尼尔森选矿机离心锥的有限元分析研究.pdf

第 3O卷第 1期 V0I．3O，No．1 2015年2月 Feb．2015 DOI：10．3969／j．issn．1009—0622．2015．01．015 尼尔森选矿机离心锥的有限元分析研究 刘祚时 (江西理工大学 机 电工程学院，江西 赣州 341000) 摘 要 ：尼尔森选矿机是分选回收目标矿物的一种新型高效离心重选设备，其分选的关键在于离tl,锥。研究应用有 限元方法对离心锥的结构进行静力学和动力学特性分析，采用ANSYS软件完成计算。计算结果表明，工况下内锥的 应力分布比较均匀，最大变形出现在分选部分，离心锥的静力结构满足强度和刚度要求，但也存在比较薄弱的部分。 随着离心锥频率的增大，其主要变形由大端逐渐转移到中间部分，且 内锥的变形比较剧烈，但尼尔森选矿机的设定 转速小于各阶临界转速，因此离心锥的结构动力学特性基本满足要求。对尼尔森选矿机离心锥的有限元分析结果可 以为设备的设计和改进提供借鉴。 关键词：尼尔森选矿机；离tl,锥；有限元；结构分析；模态分析 中图分类号：TD455~．5；TD402 文献标识码 ：A 上研制的新机型。大家围绕尼尔森选矿机开展了许 0 引 言 多研究工作，麦吉尔大学M．Greenw0od等s[J利用尼 随着矿产资源的不断开采利用，富矿和易选矿 尔森选矿机进行了钨矿干选和湿选工艺的对比试 日趋减少，可利用的资源主要 以复杂、贫细、难处理 验，证明了尼尔森选矿机的干选潜力；哥伦比亚国立 矿居 】。近年来，应用离心力场提高颗粒沉降速度 大学LuisA．Meza等同通过尼尔森选金试验说明反冲 的原理来改善微细颗粒的回收成为国内外研究的热 水压力的取值范围；清华大学温雪峰等 建立了在 点，其中尼尔森立式离心选矿机因其对微细粒矿有 法尔肯选矿机分层区和分选区中球形颗粒的动力学 较高的分选效率引起科研人员的兴趣。采用离心分 方程，验证了实现微细颗粒快速沉降的关键因素是 选技术不仅可 以减少有用微细颗粒的流失，而且降 离心加速度。 低 了“尾矿 ’’和 “废石 ’，对环境的危害闭。 尼尔森选矿机对密度较大的金属矿分选效果 尼尔森选矿机适用的选矿工艺有 3一『】：磨矿回路 好，但分选部件的离心锥设计 目前还主要依靠经验。 中回收 目的矿；尾矿 中回收 目的矿 ；半连续式选矿机 随着计算力学和 CAE技术的发展，应用有限元技术 适用于 目的矿含量很低的贵金属矿 回收，如岩 (脉) 研究离心锥 的力学特性，为设备的结构设计优化和 金、砂金及有色金属伴生金的回收等；连续式选矿机 提高设备分选效率，促进矿产资源的高效利用具有 主要用于黑(白)钨矿、锡石、铁矿和含金银的硫化物 重要的意义 。 等较大 比重矿物的富集，以及从尾矿中回收含金的 1 离心锥结构分析 硫化物，进行工业矿物的除铁等 。 虽然立式离心分选技术应用方面发展较快，但 1．1 离心锥作用 由于离心分选过程的多样性和复杂性，设备内部结 尼尔森选矿机 由分选部件 (即离心锥)、支撑部 构直接影响矿浆的运动规律。目前其他类型的立式 件、给矿排矿装置、驱动装置、传动装置、供水(气)装 离心选矿机 (如法尔肯选矿机、超转筒式离心选矿机 置以及 自动控制系