论文摘要
本文从筛分的角度出发,设计出一种新型煤泥水浓缩分级设备,该设备能够有效限制粗煤泥进入浮选环节,同时其特殊结构的筛面具备自清洁能力,从而有效缓解使用常规振动筛筛分过程中细粒煤堵塞筛缝的问题。在常规螺旋输送机的基础之上,进行一系列的改造设计从而完成整个新型煤泥水浓缩分级机的设计过程,并在国内外研究人员现阶段所取得的成果之上,利用设计出的尺寸完成对设备容积和工作功率等工作参数进行计算。通过对组成筛网的动环和定环的受力情况进行分析,发现动环的运动有助于减小筛缝之间煤泥颗粒的运动阻力。通过有限元模拟工作载荷下环片的变形及应力分布,发现定环和动环的厚度都和最大变形量成反比,定环内部的最大应力与厚度有关。对比不同厚度的环片变形发现,5mm厚度的环片变形最为理想,但是在要求不是特别严格的条件下3mm厚度的环片即可满足工作要求。使用有限元分析软件对螺旋辊在工作载荷下产生的变形进行分析可知:螺旋轴在施加了工作载荷下产生的变形量很理想;对比10mm厚度螺旋叶片的变形和5mm厚度螺旋叶片的变形发现:虽然10mm厚度螺旋叶片的变形更小,但是5mm厚度螺旋叶片的变形完全可以满足工作要求;螺旋叶片与螺旋轴焊接处是其危险截面,最大应力就产生在螺旋叶片与螺旋轴焊接的位置。对螺旋辊和设备支架进行振动特性分析,结果显示其前六阶的固有频率与驱动装置的工作频率相比差距较大,可以判断出设备在工作条件下能够避免共振的产生。采用计算流体动力学软件FLUENT 12.1对设备内部流场运动规律进行数值模拟研究。结果表明:流体在设备内从入料口向出料口方向运动的过程中,径向速度和螺旋轴附近区域流体的轴向速度变化不大,靠近筛缝处的轴向速度从入料口向出料口运动的过程中下降的很明显,不同位置筛缝处的轴向速度很接近Om/s,径向速度分布规律基本一致;对比动环片在不同运动状态下环片缝隙间的流场分布发现缝隙间的轴向速度值与动环状态无关,动环在静止状态下,筛缝间不同相位角的径向速度分布差别很大,而动环在运动的状态下可以有效平衡不同相位角的径向速度差异,使之更加理想,其原因是由于动环片在运动的过程中促使环片缝隙间的压力场分布发生了改变,相对于动环在静止的状态下压力场的分布,环片上半部缝隙处压力场得到明显改善。