[發明專利]提升容器襯板磨損預測方法及襯板優化布局的方法

有效

• 申請號: 202110330662.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112949002B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 申焱華;石博強;郝為權;陳倫
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，所述方法包括：

根據金屬礦石的散體物料特性建立提升容器箕斗裝載、卸載礦石過程的仿真模型；

基于上述仿真模型分析箕斗不同位置處襯板的磨損情況；

將箕斗上襯板更換為不同耐磨材料的襯板，得到礦石裝、卸載循環工況下不同耐磨材料襯板各網格微單元的磨損量時間變化序列；

采用隨機擴散過程來描述襯板連續波動退化過程，預測在不同時間節點上襯板各網格微單元的退化量；

根據襯板磨損量的時間序列，預測襯板各網格微單元的磨損量。

2.根據權利要求1所述的提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，所述方法還包括：

襯板各區域的磨損情況不一致，當某區域襯板磨損量大于失效閾值，則可認為需要更換該區域襯板；

如果認為不需要更換該區域襯板，以襯板各網格微單元當前的磨損量作為初始變量，重復上述提升容器襯板磨損預測，進行下一次襯板各網格微單元的磨損量預測。

3.根據權利要求1所述的提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，所述方法還包括：

預測襯板各網格微單元的剩余壽命，根據剩余壽命判斷是否需要更換襯板。

4.根據權利要求1所述的提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，根據金屬礦石的散體物料特性建立提升容器箕斗裝載、卸載礦石過程的仿真模型，包括：

試驗測試各種工業用高耐磨襯板材料在不同載荷、壓力條件下的滑動磨損量，計算耐磨材料的體積磨損率；根據Archard磨損模型，利用體積磨損率、以及滑動磨損試驗中的載荷、滑動速度、磨損時間等數值，計算各種襯板耐磨材料的磨損系數；

將提升容器箕斗的三維實體模型導入到有限元軟件中，對提升容器的襯板結構進行網格劃分，將襯板的有限元模型導入到離散元軟件中，基于離散元和有限元的聯合仿真模型模擬礦石裝載、卸載過程；

在裝載物料的定量斗內，利用離散元軟件生成眾多不規則顆粒表面的礦石；

設置箕斗襯板為相同厚度，設置礦石物料及襯板的材料屬性；在提升容器箕斗的離散元模型中，設置礦石顆粒與襯板間的接觸模型，襯板耐磨材料的磨損系數代入到接觸模型中。

5.根據權利要求1所述的提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，基于仿真模型分析箕斗不同位置處襯板的磨損情況，包括：

應用仿真模型模擬礦石的裝載過程，礦石物料裝滿箕斗后，可獲取襯板上各網格微單元的磨損量分布云圖，提取襯板各網格微單元中的磨損深度{c_ij}；

應用仿真模型模擬箕斗閘門打開時礦石卸載的過程，獲取襯板各區域的滑動磨損分布云圖以及襯板各網格微單元的磨損量數值{h_ij}；

一次裝、卸載完成后，計算箕斗襯板各網格微單元的磨損深度，重新賦值磨損深度為{x_i,j}＝{c_ij+h_ij}；

應用離散元軟件，按照顆粒群粒徑的均值和方差，在定量斗中重新生成一批新的不規則礦石顆粒；

采用上述方法得到新的裝、卸載循環過程中箕斗襯板各網格微單元的磨損深度{x_i,j+1}＝{c_i,j+1+h_i,j+1}

重復生成新的不規則礦石顆粒和計算磨損深度n次，得到襯板上各網格微單元磨損量的時間變化序列{x_ij}(i＝1,2,…,m；j＝1,2,...,n)；

其中，i表示劃分的襯板網格微單元序列號，j表示提升裝載循環工況的次數。

6.根據權利要求1所述的提升容器襯板磨損預測方法，其特征在于，采用隨機擴散過程來描述襯板連續波動退化過程，預測在不同時間節點上襯板各網格微單元的退化量，包括：

根據襯板上各網格微單元磨損量的時間變化序列計算襯板網格微單元平均磨損退化率；

建立襯板網格微單元平均磨損退化率的幾何布朗運動模型；

計算襯板網格微單元平均磨損退化率的概率分布特征。