本发明底座的等轴测视图。
图4为本发明活塞压头的左视图。
图5为本发明底座的左视图。
图6为本发明活塞模具的等轴测视图。
图中，1为上压板、2为活塞压头、3为上柱钉、4为腔体、5为搬手、6为下柱钉、7为底座、8为下压板、9为第一定位块、10为第二定位块、11为螺孔、12为机架、13为液压活塞、14为计算机控制系统。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1、图4、图5所示，本实施例提供用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，包括活塞压力机及活塞模具，所述活塞模具包括活塞压头2、上柱钉3、底座7、下柱钉6、腔体4、第一定位块9、第二定位块10、搬手5、螺孔11、上压板1、下压板8，所述活塞压力机包括机架12、液压活塞13和计算机控制系统14。
所述第一定位块9与活塞压头2固定连接，活塞压头2与上压板1通过第一定位块9定位并通过螺孔11使用螺栓进行固定；所述上压板1与机架12固定连接；圆柱形腔体4外侧配合有搬手5与腔体4螺纹连接，腔体4内部贯通并与底座7拼接，压载物料装在腔体4与底座7拼接成的腔室中所述下压板8的顶部还设置有凹槽，用于固定所述第二定位块10实现定位拼接。第二定位块10设置在底座7底部的中心处与底座7固定连接。作为一种优选的实施方式，在本申请中，上压板1与下压板8相同也是中间设有凹槽，活塞压头顶部圆柱形的第一定位块9直接插入上压板1凹槽里，起到定位作用。
当压载完成时，由于压力较大导致压载物料间紧密连接，当需要去除物料时，通过搬手5可以将底座7与腔体4整体拆卸，将整体移动到便于清理的位置后再进行清理，这样能够更加的便于卸矿且保证整体装置结构的清洁；所述下压板8与液压活塞13固定连接，液压活塞13外接计算机控制系统14；所述计算机控制系统14包含位移传感器及应力加载器，通过计算机控制系统14可直接获取试验过程中的位移及应力数据。
如图2、图3所示，所述活塞压头2内部嵌有多个圆柱形的上柱钉3；所述上柱钉3凸出所述活塞压头2的底面3mm；所述底座7内部同时也镶嵌有多个圆柱形的下柱钉6；所述底座7的上部还有一凸起；所述下柱钉6凸出所述底座7上的凸起3mm；所述上柱钉3与所述下柱钉6为等高的柱钉。上柱钉3及下柱钉6的对应方式为交错对应，形成了类似于重型装备高压辊磨机柱钉式辊面的高耐磨平面。作为一种优选的实施方式，在本申请中，所述凸起及底座的整体高度为40mm，下柱钉的高度为30mm。
如图6所示，所述腔体4内部为贯通的并与所述凸起拼接；所述凸起为圆柱形，所述凸起的直径略小于所述腔体4的内径，使所述腔体4与所述底座7紧密连接，避免了压载过程中物料沿腔体4及底座7之间的缝隙流出。
作为一种优选的实施例，在本申请中，所述活塞压力机提供的压力为0—250MPa；腔体4、活塞压头2及底座7均采用中碳合金钢；腔体4内径为100mm、厚度为27.5mm、高度为120mm；活塞压头2压缩面直径96mm、高度138mm；底座7压缩面直径96mm，底座7高度40mm，底座7压缩面相邻下柱钉6间距21mm；上柱钉3、下柱钉6均为碳化钨硬质合金柱，直径20mm、突出高度3mm、镶嵌深度27mm，柱钉覆盖面积占压缩面16%—20%。
实施例2
用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载的试验方法，以某磁铁矿为例，试验步骤如下：
如图1、图4、图5所示，步骤S1，将活塞模具安装到活塞压力机中，活塞压头2与上压板1通过第一定位块9定位并通过螺孔11使用螺栓进行固定，活塞模具上压板1与活塞压力机机架12固定连接；腔体4与底座7相互拼接形成腔室，且底座7与下压板8通过第二定位块10定位相互拼接，下压板8与活塞压力机液压活塞13固定连接，液压活塞13外接计算机控制系统14。
步骤S2，采用颚式破碎机将矿石破碎至95%通过12mm的筛子作为活塞压载试验的
试验物料，测得矿石堆密度为1.9 g/cm3，初始床层厚度为6 cm，腔体底面积为78.54cm2，根
据公式
计算试验所需矿石物料质量为895.4g，采用天平秤取895.4g矿石物料均
匀放入活塞模具腔体4及底座7拼接形成的腔室中，并使其表面平整。
步骤S3，通过计算机控制系统14的控制面板，打开活塞压载试验程序，新建试验项目，设定活塞压载试验加载压力及加压速度条件，设定加压速度V为0—300 kN/S，取不同加载压力N分别进行活塞压载试验，N取0—250MPa。
步骤S4，通过活塞压载试验程序，点击向上移动，启动活塞压力机液压活塞13，使液压活塞13带动下压板8及底座7与腔体4形成的组合体上行，从而使活塞压头2穿入腔体4中，当活塞压头2与矿石物料发生接触时，计算机控制系统14的控制面板上压力值会稍大于0，此时关闭液压活塞13，运行停止，通过计算机控制系统14的控制面板将位移设置为0，此时启动步骤S3中新建的活塞压载试验项目，液压活塞13将继续带动下压板8及底座7与腔体4形成的组合体按照设定的加压速度继续上行，对矿石物料进行压载，当加载压力达到2kN时，计算机控制系统14开始记录试验过程中压力、位移实时数据并形成力—位移曲线，直至达到设定压力，液压活塞13运行停止，试验终止。通过活塞压载试验程序，点击向下移动，再次启动液压活塞13，液压活塞13带动下压板8及底座7与腔体4下行，活塞压头2离开腔体4，将腔体4及底座7于下压板8上取下后，通过对腔体4及底座7进行拆分，即可完成卸料。
