气动破碎装置情态数据的交化实验剖析

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. 6 1. 0， MPa加料压力0. 6 1. 0， MPa空气耗量1. 1 1. 73， m 3min外形尺寸（长宽高）1320 620 1600， mm进料粒径< 0. 3，目生产能力2 10， kg h电机功率13 15， kW机组净重140， kg根据理论分析和可调节性，重点选取工质压国家863项目（ 2001AA642010）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。

　　因素水平表因素1水平2水平3水平A工质压力MPa 0. 20 0. 25 0.30 B进料压力MPa 0. 35 0. 40 0.45 C振动电流mA 20 30 25在安排时，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.

　　故在选择正交表时采用L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。

　　便是采用L 9（ 3 4）的一种排法< 1>。

　　 L 9（ 3 4）的一种排法

　　把中各列的数字l、2、3分别看作所填因素在各号试验中的水平，就可以写出这个方案所要做的9次试验的具体条件，见。

　　试验方案表试验号工质压力MPa进料压力MPa振动电流mA 1 0. 20 0.35 20 2 0. 20 0.40 30 3 0. 20 0.45 25 4 0. 25 0.35 25 5 0. 25 0.40 20 6 0. 25 0.45 30 7 0. 30 0.35 30 8 0. 30 0.40 25 9 0. 30 0.45 20

　　2试验及分析

　　通过的试验方案进行试验，然后测量每一次试验产品的粒度，测量3次。结果见。

　　试验测试结果试验号试验次数结果1 m结果2 m结果3 m合计m平均值m 1第1次9.36 9. 17 10.44第2次9.28 9. 34 9. 44 57. 03 9. 505 2第1次9.37 9. 33 9. 38第2次11. 54 10. 79 11.05 61. 46 10. 243 3第1次9.62 9. 47 9. 52第2次9.81 9. 62 9. 54 57. 58 9. 597 4第1次10. 41 9. 57 9. 48第2次9.63 9. 57 9. 41 58. 07 9. 678 5第1次9.45 9. 45 9. 48第2次10. 54 10. 73 10.70 60. 35 10. 058 6第1次10. 10 10. 30 10.24第2次10. 52 10. 05 10.34 61. 55 10. 258 7第1次9.36 9. 56 9. 52第2次9.16 9. 35 9. 21 56. 16 9. 360 8第1次9.96 10. 04 10.10第2次9.82 9. 90 9. 92 59. 74 9. 957 9第1次9.42 9. 21 9. 34第2次9.34 9. 25 9. 57 56. 13 9. 355

　　2. 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7 9， 10 29， 4 23.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。

　　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0 30MPa，进料压力为0 35MPa，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=产品粒径原料粒径，显然粉碎比越小，粉碎效果越好。结果见。

　　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. 3 0. 5 30 109. 88 9. 36 0. 085 0. 2 0. 3 30 88. 12 11.63 0. 132 0. 3 0. 35 20 119. 51 9. 27 0. 078

　　从中看出，第3组的原料粒径最大，但粉碎比反而最小，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。

　　3结论

　　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，而且也很容易得到最优水平，来获得最佳生产时所需的动态参数值。