气流粉碎机动态参数的正交试验分析.docx

气流粉碎机动态参数的正交试验分析 3王永强 ,王成端( 西南科技大学环境工程学院 ,四川 绵阳 621002) 摘要 利用正交试验法来研究扁平式气流粉碎机的动态参数和产品粒径之间的关系 ,分 析了各动态参数之间的主次关系 ,得到了最优生产水平 。 关键词 气流粉碎 ;动态参数 ;正交试验 ;优化 中图分类号 td451 文献标识码 b 文章编号 1003 - 6083 (2003) 02 - 0033 - 03力 、进料压力 、振动电流三个动态参数 。其中 ,粉碎工质压力为经除油除水后进入粉碎机超音速喷 嘴入口的干空气表压力 ; 进料压力的主要作用是 用压力将要粉碎的物料压入粉碎室内进行颗粒之 间的碰撞 ; 控制加料量大小用振动加料器 , 电流 大 ,进料速度就快 ,即单位时间内的进料量大 。反 之 ,则进料量小 。本次正交试验法选取的原料是二氧化硅 ,原 料试验前经过筛分 、烘干 ,其粒径为 120 目 。本次 试验的因素水平见表 1 。表 1 因素水平表引言0一般来说 ,在研究气流粉碎机动态参数的时候 ,首先要搞清楚每一个动态参数和产品粒径之 间的关系 。比如在研究扁平式气流粉碎机的时候 ,分别把振动电流 (反应了进料量的大小) 、粉碎工质压力和进料压力作为变量 ,把粉碎产品的粒 度和分布作为因变量 ,研究每一个动态参数的变化对于因变量的影响 ,从中得到气流粉碎机生产过程中动态参数和产品品质的关系 。利用单因素 试验分析法只能知道单一动态参数和产品粒度之间的关系 ,而无法分析出各种动态参数对于试验产品影响的主次关系 。正交试验法就可以解决这 种问题 。它可以在较少次数试验的基础上 ,利用 所得到的试验数据 ,有效 、全面的反应气流粉碎机 生产过程中各种动态参数和产品粉碎效果之间的 客观关系 ,分析出指导实践的正确结论1 。因素1 水平2 水平3 水平a 工质压力mpab 进料压力mpa0 . 200 . 350 . 250 . 400. 300. 45 c 振动电流ma 20 30 25 在安排表 1 时 ,各因素的水平选择不是随意的 ,工质压力和进料压力的选择有一个限制 ,根据 试验所用 qs100 型圆盘式气流粉碎机结构特点 ,试验时进料压力要大于工质压力 ,否则会引起倒 喷 ,即工质压力最大值小于进料压力最小值 。为了提高试验分析的可靠性 ,试验采用重复试验和重复取样 。重复试验和重复取样 ,是为了在同一试验条 件下获得多个数据 ,以便较为客观地反映该试验 条件的优劣 。本次试验重复试验 2 次 ,重复取样 3 次 ,在每 一个试验条件下得到 6 个数据 。根据试验得到的数据 ,做极差分析和方差分 析 ,解决各因素对指标的影响主次问题 、各因素取什么水平好的问题 、什么是较优生产条件的问题等等 。由于本次试验中 ,因素数是 3 ,水平数也是 3 。1试验介绍本次试验采用的气流粉碎机为 qs100 型圆盘式气流粉碎机 。主要技术参数 :粉碎压力0 . 61 . 0 ,mpa加料压力0 . 61 . 0 ,mpa空气耗量1 . 11 . 73 ,m3 min外形尺寸 (长 宽 高)1320 620 1600 ,mm进料粒径生产能力 电机功率机组净重 0 . 3 ,目210 ,kgh1315 ,kw140 ,kg根据理论分析和可调节性 ,重点选取工质压4 )故在选择正交表时采用 l9 (3 正交表 ,其中“9”表3 国家 863 项目 (2001aa642010)王永强等气流粉碎机动态参数的正交试验分析 32003 年第 2 期34示试验的次数 “; 3”表示水平数 “; 4”表示因素数 ,由于本次试验只有三个因素 ,所以正交表中有一 列是空的 。可以看出总共需要做 9 次试验 。表 2方案所要做的 9 次试验的具体条件 ,见表 3 。表 3 试验方案表工质压力进料压力振动电流试验号 mpa mpa ma 41便是采用 l9 (3 ) 的一种排法。123456780 . 200 . 200 . 200 . 250 . 250 . 250 . 300 . 300 . 350 . 400 . 450 . 350 . 400 . 450 . 350 . 4020302525203030254表 2 l9 (3 ) 的一种排法abc 1 2 3 4 1234567811122233123123121232313112331223 9 0 . 30 0 . 45 20 2试验及分析通过表 3 的试验方案进行试验 ,然后测量每 9 3 3 2 1 把表 2 中各列的数字“l ”、“2”、“3”分别看作所填因素在各号试验中的水平 ,就可以写出这个一次试验产品的粒度 ,测量 3 次 。结果见表 4 。表 4试验测试结果试验号试验次数结果 1m结果 2m结果 3m合计m平均值m2 . 1 极差分析由于各号试验条件下重复试验和重复取样的 次数相等 ,故可分别用同一试验条件下的数据和来进行极差分析 。经计算 ,a 、b 、c 三因素的极差 分别为 719 , 10129 , 4123 。