權利要求書： 1.用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)，其特征在于，包括：活塞壓力機及活塞模具；所述活塞壓力機包括：機架（12）、液壓活塞（13）及計算機控制系統(tǒng)（14）；所述活塞模具包括：活塞壓頭（2）、上柱釘（3）、底座（7）、下柱釘（6）、腔體（4）、第一定位塊（9）、第二定位塊（10）、搬手（5）、上壓板（1）、下壓板（8）以及螺孔（11）；

所述第一定位塊（9）與活塞壓頭（2）固定連接，所述活塞壓頭（2）內部嵌有多個圓柱形的上柱釘（3）；所述上柱釘（3）凸出所述活塞壓頭（2）的底面3mm；所述底座（7）內部同時也鑲嵌有多個圓柱形的下柱釘（6）；所述底座（7）的上部還有一凸起；所述下柱釘（6）凸出所述底座（7）上的凸起3mm；且所述上柱釘（3）與所述下柱釘（6）為等高的柱釘；

所述活塞壓頭（2）與所述上壓板（1）通過所述第一定位塊（9）定位并通過螺孔（11）使用螺栓進行固定；所述上壓板（1）與機架（12）固定連接；

所述腔體（4）內部為貫通的并與所述底座（7）上的凸起拼接；所述凸起為圓柱形，所述凸起的直徑略小于所述腔體（4）的內徑，使所述腔體（4）與所述底座（7）緊密連接；

壓載物料裝在所述腔體（4）與所述底座（7）拼接形成的腔室中；所述下壓板（8）的頂部還設置有凹槽，用于固定所述第二定位塊（10）實現(xiàn)定位拼接；所述腔體（4）的外側還設置有所述搬手（5）；所述第二定位塊（10）設置在所述底座（7）底部的中心處與所述底座（7）固定連接；

所述下壓板（8）與液壓活塞（13）固定連接；所述液壓活塞（13）外接所述計算機控制系統(tǒng)（14）；

所述計算機控制系統(tǒng)（14）包括：位移傳感器及應力加載器，通過所述計算機控制系統(tǒng)（14）獲取試驗過程中的位移及應力數(shù)據；所述位移傳感器及所述應力加載器分別安裝在活塞壓力機液壓活塞（13）上采集數(shù)據并分別通過信號線將位移、應力變化傳遞給計算機，通過計算機實時記錄位移及壓應力數(shù)據。

2.根據權利要求1所述的用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)，其特征在于：所述上柱釘（3）及所述下柱釘（6）交錯設置。

3.根據權利要求1所述的用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)，其特征在于：所述腔體（4）通過螺紋與所述搬手（5）連接。

4.用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：將活塞模具安裝到活塞壓力機中；活塞壓頭與上壓板通過第一定位塊定位并通過螺孔使用螺栓進行固定，活塞模具上壓板與活塞壓力機機架固定連接；腔體與底座相互拼接形成腔室，且底座與下壓板通過第二定位塊定位相互拼接，下壓板與活塞壓力機液壓活塞固定連接，液壓活塞外接計算機控制系統(tǒng)；

步驟S2：制備活塞壓載試驗的試驗物料并獲取所述活塞壓載試驗的試驗物料的相關信息，并根據公式



獲取一定量的試驗物料，并將所述試驗物料均勻的放入所述腔室中并保持所述試驗物料的表面平整；其中，



表示所述試驗物料的礦石堆密度；



表示初始床層厚度；



表示腔體底面積；

步驟S3：通過計算機控制系統(tǒng)設定活塞壓載試驗加載壓力及加壓速度條件；

步驟S4：通過計算機控制系統(tǒng)運行活塞壓載試驗直至達到設定壓力，液壓活塞運行停止，試驗終止，以獲取力—位移曲線；

步驟S5：對計算機控制系統(tǒng)所記錄的力—位移曲線進行擬合，擬合方程為：



；其中，



均表示系數(shù)；并根據擬合方程進行數(shù)值積分獲得試驗所需能耗



，通過公式



，M表示試驗物料質量，單位g，i表示試驗次數(shù)，計算得出該條件下活塞壓載試驗比能耗



，單位kWh/t；

步驟S6：在不同加載壓力N條件下分別重復步驟S1—S5，計算活塞加載壓力與對應加載壓力下活塞壓載試驗比能耗的擬合方程；其中，擬合方程為：



，其中，



為比能耗，單位kWh/t，N為加載壓力，單位MPa；k、b均表示系數(shù)根據比能耗確定；

步驟S7：取同種礦石制備高壓輥磨機試驗的試驗物料并獲取所述高壓輥磨機試驗的試驗物料的相關信息；取質量為z的待測礦石物料在指定輥速v條件下取不同比壓力P分別進行高壓輥磨試驗；并記錄試驗過程中物料所消耗的能量wi，通過公式：



；

計算高壓輥磨機試驗比能耗



，并擬合得出高壓輥磨機試驗比壓力—比能耗數(shù)值模型；

步驟S8：根據步驟S6及S7獲得相同比能耗下高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系；

步驟S9：獲取高壓輥磨機比壓力P與壓輥磨損系數(shù)



