Vol127No19
第
2
27 卷 第 9 期
煤 矿 机 械
006 年9 月
Coal Mine Machinery Sep1 2006
产 品 放结 构
文 章 编 号 :100320794(2006) 0920130203
TDC1030 型 高 效 磁 选 机 的 研 制
刘 燕 华 , 徐 春 江 , 牟 利 伟 , 丁 勇
(
煤 炭 科 学 研 究 总 院 唐 山 分 院 , 河 北 唐 山 063012)
摘
要 : 从 重 介 质 选 煤 厂 对 磁 选 机 的 新 要 求 出 发 ,在 国 内 选 煤 重 介 磁 选 设 备 磁 路 设 计 领 域 成
功 地 引 入 了 计 算 电 磁 学 原 理 和 数 值 计 算 方 法 ,并 应 用 该 方 法 设 计 了 新 型 磁 路 。 实 践 证 明 ,应 用 该 方
法 后 磁 路 的 设 计 水 平 和 设 计 质 量 获 得 了 很 大 的 提 高 ,达 到 了 国 际 先 进 水 平 ,保 证 了 TDC1030 型 高
效 磁 选 机 的 成 功 研 制 。
关 键 词 : 高 效 ; 磁 选 机 ; 磁 路 设 计 ; 计 算 电 磁 学
中 图 号 : TD457
文 献 标 识 码 : A
Research onLIUTYDanC- 1hu0a3, 0XU HChiugn h- jiaEngff, MicUieLni -tweMi , DaIgNnGeYtonicg Separator
(
China Coal Research Institute Tangshan Branch ,Tangshan 063012 , China)
Abstract :In order to meet the new demand from dense medium coal prepreration plants , computational electro2
manetics arithmetic and it tools were introduced to the magnetic - system design field. Using this method a new
type magnetic system had been developed. The design level and quality were greatly improved to meet interna2
tional level with this method by practice. It paved the way for TDC1030’s successful development.
Key words :high - efficient ; magnetic separator ; magnetic - system design ; computational electromanetics
0
前 言
磁 选 机 是 一 种 广 泛 应 用 在 重 介 质 选 煤 厂 介 质 回
收 流 程 的 关 键 设 备 。 近 年 来 ,随 着 选 煤 工 艺 水 平 的
进 步 (原 煤 分 级 入 洗 新 工 艺 、 简 化 工 艺 等 ) 和 选 煤 厂
工 角 度 增 量 为 1凹 ,等 高 外 形 精 加 工 最 大 下 刀 步 距 为
0. 3 mm ,采 用 提 高 公 差 精 度 及 减 小 最 大 下 刀 步 距 的
有 助 于 加 工 质 量 及 加 工 效 率 的 改 善 。
方 式 对 加 工 质 量 的 提 升 意 义 不 大 ,调 整 时 以 提 高 效
率 作 为 主 要 目 的 。
因 等 高 外 形 精 加 工 工 序 对 凹 模 的 深 槽 及 大 圆 弧
面 的 质 量 提 升 明 显 ,参 数 调 整 时 采 用 下 面 的 方 式 (见
表 2、表 3) :
(1) <6 球 刀 放 射 精 加 工 工 序 中 ,用 粗 加 工 的 方
式 选 取 加 工 面 。
图
5 加 工 区 域 的 选 择
(2) <3 球 刀 等 高 外 形 精 加 工 工 序 中 ,对 深 槽 采
Fig. 5 Selection on tool containment
用 区 域 加 工 的 方 式 ,加 工 2 个 大 圆 曲 面 ,圆 弧 底 面 不
加 工 。
表
2 <6 球 刀 放 射 精 加 工 工 序 参 数 调 整 前 后 对 比
Tab. 2 Contrast of parameter adjustment about radial finish
machining procedure by using dia. 6 endmill sphere tools
加 工 曲 检 查 曲 加 工 公 最 大 切 角 度 增 程 序 长
程 序
面 Π个
23
面 Π个
1
差 Πmm 深 Πmm 量 Π(凹) 度 ΠKB 行 数
调 整 前
调 整 后
0.02
0.02
0.3
0.3
1
1
409
335
14 686
12 065
8
1
图
6 最 终 效 果 图
表
3 <3 球 刀 等 高 外 形 精 加 工 工 序 参 数 调 整 前 后 对 比
Fig. 6Final effect of machining
Tab. 3Contrast of parameter adjustment about contour finish
machining procedure by using dia. 3 endmill sphere tools
参 考 文 献 :
[
1]邓 弈 . MasterCAM 数 控 加 工 技 术 [ M]. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社
,
,
加 工 曲 检 查 曲 加 工 公 最 大 切 程 序 长
程 序
行 数
2004.
