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浅谈涡电流分选机设备的轻量化技措

  本文所述的设备是火灾现场金属熔落物的涡电流分选机,其熔落物位于设备的磁辊表面上方5mm处。熔落物体的应力基于这一点,在分析该点的应力之前,先分析该点的漏磁分布。磁感应强度沿磁辊表面圆周呈正弦分布,离磁辊越远,磁感应强度越低。

  原有优化的磁辊内径为30mm,外径为45mm。现将其铁芯结构去除,计算距离磁辊正上方5mm处上一点的磁感应强度的大小。磁辑正上方5mm处在实心圆点,计算结果显示该圆点磁感应强度约为0.238T(未去除时为0.294T)。

  为了方便比较磁辊外表面的磁感应强度大小现将新磁辊中心的铁芯结构去除,即当磁辊全由磁块构成,逐步增加磁块的外半径,观察磁辊正上方的磁感应强度的变化规律,取变化较小的一点作为磁辊的优化方案。这样既没有浪费材料,又保障了涡电流分选机的分选效率,达到了轻量化的要求。

  不同极数的磁感应强度,可以看到随着外径的增加,所求点处的磁感应强度在逐渐增加,且增长幅度放缓。可以观察到,外径小于60mm磁感应强度变化较大,外径大于60mm磁感应强度变化较小,即应该确定外径60mm处于涡流分选机磁辊越佳的外径设计参数范围内。

  有研究指出排斥力的大小对分选成果起着决定性的作用,排斥力越大,分选成果越好。

  所以排斥力的大小不但与涡电流分选机转子的磁场强度有关,还与磁块交变频率有关。即磁场的磁场强度越高,电磁斥力越大;磁块的转速越快,电磁斥力越大。故维持轻量化的目标应选择靠近表格对角线一侧,在运用网格搜索算法对比不同极数的影响因数之后,发现在外径确定为50mm,内径确定为40mm的14极磁辊,在约束条件范围内达到越优。在此结构的基础上,需要在其上方安装铁环,用于导磁和固定旋转磁块,铁环的厚度在2mm左右。

  综上,分析得出磁辊优化后的重量有所减少,占到原来重量的20%,涡电流分选机实现了轻量化的要求。

浅谈涡电流分选机设备的轻量化技措

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