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鋼球在磨機(jī)中的運(yùn)動與能態(tài)變化

來源:  發(fā)表時間:2015-05-06 14:11:31  點(diǎn)擊次數(shù):

在球磨機(jī)中,除了不需要的鋼球作離心運(yùn)轉(zhuǎn)這種特殊狀態(tài)外, 不論鋼球作拋落運(yùn)動還是作瀉落運(yùn)動,或是磨機(jī)內(nèi)的球荷介于前二者的混合狀態(tài)下,運(yùn)動著的鋼球其能態(tài)是變化的。下面分析鋼球一個運(yùn)動周期中的能態(tài)變化。

處于磨機(jī)筒體底部的鋼球?qū)ν驳椎奈荒転榱,機(jī)械能為零,此 時鋼球尚未開始運(yùn)動。當(dāng)磨機(jī)靠筒壁對球荷的摩擦力而帶著鋼球上升時,鋼球的位能在逐步增大,且鋼球開始運(yùn)動,具有動能。此過程中•電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)槟C(jī)筒體運(yùn)動的機(jī)械能,而這個機(jī)減能又通過運(yùn)動傳給鋼球變?yōu)殇撉虻臋C(jī)械能。當(dāng)磨機(jī)筒體把鋼球帶到最高位置時,鋼球具有最大的位能,同時,運(yùn)動到最高位置時的鋼球還具有下落的初始動能。此時,鋼球的機(jī)械能包括位能和動能。當(dāng)鋼球從最高位置往下拋落或滑落時,位能開始減小,動能則開始增大。在此過程中鋼球的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽阡撉蚵湎麓驌舻V塊的前一瞬間,鋼球的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽。?dāng)鋼球打擊礦塊時,鋼球的動能釋放出來通過打擊力而對礦塊做功。這個功使礦塊變形、開裂乃至破壞。此過程中,鋼球做的功轉(zhuǎn)變?yōu)榈V塊的變形能、裂紋形成和擴(kuò)展的能以及形成新生的表面能。至此,鋼球的一個運(yùn)動周期結(jié)束,鋼球又處于磨機(jī)筒體的最低位置,位能為零,在開始下一周期運(yùn)動前一瞬間機(jī)械能為零。接著又被筒體帶著往上運(yùn)動,開始第二周期運(yùn)動,周而復(fù)始。

通過上述鋼球一個運(yùn)動周期中的能態(tài)變化分析可以看出•.從物理現(xiàn)象上看,鋼球在磨礦機(jī)中是破碎作用的實(shí)施體,對礦石實(shí) 施打擊和磨剝作用,完成磨碎礦石的任務(wù);從鋼球的能態(tài)的變化 上看,鋼球是個能量傳遞的媒介體,它將磨機(jī)筒體傳來的機(jī)械能 轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼臋C(jī)械能,而通過打擊做功而傳給礦石,因此,稱鋼 球?yàn)槟サV介質(zhì),主要指它是能址傳遞的媒介體,是磨礦作用的傳遞體。

由于鋼球肩負(fù)能量的傳遞,因此,破碎能量傳遞的多少也就由鋼球自身來決定。從物理學(xué)常識知道,鋼球達(dá)到最高位置時的機(jī)械能為:

E機(jī)=E位+ E0動

式中 E機(jī)——鋼球機(jī)械能;

E位——鋼球具有的位能;

E0動——鋼球達(dá)最高上升位置時的初始動能。 或者也可表示為:

式中 m——鋼球質(zhì)量;

g——重力加速度;

H——鋼球在磨機(jī)中下落的絕對高度;

υ——鋼球在脫離點(diǎn)時的運(yùn)動初始速度,即磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的線速度。

這個機(jī)械能也即是鋼球能夠傳遞的能量,當(dāng)磨機(jī)規(guī)格大小和運(yùn)動速度也確定時,H及υ均是定數(shù),而g是常數(shù),故鋼球能傳遞的機(jī)械能完全由鋼球的質(zhì)童m來決定,即質(zhì)量大的鋼球能傳遞的機(jī)械能大,質(zhì)量小的鋼球能傳遞的機(jī)械能小。

又因鋼球質(zhì)量所為:

式中 D——鋼球直徑;

δ——鋼球密度。

對一定材質(zhì)的鋼球,其密度δ為一常數(shù),鍛鋼球的δ為7. 8g/cm3, 因此,鋼球質(zhì)量完全由其直徑來決定了。也就是說,大直徑的鋼球傳遞的能量大,小直徑的鋼球傳遞的能量小。

當(dāng)鋼球下落時,在落到筒體底層而打擊礦石前一瞬間,位能為零,機(jī)械能全部變?yōu)閯幽,?/p>

式中υp——鋼球下落終了的末速。


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