胡子恬 尹辉俊 李明

摘 要：针对转运系统转载物料过程中料斗衬板的磨损影响运输效率的问题，改用新型钢基陶瓷复合衬板来代替传统耐磨钢，采用离散元法（distinct element method， DEM）描述颗粒物料运动过程，通过Archard磨损模型分析预测不同工况条件下衬板磨损规律，并通过磨损规律和磨损特征验证了磨损模型的合理性。基于DEM的有限元法（finite element method， FEM）耦合方法分析了衬板应力与变形特性。研究结果表明：料斗衬板的最大磨损深度随颗粒度增大而减小，随传送带带速、衬板安装高度、衬板安装倾角的增大而增大。结合实际来看，衬板在粒径25 mm、带速2.8 m/s、高度3 000 mm、角度60°的工况下磨损最小。铁矿石散料对衬板的摩擦和冲击作用造成的应力较大的位置主要集中在衬板连接的螺栓孔周围，磨损最严重的位置多为颗粒与衬板优先接触区域，因此，为了降低应力集中，应该在衬板连接处加强螺栓孔的强度并进行圆角设计。

关键词：料斗衬板；离散元法（DEM）；有限元法（FEM）；DEM-FEM；仿真分析；应力与变形特性

中图分类号：TH243 DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2024.03.002

0 引言

落料斗广泛应用于工厂及港口的固体散状物料输送系统中，其中包括煤矿、铁矿石、大豆和玉米等颗粒的输送和运输，涉及的领域包括建材、冶金、矿山、化工及港口码头等多个行业。在输送和转运过程中，大量颗粒物料快速冲击落料斗衬板，物料与衬板之间的冲击与摩擦造成落料斗衬板的磨损，致其需要经常不定期地进行更换和维修，这严重影响了整个转运系统的工作效率及产业的经济效益[1]。……