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滚轴筛是一种无振动、处理量大、结构简单的筛分设备,在千万吨级大型煤炭生产企业中具有广泛的应用前景,对滚轴筛进行优化设计具有重要的工程实际意义。因此,本文基于DEM(discrete element method)对滚轴筛的筛分过程进行了数值模拟,所得结果可为滚轴筛的优化设计提供参考。主要研究成果如下:开展了直线筛面滚轴筛的筛分过程DEM模拟研究,分析了筛轴转速、筛面倾角和黏附能量密度对球形颗粒和非球形颗粒的筛分过程影响规律。结果表明,筛轴转速对筛分效率的影响略大于筛面倾角,而筛轴转速和筛面倾角对筛分速度的影响均不明显。当筛轴转速和筛面倾角分别为60 r/min和6°时,筛分效果最佳,筛分效率和颗粒群运动速度分别为94.6%和1.45 m/s。黏附能量密度对球形颗粒的筛分过程无明显的影响,而非球形颗粒的筛分效率随着黏附能量密度的增大有所降低。利用分段筛面实现了滚轴筛的等厚筛分,模拟研究了4组分段式筛面滚轴筛的筛分过程,并与同条件下的直线筛面滚轴筛进行了比较,探究了颗粒形状、筛轴转速和黏附能量密度对分段筛面滚轴筛的筛分过程的影响规律。结果表明,当采用筛面倾角为0°-3°-6°-9°-12°的五段式筛面,筛轴转速为60 r/min时,筛分效果最佳。颗粒形状和黏附能量密度对筛分速度无明显影响,并且当颗粒形状为非球形、黏附能量密度较小时,筛分效率较大。基于Hertz-Mindlin with Archard Wear模型和Relative Wear模型,研究了渐开线形盘片的累积接触能量和磨损深度,分析了盘片滚齿顶端的切向累积接触力和法向累积接触力,并比较了渐开线形、梅花形和三角形盘片滚轴筛的筛分过程,以及盘片滚齿顶端的磨损深度。结果表明,滚齿顶端的磨损程度最大,且磨损主要来源于切向接触力。当采用渐开线形盘片时,筛分效果最佳,且滚齿顶端的磨损深度较小,仅为1.94 mm。该论文有图45幅,表28个,参考文献142篇。