步骤S5，以加压速度200 kN/S、加载压力25.5 MPa为例，对计算机控制系统14所记
录的力—位移曲线进行拟合，拟合方程为
，
其中
，对该方程进行数值
积分获得试验所需能耗
，通过公式
计算得出该条件下活塞压载试验比能耗为
0.336 kWh/t。
步骤S6，加压速度200kN/S条件下，取不同加载压力N，分别为50.9、76.4、101.9、
127.3、152.8MPa，重复步骤S1—S5分别进行活塞压载试验，并获得对应加载压力下活塞压
载试验比能耗为0.56、0.8、1.2、1.4、1.6kWh/t，加压速度200kN/S条件下活塞压载试验，活
塞压力与比能耗成正比，其拟合方程为
，单位为kWh/t。
步骤S7，取同种矿石，采用颚式破碎机将矿石破碎至95%通过30mm的筛子作为高压
辊磨机试验的试验物料，即-30mm物料，试验采用WGM—6020型高压辊磨机，每次试验物料质
量为200kg，通过高压辊磨机计算机控制系统的显示屏设定辊速v，v取0—2m/s，对待测矿石
物料在指定辊速v条件下取不同比压力P分别进行高压辊磨试验，比压力P分别为3、4、5N/
mm2，记录试验过程中物料所消耗的能量
，通过公式
，计算高压辊磨机试验比能
耗，分别为1.61、2.10、2.40kWh/t，拟合得出高压辊磨机试验比压力—比能耗数值模型为
，单位为kWh/t。
步骤S8，结合步骤S6、步骤S7获得相同比能耗下高压辊磨机比压力—活塞压力拟
合关系为
。
步骤S9，设定测试时间为t，t取6000—8000h，及辊速v，v取0—2m/s分别在2.5、
3.4、4.8N/mm2比压力条件下，分别取步骤S7中-30mm矿石物料采用WGM—6020型高压辊磨机
进行高压辊磨机试验，测量高压辊磨机柱钉式辊面在试验前后辊面柱钉高度差
，获得压
辊磨损系数
分别约为0.00111、0.00177、0.00283mm/h，高压辊磨机比压力与压辊磨
损系数
函数关系
。
步骤S10，用天平称取步骤S2中计算好质量为895.4g的矿石物料均匀倒入由活塞模具腔体4及底座7拼接形成的腔室中并使其表面平整，通过计算机控制系统14的控制面板，打开试验程序，新建试验项目，设定加载压力为N，N取0—250MPa，设定加压速度为V，V取0—300kN/S，进行3mm闭路活塞压载试验。
步骤S11，对压载后的物料采用3mm筛子进行粒度筛析，筛下物料（-3m物料）称重，质量为mn，取相同质量mn的原矿混入筛上物料，作为新一次活塞压载试验给料，即保持每次活塞压载试验给料质量为895.4g不变，并使用活塞压力机重新进行3mm闭路活塞压载试验。
步骤S12，重复步骤S11，直至连续三次活塞压载试验所得-3mm物料质量趋于稳定，试验次数为n，n=1、2、3、4…，测量此时活塞模具上柱钉高度x1。
步骤S13，在试验周期t条件下，继续重复步骤（11），进行3mm闭路活塞压载试验，t
取6000—8000h，试验完成后测量活塞模具上柱钉高度x2，由公式
计算活塞模具磨损
系数
，
为活塞模具上柱钉磨损高度。
步骤S14，在不同加载压力N条件下分别重复步骤S10—步骤S13，得出不同加载压
力条件下活塞压力与活塞模具磨损系数的关系
，其中，c、d为系数。
步骤S15，结合步骤S8中高压辊磨机比压力—活塞压力拟合关系及步骤S9高压辊
磨机比压力与压辊磨损系数
关系，获得相同压力条件下重型装备高压辊磨机压辊磨损系
数
及活塞模具磨损系数
函数关系
。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，其特征在于，包括：活塞压力机及活塞模具；所述活塞压力机包括：机架（12）、液压活塞（13）及计算机控制系统（14）；所述活塞模具包括：活塞压头（2）、上柱钉（3）、底座（7）、下柱钉（6）、腔体（4）、第一定位块（9）、第二定位块（10）、搬手（5）、上压板（1）、下压板（8）以及螺孔（11）；
所述第一定位块（9）与活塞压头（2）固定连接，所述活塞压头（2）内部嵌有多个圆柱形的上柱钉（3）；所述上柱钉（3）凸出所述活塞压头（2）的底面3mm；所述底座（7）内部同时也镶嵌有多个圆柱形的下柱钉（6）；所述底座（7）的上部还有一凸起；所述下柱钉（6）凸出所述底座（7）上的凸起3mm；且所述上柱钉（3）与所述下柱钉（6）为等高的柱钉；
所述活塞压头（2）与所述上压板（1）通过所述第一定位块（9）定位并通过螺孔（11）使用螺栓进行固定；所述上压板（1）与机架（12）固定连接；
所述腔体（4）内部为贯通的并与所述底座（7）上的凸起拼接；所述凸起为圆柱形，所述凸起的直径略小于所述腔体（4）的内径，使所述腔体（4）与所述底座（7）紧密连接；
