《磨輥表面形態對其耐磨和粉碎性能的影響研究》是依託吉林大學，由齊迎春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磨輥表面形態對其耐磨和粉碎性能的影響研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：齊迎春
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輥壓機用於水泥粉磨過程中水泥物料的粉碎，磨輥作為輥壓機的主要部件，其耐磨性和粉碎性能是影響粉磨裝置使用壽命、水泥生產成本的關鍵因素。磨輥耐磨性和粉碎性不僅取決於磨輥材料、生產工藝和結構形態，與水泥孰料介質的顆粒級度、組成及其在粉磨時的受力情況、運動狀態也是密不可分的。國內外學者對耐磨體材料、生產工藝等已有很多研究並取得了一定成果，但對輥體表面形態和散體性能對耐磨性和粉碎性的影響研究較少。本項目借鑑某些生物非光滑體表的優良耐磨性、抗壓性，擬結合實驗室現已完成的仿生耐磨表面研究成果，從花紋形式、排布、深度等方面設計粉磨體表面形態，針對散體不連續性，套用離散單元法分析散體在粉磨過程中的受力和運動過程，研究其對粉磨效果的影響，並結合粉磨體連續體分析理論，採用顯示動力學方法分析其表面形態對耐磨性能的影響，最終為具有優良耐磨、粉碎性能的輥壓機磨輥表面形態設計提供依據。
結題摘要
輥壓機磨輥的耐磨性和粉碎性是影響粉磨裝置使用壽命和生產成本的關鍵因素之一。已有研究成果表明，磨輥耐磨性和粉碎性取決於磨輥的材料、生產工藝、輥面結構形態和待粉碎物料的顆粒級度等因素，本項目通過試驗與數值計算相結合的方式研究了磨輥表面形態對其耐磨性能和粉碎性能的影響規律，認為通過改變磨輥表面花紋層的結構和尺寸可以使磨輥在相同工況下具有更好的耐磨性和粉碎性。針對項目目的，（1）對吉林省亞泰水泥集團下屬部分企業的輥壓機使用情況進行了調研，實地研究了使用過程中輥壓機磨輥的結構形態、磨損狀況等，對磨輥磨損機理進行了探討；（2）對沙漠蜥蜴、毛蚶等的體表形貌、結構等進行了較系統的對比分析，結果顯示這些生物體表的放射肋、溝槽、凸包等非光滑形貌與其生活的沖蝕和磨損環境相關，依據這些結構設計的仿生結構具有優越的耐磨性能，結合項目組已有研究成果，項目設計並加工了橫紋、斜紋、凹坑、棱形坑和棱形包共5種仿生磨輥表面形態；（3）根據滾壓機工作原理搭建了輥壓機模型試驗平台，在平台上進行了各仿生磨輥的磨損試驗和粉碎性能試驗，實驗結果表明，表面具有花紋的磨輥相對光輥具有更好的耐磨和粉碎性能，花紋形態不同，耐磨和粉碎性不同，其中橫紋形磨輥的性能更好並通過試驗數據分析和計算，找到了花紋尺寸參數對耐磨性和粉碎性的影響規律；（4）分別採用連續體和離散體計算方法，對仿生磨輥進行數值分析，計算結果與試驗結果向吻合；（5）在試驗和數值計算基礎上對橫紋仿生磨輥的耐磨機理進行了分析，認為橫紋磨輥具有較好耐磨性和破碎性主要是因為，對物料破碎性能而言，橫紋結構的存在，使磨輥與被粉碎物料接觸時，擠壓力更好的集中在橫紋凸起表面和棱邊，使擠壓力更有效的從更小的面積傳給物料，增大對物料擠壓的同時，使物料內部作用力傳遞的更遠且使相鄰物料間作用力梯度增大，有利於物料粉碎；對磨輥耐磨性能而言，橫紋結構使磨輥與物料接觸區域不連續，縮小了力在磨輥表面的傳遞範圍，同時由於磨輥與物料接觸區域的減小，橫紋凸起處應力集中，磨輥內部力的傳遞更均勻，從而使磨輥內部物質間相互作用力降低，有利於提高磨輥耐磨性。
