(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111396239.1 (22)申请日 2021.11.23 (71)申请人 安徽铜冠 （庐江） 矿业有限公司 地址 231500 安徽省合肥市庐江县泥河镇 沙溪社区玉 溪路 申请人 中南大学 (72)发明人 张代林　吴万荣　田广天　汪晓春　 孔艳珍　邹利民　梅锋　阚忠辉　 查敏杰　 (74)专利代理 机构 合肥兴东知识产权代理有限 公司 34148 代理人 吕维平 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬 板结构设计方法 (57)摘要 本发明提供了一种半自磨机防钢球和矿石 颗粒夹持的衬板结构设计方法， 所述设计方法是 指： 通过建立夹持现象力学模型， 分析衬板结构 参数变化 以及半自磨机参数对临界夹持力的变 化趋势， 得到临界夹持力随衬板提升条角度以及 转速变化而变化的关系曲线图， 以此确定衬板的 最佳结构特征。 本发明通过调整衬板提升条角度 以及半自磨机转速， 降低颗粒夹持的可能性， 防 止钢球和矿石跃过自由抛落位置才下落直接撞 击衬板， 提高衬板的使用寿命， 提高磨 矿效率， 降 低磨矿能耗。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113901618 A 2022.01.07 CN 113901618 A 1.一种半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法， 其特征在于， 所述设计 方法是指： 通过建立夹持现象力学模型， 分析衬板结构参数变化以及半自磨机参数对临界 夹持力的变化趋势， 得到临界夹持力随衬板提升条角度以及转速变化而变化的关系曲线 图， 以此确定衬板的最佳 结构特征。 2.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法， 其特 征在于， 所述设计方法包括以下步骤： S1： 以钢球和矿石两种颗粒楔于衬板结构形成的 ″凹槽″表示″夹持″模型， 依此建立钢 球和矿石颗粒夹持现象的力学模型； S2： 根据钢球和矿石颗粒夹持现象的力学模型， 导出临界夹持力的数学模型， 并导入 MATLAB仿真软件中， 建立临界夹持力计算的仿真模型； S3： 根据临界夹持力计算的仿真模型， 进行衬板结构参数及半自磨机运行参数变化对 临界夹持力影响的仿 真计算， 得到在一定转速下， 抛出角为90度时的临界夹持力， 并确定衬 板提升面和非提升面的面角结构参数。 3.根据权利要求2所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法， 其特 征在于， 所述凹槽包括 提升条、 加强筋条、 凸台与吊耳筋板相应的面形成的 ″凹槽″。 4.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法， 其特 征在于， 所述衬板的最佳 结构特征与半自磨机转速对应相关。 5.根据权利要求1所述的半自磨机防钢球和矿石颗粒夹持的衬板结构设计方法， 其特 征在于， 所述设计方法具体为： 建立钢球与矿石颗粒的夹持配对的力学模型， 钢球和矿石颗 粒可能夹持的配对颗粒尺 寸为分别为d1i、 d2i， 其中， 矿石颗粒模 型为球形聚合体， d2i为当量 直径； 钢球和矿石颗粒配对有 数种， 并考虑钢球与矿石颗粒相对位置互换， 即： 钢球在上， 矿 石在下； 钢球在下， 矿石在上； 对钢球和矿石颗粒夹持现象进行力学分析， 设夹持力为N， 钢球和矿石与提升条之间的 静摩擦系数 分别为 μ1、 μ2， 钢球和矿石 颗粒可能夹持的位置分布园半径为R， 凹槽的提长面角 度为β1， 非提升面角度为β2， 筒体转速 ω， 则： 角度 θ1和 θ2分别为： θ1＝90° ‑β1‑α； θ2＝90° ‑α； 矿石与钢球相互作用力以及提升条对钢球的支撑力为： N＝G2·sinθ2+N2·cosβ2+f2·sinβ2； N1＝N cosβ1+G1·sinθ1+F1·sinβ1； 钢球离心力： F1＝G1·cosθ1+N1·sinβ1‑f1·cosβ1＝m1·ω2·R； 矿石离心力： F2＝G2·cosθ2+N2·sinβ2‑f2·cosβ2＝m2·ω2·R 钢球、 矿石与提升条最大静摩擦力： f1max＝N1·μ1； f2max＝N2·μ2； 整合上述各式， 可 得出f1， f2表达式：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113901618 A 2得出的f1， f2分别与f1max， f2max比较， 当f1＞f1max或f2＞f2max， 即f1max‑f1＜0， 则： 或f2max‑f2＜0， 得： 上述表达式中， 抛出角 α 表示介质从衬板被抛出时的角度， N为钢球和矿石相互作用力， 在任意α角都不滑落的最小夹持力N为临界夹持力， 最大 临界夹持力指抛出角为90度时颗粒 不滑落的夹持力， 当临界夹持力未达到一定值时， 钢球和矿石不会被夹持， 钢球和矿石将会 被抛出。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113901618 A 3