[2 ]严 烈 . MasterCAM9 应 用 基 础 教 程 [M]. 北 京 :冶 金 工 业 出 版 社
面 Π个
23
面 Π个
差 Πmm 深 Πmm 度 ΠKB
2003.
调 整 前
调 整 后
1
7
0. 02
0. 02
0. 3
0. 3
256
203
10 623
8 324
22
作 者 简 介 : 党 新 安 (1958 - ) ,陕 西 富 平 人 ,陕 西 科 技 大 学 机 电 工
程 学 院 院 长 , 教 授 , 研 究 方 向 : 模 具 设 计 与 制 造 , E - mail : lqing2
hai720604 @126. com.
对 爪 盘 零 件 凹 模 加 工 基 本 参 数 进 行 优 选 ,在 保
证 加 工 质 量 (见 图 6) 的 前 提 下 ,总 的 加 工 效 率 提 升
约 25 %。 通 过 对 比 可 以 看 出 ,优 选 加 工 基 本 参 数 ,
收 稿 日 期 :2006202224
分 130 分
?
1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 27 卷 第 9 期 TDC1030 型 高 效 磁 选 机 的 研 制 ——— 刘 燕 华 ,等 Vol127No19
对 吨 煤 介 质 消 耗 量 等 关 键 技 术 经 济 指 标 要 求 的 提
高 ,传 统 介 质 回 收 用 磁 选 机 由 于 磁 性 物 回 收 率 较 低 、
与 工 艺 系 统 要 求 的 高 可 靠 性 差 等 原 因 ,已 不 能 满 足
市 场 的 需 求 ,研 制 一 种 能 满 足 当 前 市 场 需 要 的 磁 选
机 十 分 必 要 。
维 静 磁 场 问 题 。 通 常 使 用 标 量 磁 矢 法 进 行 求 解 ,分
析 时 不 考 虑 时 域 因 素 。 此 时 Maxwell 方 程 可 简 化 为
¨{ H} = { Js}
¨
B = 0
求 解 问 题 可 借 助 于 以 上 的 简 化 Maxwll 方 程 和 以 下
的 本 构 方 程
磁 选 设 备 设 计 的 核 心 工 作 是 在 保 证 分 选 工 艺 指
标 和 处 理 量 等 指 标 的 前 提 下 ,通 过 优 化 各 结 构 参 数
设 计 适 合 磁 性 物 高 效 捕 收 的 磁 路 及 磁 场 分 布 和 矿 浆
流 动 参 数 设 计 。 TDC1030 型 高 效 磁 选 机 的 设 计 即 体
现 了 上 述 要 求 。 本 文 主 要 探 讨 磁 路 设 计 中 的 主 要 技
术 问 题 。
{
H} = { H
g
} - ¨ <
g
} - ¨μ
¨
[μ ] ¨ <
g
- ¨[μ ]{ H
g
0 0
{ M } = {0}
矢 量 磁 矢 (MVP) 适 用 于 包 含 各 向 异 性 非 线 性 磁
导 率 的 静 态 和 动 态 问 题 。 本 文 采 用 的 适 合 计 算 机 处
理 的 方 程 为
[
i
C]{ ¨u} + [ K]{ ?u} = { J }
1
计 算 电 磁 学 在 磁 选 设 备 磁 路 设 计 中 的 应 用
{
{
e
A }
目 前 ,在 国 内 磁 选 机 磁 路 设 计 方 面 仍 沿 用 着 传
自 由 度 (DOF) { u} =
e
v }
统 的“ 2 英 寸 高 斯 值 ”设 计 方 法 ,该 方 法 比 较 粗 糙 ,不
适 用 于 对 磁 场 的 空 间 分 布 做 精 细 分 析 和 计 算 。 应 用
数 值 计 算 的 方 法 和 工 具 对 磁 选 设 备 的 磁 路 进 行 分 析
和 设 计 是 技 术 发 展 的 迫 切 要 求 ,也 是 研 究 磁 选 基 本
理 论 的 重 要 方 向 之 一 。
e
式 中 { A } ——— 标 量 磁 矢 MVP ;