b 的 极 差 最 大 , 说 明 b 的变化对于产品粒度的影响最大 。所以三个因素 的主次由大到小为 b 、a 、c 。但是三因素的极差相差不大 ,也就是说 b 因素对于产品粒度的影响相对于其它因素来说没有绝对优势 ,所以三个影 响因素都非常重要 。这里得出的因素主次只是各 动态参数对于产品粒度影响的相对强弱2 。选取因素的水平是与要求的指标有关 。本次 试验要求指标越小越好 ,所以要取使指标减小的水平 , 即 在 工 质 压 力 为 0130mpa , 进 料 压 力 为0135mpa ,振动电流为 20ma 时 ,粉碎工作最优 。2 . 2验证分析结果为了验证试验分析的正确性 ,选取若干组动 态参数值 ,分别进行粉碎并测量产品的粒度 。通 过粉 碎 比 来 比 较 粉 碎 效 果 的 优 劣 。粉 碎 比 =产品粒径3原料粒径 ,显然粉碎比越小 ,粉碎效果越好。结果见表 5 。表 5粉碎效果比较工质压力进料压力振动电流原料粒径粉碎最小粒径粉碎比0 . 30 . 20 . 50 . 33030109. 8888 . 129. 3611 . 630 . 0850 . 132 0 . 3 0 . 35 20 119 . 51 9 . 27 0 . 078 从表 5 中看出 ,第 3 组的原料粒径最大 ,但粉1第 1 次9 . 369 . 1710 . 4457 . 03 9 . 505第 2 次9 . 289 . 349 . 442第 1 次9 . 379 . 339 . 3861 . 46 10. 243第 2 次11. 5410 . 7911 . 053第 1 次9 . 629 . 479 . 5257 . 58 9 . 597第 2 次9 . 819 . 629 . 544第 1 次10. 419 . 579 . 4858 . 07 9 . 678第 2 次9 . 639 . 579 . 415第 1 次9 . 459 . 459 . 4860 . 35 10. 058第 2 次10. 5410 . 7310 . 706第 1 次10. 1010 . 3010 . 2461 . 55 10. 258第 2 次10. 5210 . 0510 . 347第 1 次9 . 369 . 569 . 5256 . 16 9 . 360第 2 次9 . 169 . 359 . 218第 1 次9 . 9610 . 0410 . 1059 . 74 9 . 957第 2 次9 . 829 . 909 . 929第 1 次9 . 429 . 219 . 3456 . 13 9 . 355第 2 次9 . 349 . 259 . 572003 年第 2 期江苏煤炭35碎比反而最小 ,说明其粉碎效果非常好 。第 3 组的动态参数值即为最优水平 。所以本次试验证明 了利用正交试验法得到的试验结论是正确的 。得到最优水平 ,来获得最佳生产时所需的动态参数值 。 参 考 文 献 结论31 正交试验法编写组. 正交试验法 m . 国防工业出版社 ,1978.对于气流粉碎机来说 ,利用单因素法只能知道单一的动态参数和产品粒度之间的关系 ,无法 回答各动态参数的主次关系 。使用正交试验分析 法不但可以很好地解决这一问题 ,而且也很容易23陆厚根. 粉体技术导论 m . 同济大学出版社 ,1998.郑水林. 超细粉碎 m . 中国建材工业出版社 ,1999. 收稿日期 :2003 - 01 - 20(上接第 6 页)图 2 方法二替换主梁图 (单位 :mm)(2) 回撤工作面刮板输送机同方法一 。(3) 回撤副梁及副梁下的单体支柱 。从机头 向机尾 ,逐架回撤副梁及副梁下的单体支柱 。(4) 回撤木梁下的单体支柱 。由机头向机尾 逐架用木腿替换木梁下的单体支柱 。3技术分析与评价简易放顶煤工作面回撤前 ,在最后一个循环不放顶煤 ,从而使顶煤垮落和冒落的矸石与工作面顶煤形成较稳定的自然拱结构 。垮落煤体的破 碎 、膨胀很大程度上增加了老空侧的充填高度 ,使上覆岩层因断裂及垮落对工作面的压力作用明显 减缓 ,使工作面回撤期间矿压显现不明显 。方法 二采用木梁代替主梁使工作面在最后一个循环便 将工作面的主梁全部替换 ,加快回撤速度 ,提高了 效益 : 木梁采用 200mm 2400mm 圆松木 , 一梁三柱 ,保证了支护强度 ;煤帮 、老塘用挡矸帘 、塘材 刹紧背牢 ,是为了防止窜碴 、漏煤 、漏顶而影响正 常回撤 ;用木腿采取先支后回的原则替换木梁下 的单体支柱 ,能使工作面始终保持最小控顶距 ,有 利于工作面回撤 。总之 ,采用方法二 ,缩短了回撤时间 , 又使矿压显现相对减少 , 既提高了工作效 率 ,又保证了安全回撤 ,是切实可行的方案 。2实际效果比较(1) 方法一 、二分项比较见表 1 。表 1方法一 、二分项比较表项 目方法一方法二安全方面顶板松动 回撤时间小班 工作阻力kn初撑力kn 顶板下沉量mm 回撤控顶距m不安全因素多次数多6 个30 ( 平均)1020501003 . 4较安全次数少3 个75 ( 平均