压载物料装在所述腔体（4）与所述底座（7）拼接形成的腔室中；所述下压板（8）的顶部还设置有凹槽，用于固定所述第二定位块（10）实现定位拼接；所述腔体（4）的外侧还设置有所述搬手（5）；所述第二定位块（10）设置在所述底座（7）底部的中心处与所述底座（7）固定连接；
所述下压板（8）与液压活塞（13）固定连接；所述液压活塞（13）外接所述计算机控制系统（14）。
2.根据权利要求1所述的用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，其特征在于：所述上柱钉（3）及所述下柱钉（6）交错设置。
3.根据权利要求1所述的用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，其特征在于：所述腔体（4）通过螺纹与所述搬手（5）连接。
4.根据权利要求1所述的用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统，其特征在于：所述计算机控制系统（14）包括：位移传感器及应力加载器，通过所述计算机控制系统（14）获取试验过程中的位移及应力数据；所述位移传感器及所述应力加载器分别安装在活塞压力机液压活塞（13）上采集数据并分别通过信号线将位移、应力变化传递给计算机，通过计算机实时记录位移及压应力数据。
5.用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将活塞模具安装到活塞压力机中；活塞压头与上压板通过第一定位块定位并通过螺孔使用螺栓进行固定，活塞模具上压板与活塞压力机机架固定连接；腔体与底座相互拼接形成腔室，且底座与下压板通过第二定位块定位相互拼接，下压板与活塞压力机液压活塞固定连接，液压活塞外接计算机控制系统；
步骤S2：制备活塞压载试验的试验物料并获取所述活塞压载试验的试验物料的相关信
息，并根据公式
获取一定量的试验物料，并将所述试验物料均匀的放入所述腔室
中并保持所述试验物料的表面平整；
步骤S3：通过计算机控制系统设定活塞压载试验加载压力及加压速度条件；
步骤S4：通过计算机控制系统运行活塞压载试验直至达到设定压力，液压活塞运行停止，试验终止，以获取力—位移曲线；
步骤S5：对计算机控制系统所记录的力—位移曲线进行拟合，拟合方程为：
；其中，
均表示系数；并根据拟合方程进行数值积分获得试验所需能耗
，通过公式
，M表
示试验物料质量，单位g，i表示试验次数，计算得出该条件下活塞压载试验比能耗
，单位
kWh/t；
步骤S6：在不同加载压力N条件下分别重复步骤S1—S5，计算活塞加载压力与对应加载
压力下活塞压载试验比能耗的拟合方程；其中，拟合方程为：
，其中，
为
比能耗，单位kWh/t，N为加载压力，单位MPa；k、b均表示系数根据比能耗确定；
步骤S7：取同种矿石制备高压辊磨机试验的试验物料并获取所述高压辊磨机试验的试
验物料的相关信息；取质量为z的待测矿石物料在指定辊速v条件下取不同比压力P分别进
行高压辊磨试验；并记录试验过程中物料所消耗的能量wi，通过公式：
；
计算高压辊磨机试验比能耗
，并拟合得出高压辊磨机试验比压力—比能耗数值模
型；
步骤S8：根据步骤S6及S7获得相同比能耗下高压辊磨机比压力—活塞压力拟合关系；
步骤S9：获取高压辊磨机比压力P与压辊磨损系数
函数关系；
步骤S10：称取质量为M的活塞压载试验的试验物料均匀倒入由活塞模具腔体及底座拼接形成的腔室中并使其表面平整，通过计算机控制系统，设定加载压力为N，N取0—250MPa，设定加压速度为V，V取0—300kN/S，进行闭路活塞压载试验；
步骤S11：对压载后的物料采用小目径的筛子进行粒度筛析，筛下物料称重，质量为mn，取相同质量mn的原矿混入筛上物料，作为新一次活塞压载试验给料，即保持每次活塞压载试验给料质量不变，使用活塞压力机重新进行闭路活塞压载试验；
步骤S12：重复步骤S11，直至连续三次活塞压载试验所得筛下物料质量趋于稳定，试验次数为n，n=1、2、3、4…，测量此时活塞模具上柱钉高度x1；
步骤S13：在试验周期t条件下，继续重复步骤S11，试验完成后测量活塞模具上柱钉高
度x2，由公式
计算活塞模具磨损系数
，其中，
为活塞模具上柱钉磨损高
度；
步骤S14：在不同加载压力N条件下分别重复步骤S10—步骤S13，获取不同加载压力条件下活塞压力与活塞模具磨损系数的关系；
步骤S15：根据步骤S8中高压辊磨机比压力—活塞压力拟合关系及步骤S9高压辊磨机
比压力与压辊磨损系数
关系，获得相同压力条件下重型装备高压辊磨机压辊磨损系数
及活塞模具磨损系数
函数关系。
6.根据权利要求5所述的用于预测高压辊磨机压辊寿命的活塞压载系统的试验方法，其特征在于，在制备活塞压载试验的试验物料的过程中需要获取所述试验物料的矿石堆密度、初始床层厚度以及腔体底面积。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120066292A (ko) * | 2010-12-14 | 2012-06-22 | 한국세라믹기술원 | 수도 밸브용 세라믹 디스크의 수명 시험 장치 |