{ v
e
} ——— 标 量 电 位 时 域 积 分 值 , v = Vd t ;
∫
在 磁 路 设 计 方 面 ,利 用 计 算 电 磁 学 的 定 量 方 法
设 计 由 优 质 永 磁 材 料 按 特 定 排 布 方 式 组 成 新 型 磁
系 ,它 可 在 筒 体 表 面 附 近 产 生 均 匀 的 磁 场 。 借 助 现
代 计 算 电 磁 学 成 果 ,利 用 大 型 的 电 磁 设 计 有 限 元 软
件 对 磁 系 的 各 相 关 参 数 进 行 了 大 量 的 计 算 并 确 定 了
各 参 数 ,并 对 各 参 数 进 行 了 优 化 。 该 磁 系 的 实 体 模
型 和 磁 场 分 布 特 性 的 2D 仿 真 图 见 图 1 ,由 图 1 可 以
看 出 ,等 磁 感 应 强 度 线 分 布 比 较 均 匀 ,筒 表 的 切 向 力
大 大 降 低 ,在 分 选 空 间 的 分 布 更 加 均 匀 。 该 种 特 性
的 磁 场 分 布 可 提 高 磁 性 物 的 回 收 率 。
国 外 在 20 世 纪 70 年 代 即 开 始 了 在 这 一 方 面 的
工 作 ,并 取 得 了 一 定 的 进 展 。 如 :日 本 用 有 限 元 法 分
析 了 磁 流 体 密 封 磁 轭 表 面 上 的 磁 力 分 布 。 对 2 种 典
型 的 磁 流 体 形 状 (薄 膜 和 尖 峰 ) 进 行 了 计 算 。 从 而 引
出 了 具 有 自 喷 射 作 用 的 磁 流 体 密 封 新 概 念 。
近 年 来 ,国 内 一 些 研 究 单 位 也 开 展 了 应 用 计 算
电 磁 学 的 定 量 数 值 计 算 方 法 对 磁 选 磁 路 设 计 的 研
究 。 如 :中 南 工 业 大 学 和 中 科 院 电 工 所 等 。 但 研 究
水 平 较 国 外 有 一 定 差 距 ,在 选 煤 重 介 磁 选 回 收 用 磁
选 设 备 的 磁 路 研 究 方 面 还 是 空 白 。
应 用 现 代 设 计 方 法 更 新 原 有 设 计 理 念 ,在 传 统
磁 选 设 备 磁 路 设 计 领 域 通 过 应 用 当 代 计 算 电 磁 学 的
最 新 成 果 设 计 磁 选 机 磁 路 ,开 发 目 前 选 煤 市 场 急 需
的 微 细 粒 磁 性 介 质 回 收 用 高 效 磁 选 机 和 新 型 大 颗 粒
磁 选 机 ,具 有 较 高 的 理 论 意 义 和 实 际 意 义 。
3
TDC1030 型 高 效 磁 选 机 的 磁 路 设 计
采 用 计 算 电 磁 学 的 有 限 元 算 法 ,直 接 从 求 解 电
图
1 高 效 磁 选 机 磁 系 实 体 模 型 图
Fig. 1 Real modle of the magnetic system
磁 场 入 手 可 精 确 计 算 所 设 计 磁 系 周 围 空 间 的 磁 场 分
布 情 况 ,并 可 迅 速 进 行 优 化 磁 系 的 工 作 ,大 大 提 高 设
计 的 水 平 和 缩 短 开 发 周 期 。 同 时 ,结 合 计 算 机 图 形
学 和 优 化 技 术 的 功 能 模 块 ,其 已 成 为 现 代 工 程 学 问
题 必 不 可 少 的 有 力 工 具 。 Maxwell 方 程 是 电 磁 场 的
理 论 基 础 ,Maxell 方 程 如 下 :
¨
{ H} = {J} + {5
Dt } = {Js} + {Je} + {Jv} + { 5t
5D
}
5
{ E} = - {5
B
}
¨
5
t
¨
{ B} = 0
D =ρ
通 常 ,磁 选 机 磁 路 设 计 问 题 可 简 化 为 二 维 或 三
¨
图
2 高 效 磁 选 机 磁 感 应 强 度 分 布 图
Fig. 2 Distribute of magnetic induction intension
