文章应用离散单元法(discrete element method,DEM)模拟和分析筛分过程,研究了进料速率对颗粒筛分效率的影响,结合工厂振动筛实验结果,分析了最佳筛分效率下的进料速率值。提出了分层和透筛细粒比的概念,拟合不同进料速率下分层和透筛区中细粒比与时间的变化曲线图,得到了细粒比随时间变化的函数关系式。运用分层和透筛中细粒含量随时间的变化率来表示分层速率和透筛速率,量化了筛分中分层和透筛过程。进一步分析了分层速率和透筛速率与进料速率的关系,得到最佳分层和透筛速率下进料速率的值。
针对目前振动筛筛分性能差及筛分理论不完善,亟待建立筛机参数与筛分效率间综合数学模型来指导振动筛的设计.基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)的筛分仿真实验解决筛分过程的复杂性和筛分数据难获得等问题,用可调参数的振动筛对仿真实验进行验证.筛分效率与筛分参数之间的数学关系是一个复杂的非线性问题,由于传统的回归算法对筛分数学模型预测精度低,利用能有效解决小样本问题和基于统计学理论的简单多核支持向量机(Simple Multiple Kernel Learning,SimpleMKL)对仿真实验获得的数据建立回归模型.但其模型是多极值且不可微分的多参数大规模计算问题,借用鲁棒性强和全局收敛性好的人工鱼群优化算法(Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA)对由SimpleMKL建立的筛分回归模型进行参数寻优,得出筛机振动和结构参数:振幅为2.5mm,振动频率为22Hz,振动方向角为50°,筛孔大小为0.9mm,筛丝直径为0.4mm,筛面倾角为21.6°.提高了振动筛的筛分效率,为振动筛的设计和制造提供了新思路.
A new vibration type and motion characteristics were proposed according to the principle of manual sie- ving. A mechanical model of the new motion was established and the characteristics of the new vibrating screen were analyzed to establish its equation of motion by using the vibration theory, to include as tech- nological parameters, amplitude, movement velocity, and throwing index through theoretical calculation. The efficiency of particle screening was studied at different values of frequency and swing declination angle. The discrete element method （DEM） was used to simulate the screening with the swing trace. The functional relationship between screening efficiency and the parameters was fitted with the least square method. The results show that high frequency and large swing angle are suitable for small particles, while small values are suitable for particles close to the aperture size. Compared to the linear vibration trace, both screening efficiency and processing capacity were effectively improved.
振动筛是工程上常用的筛分设备,物料的松散是影响筛分效率的主要因素。提出了密实度的一种全新定义,在此定义上获得了松散与分层在理论上的量化关系。应用DEM(Discrete Element Method,离散单元法)模拟和分析了筛分过程,并根据仿真试验结果建立了密实度与筛分时间、松散区域下限高度的关系曲线图,从而论述该定义的合理性,为今后研究振动筛筛分参数对松散的影响提供指导。
为提高振动筛的筛分性能,对振动筛筛面的振动形式和筛分过程中的透筛环节进行了研究分析。由于筛分系统是一个复杂随机过程,限于物理实验的发展,颗粒在筛面上重要的运动信息如位移,速度难获得,利用基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)的EDEM软件,对创新型的筛面以摆动与平动复合的振动筛分过程进行了数值模拟,提出透筛概率的概念,建立并分析筛机的振动参数与透筛概率的数学关系。对筛分过程中透筛机理的研究,可以更好地理解筛分过程,为分析筛分机理及筛机参数化设计提供理论基础。