| CN107132140A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-05 | 江苏电力装备有限公司 | 一种材料磨损试验实时检测装置 |
| JP2019085222A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、ローラの寿命予測方法及び寿命予測プログラム |
| CN209673584U (zh) * | 2019-04-12 | 2019-11-22 | 深州市工程塑料有限公司 | 高分子材料滑板线磨耗试验机 |
| CN111307635A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 北京交通大学 | 测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置和方法 |
| CN111797534A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-20 | 合肥工业大学 | 一种用于确定轧辊主动再制造时机的试验方法及试验系统 |
| CN113432872A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 西南石油大学 | 一种冲击载荷下井下止推轴承摩擦磨损特性试验装置及方法 |
| CN114354423A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 大连海事大学 | 一种活塞环槽-活塞环摩擦磨损试验机及试验方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH619157A5 (zh) * | 1976-07-16 | 1980-09-15 | Buehler Ag Geb |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120066292A (ko) * | 2010-12-14 | 2012-06-22 | 한국세라믹기술원 | 수도 밸브용 세라믹 디스크의 수명 시험 장치 |
| CN107132140A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-05 | 江苏电力装备有限公司 | 一种材料磨损试验实时检测装置 |
| JP2019085222A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、ローラの寿命予測方法及び寿命予測プログラム |
| CN209673584U (zh) * | 2019-04-12 | 2019-11-22 | 深州市工程塑料有限公司 | 高分子材料滑板线磨耗试验机 |
| CN111307635A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 北京交通大学 | 测定盾构刀具在越江海砂层中磨损系数的试验装置和方法 |
| CN111797534A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-20 | 合肥工业大学 | 一种用于确定轧辊主动再制造时机的试验方法及试验系统 |
| CN113432872A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 西南石油大学 | 一种冲击载荷下井下止推轴承摩擦磨损特性试验装置及方法 |
| CN114354423A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 大连海事大学 | 一种活塞环槽-活塞环摩擦磨损试验机及试验方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MINGRUI ZHU,ETAL: "A data-driven decision-making framework for online control of vertical roller mill", 《COMPUTERS & INDUSTRIAL ENGINEERING》 * |
| 高航 等: "高压辊磨机压辊磨损的试验分析", 《东北大学学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230349790A1 (en) | 2023-11-02 |
| US11815423B1 (en) | 2023-11-14 |
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