分 131 分
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Vol127No19
第
2
27 卷 第 9 期
煤 矿 机 械
006 年9 月
Coal Mine Machinery Sep1 2006
文 章 编 号 :100320794(2006) 0920132203
液 压 支 架 全 液 压 程 序 控 制 快 速 移 架 系 统 的 研 究
魏 勇 刚 , 杨 保 良 , 王 明 普
(
煤 炭 科 学 研 究 总 院 太 原 分 院 , 太 原 030006)
摘
要 : 通 过 对 国 内 传 统 支 架 控 制 系 统 中 泵 站 流 量 与 支 架 立 柱 升 降 之 间 关 系 的 分 析 ,提 出 液
压 支 架 在 非 电 液 控 制 下 即 可 达 到 快 速 移 架 的 经 济 型 全 液 压 程 序 控 制 系 统 ,并 对 全 液 压 程 序 控 制 系
统 特 点 及 液 压 元 件 匹 配 作 了 简 要 分 析 。
关 键 词 : 移 架 速 度 ; 流 量 ; 程 序 控 制 ; 降 移 联 动
中 图 号 : TD355
文 献 标 识 码 : A
Study on Quick Shield Advancing System by Programmed
Complete Hydraulic Control
WEI Yong - gang , YANG Bao - liang , WANG Ming - pu
(
Taiyuan Branch of China Coal Research Institute , Taiyuan 030006 ,China)
Abstract :By analysing of the relationship between pump station flow and shield leg in the domestic traditional
shield control system , gives out an economic programmed complete hydraulic control , which will attain a quick
shield advance under a non - electric - hydraulic control. A brief description is done to the characteristics of
the system and its elememts.
Key words :advancing rate ; flow ; programmed control ; shield lower and advance interlock
1
国 内 传 统 的 支 架 控 制 系 统 现 状 分 析
际 速 度 最 慢 的 是 降 柱 ,降 柱 时 系 统 处 于 高 阻 状 态 ,系
统 阻 力 主 要 集 中 在 回 液 段 , 这 是 由 于 立 柱 本 身 的 结
液 压 支 架 移 架 分 3 个 阶 段 :降 柱 、移 架 、升 柱 ,实
先 进 的 设 计 理 念 和 方 法 要 有 先 进 的 专 用 设 备 来
发 ,通 过 采 用 当 代 最 先 进 的 设 计 理 念 和 设 计 方 法 对
磁 选 机 的 磁 路 进 行 了 优 化 设 计 ,是 进 行 原 始 创 新 提
升 传 统 产 品 设 计 水 平 的 一 次 成 功 尝 试 。 将 计 算 电 磁
学 应 用 于 传 统 磁 系 设 计 领 域 中 ,利 用 先 进 的 数 值 计
算 技 术 对 磁 系 的 各 参 数 进 行 了 设 计 和 优 化 ,得 到 了
更 精 确 的 磁 场 分 布 ,进 而 设 计 了 磁 场 分 布 更 合 理 的
新 型 磁 系 。 先 进 的 设 计 理 念 和 国 内 首 创 的 大 磁 组 整
体 充 磁 装 置 的 成 功 结 合 ,使 TDC1030 型 高 效 磁 选 机
的 技 术 性 能 达 到 了 国 际 先 进 水 平 。
完 成 和 保 证 ,为 实 现 和 保 证 按 电 磁 场 定 量 计 算 的 方
法 设 计 的 新 型 磁 系 的 特 性 ,开 发 了 国 内 第 1 台“ 大 型
磁 组 专 用 充 磁 设 备 ” ,可 以 实 现 120 mm 总 120 mm 总
3
500 mm 磁 组 的 整 体 充 磁 ,大 幅 度 地 减 小 磁 系 轴 向
的 气 隙 ,使 磁 场 力 在 轴 向 更 加 均 匀 。 该 设 备 保 证 了
磁 路 的 设 计 指 标 。
TDC1030 型 高 效 磁 选 机 与 美 国 某 公 司 具 有 国 际
先 进 水 平 的 HMDA - 6 型 磁 选 机 的 磁 场 分 布 对 比 表
如 表 1。 由 表 1 可 以 看 出 :两 者 的 磁 场 分 布 相 当 一
致 ,证 实 了 TDC1030 型 高 效 磁 选 机 磁 路 设 计 达 到 了
国 际 先 进 水 平 。
参 考 文 献 :
[
[
[
1]刘 燕 华 ,徐 春 江 ,王 淑 军 . 新 型 大 颗 粒 磁 选 机 结 构 参 数 的 试 验 研
究 [J ]. 选 煤 技 术 ,2005(2) :4 - 6.
2]刘 峰 . 重 介 质 旋 流 器 选 煤 技 术 的 现 状 及 在 我 国 的 新 发 展 [J ]. 选
煤 技 术 ,2004(4) :1 - 8.
表
1 两 种 磁 选 机 对 比 表
Tab. 1 Contrast of two types of magnetic separators
3]冯 定 五 ,陈 荩 . 磁 选 技 术 的 进 展 [J ]. 国 外 金 属 矿 选 矿 , 1996(4) .
TDC1030 型
高 效 磁 选 机
1 050
美 国 某 公 司 的
HMDA - 6 型 磁 选 机
914
[4]周 巧 珍 . ERIEZ 磁 选 机 及 其 选 型 [J ]. 选 煤 技 术 ,2000(4) .
[5]王 蔷 . 电 磁 场 理 论 基 础 [M]. 北 京 :清 华 大 学 出 版 社 ,2001.
[6]朱 德 华 . 干 式 振 动 高 梯 度 磁 选 工 艺 及 理 论 研 究 [D]. 中 南 工 业 大
学 博 士 学 位 论 文 ,1992.
筒 体 直 径 Πmm
磁 极 数
6
6
[
[
7]王 秉 中 . 计 算 电 磁 学 [M]. 北 京 :科 学 出 版 社 ,2002.
磁 极 包 角 Π(凹)
132
195
127
83
132
194
128
85
8]曾 庆 庚 . 电 磁 场 有 限 单 元 法 [M]. 北 京 :科 学 出 版 社 ,1982.
0
mm 处 场 强 ΠmT
5. 4 mm 处 场 强 ΠmT
0. 8 mm 处 场 强 ΠmT
作 者 简 介 : 刘 燕 华 (1974 - ) ,河 北 邢 台 人
要 从 事 矿 物 加 工 工 程 领 域 的 工 艺 及 设 备 的 技 术 研 究 和 市 场 推 广 工
, Tel :0315 - 7759405.
,工 程 师 ,工 学 硕 士 ,主
2
5
作
3
结 果 和 讨 论
本 文 从 目 前 选 煤 行 业 对 磁 选 机 新 要 求 的 实 际 出
收 稿 日 期 :2006205210
分 132 分
?
1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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