函數(shù)關系；

步驟S10：稱取質量為M的活塞壓載試驗的試驗物料均勻倒入由活塞模具腔體及底座拼接形成的腔室中并使其表面平整，通過計算機控制系統(tǒng)，設定加載壓力為N，N取0—250MPa，設定加壓速度為V，V取0—300kN/S，進行閉路活塞壓載試驗；

步驟S11：對壓載后的物料采用小目徑的篩子進行粒度篩析，篩下物料稱重，質量為mn，取相同質量mn的原礦混入篩上物料，作為新一次活塞壓載試驗給料，即保持每次活塞壓載試驗給料質量不變，使用活塞壓力機重新進行閉路活塞壓載試驗；

步驟S12：重復步驟S11，直至連續(xù)三次活塞壓載試驗所得篩下物料質量趨于穩(wěn)定，試驗次數(shù)為n，n=1、2、3、4…，測量此時活塞模具上柱釘高度x1；

步驟S13：在試驗周期t條件下，繼續(xù)重復步驟S11，試驗完成后測量活塞模具上柱釘高度x2，由公式



計算活塞模具磨損系數(shù)



，其中，△x=x1-x2為活塞模具上柱釘磨損高度；

步驟S14：在不同加載壓力N條件下分別重復步驟S10—步驟S13，獲取不同加載壓力條件下活塞壓力與活塞模具磨損系數(shù)的關系；

步驟S15：根據步驟S8中高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系及步驟S9高壓輥磨機比壓力與壓輥磨損系數(shù)



關系，獲得相同壓力條件下重型裝備高壓輥磨機壓輥磨損系數(shù)



及活塞模具磨損系數(shù)



函數(shù)關系。

說明書： 用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)及試驗方法技術領域

本發(fā)明涉及機器或結構部件的靜或動平衡的測試的技術領域，具體而言，尤其涉及一種用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)及試驗方法。

背景技術

高壓輥磨機是近年來出現(xiàn)的礦山高端裝備，相對于其他破碎設備，其獨特的層壓粉碎原理，可以充分發(fā)揮“多碎少磨”、“以碎代磨”、“礦物的選擇性解離”。目前高壓輥磨機正向智能化、大型化的方向發(fā)展。

目前，國內外的智能化高壓輥磨機選型方式普遍采用設備企業(yè)的半工業(yè)設備進行選型，所需要的物料量為5—10 噸，試驗物料多、成本高、試驗周期長，且這種方法雖然可以進行工業(yè)設備比壓力的設計，但是不能進行工業(yè)設備壓輥壽命的選擇。

中國北京礦冶研究總院，進行輥面磨損試驗，測試磨損前后壓輥的質量差，進而預測工業(yè)壓輥壽命，每次試驗需要的物料為100kg，且采用的輥子為圓輥、表面光滑，與目前工業(yè)上的柱釘輥面不同，預測的壽命也相差很大；公布號為CN107866306A的中國專利公開了一種柱釘式高壓輥磨機輥面及其生產方法，按JB/T7705《松散磨粒磨料磨損試驗方法橡膠輪法》測量磨損試樣的磨損值，根據磨損值，確定輥面不同位置柱釘材質，但該試驗測試的是動態(tài)磨損，給入的物料是松散物料，而高壓輥磨機為準靜壓磨損、入料方式為擠滿給料。

目前，隨著高壓輥磨機料柱高度、輥縫糾偏、液壓系統(tǒng)的智能化控制系統(tǒng)不斷發(fā)展，該重型裝備的智能化水平不斷提高，但對于高壓輥磨機鑲嵌柱釘?shù)膲狠亯勖A測，國內外沒有適宜的試驗裝置和試驗方法。

發(fā)明內容

根據上述背景技術中提到的技術問題，而提供用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)及試驗方法。本發(fā)明主要是基于與重型裝備高壓輥磨機相同的層壓粉碎機理模擬柱釘式高壓輥磨機粉碎過程，通過少量物料實現(xiàn)重型裝備高壓輥磨機壓輥壽命的預測。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術手段如下：

一種用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)，包括：活塞壓力機及活塞模具。

進一步地，所述活塞壓力機包括：機架、液壓活塞及計算機控制系統(tǒng)；所述活塞模具包括：活塞壓頭、上柱釘、底座、下柱釘、腔體、第一定位塊、第二定位塊、搬手、上壓板、下壓板以及螺孔。

更近一步地，所述第一定位塊與活塞壓頭固定連接，所述活塞壓頭內部嵌有多個圓柱形的上柱釘；所述上柱釘凸出所述活塞壓頭的底面3mm；所述底座內部同時也鑲嵌有多個圓柱形的下柱釘；所述底座的上部還有一凸起；所述下柱釘凸出所述底座上的凸起3mm；所述上柱釘與所述下柱釘為等高的柱釘。

進一步地，所述活塞壓頭與所述上壓板通過所述第一定位塊定位并通過螺孔使用螺栓進行固定；所述上壓板與機架固定連接；所述腔體內部為貫通的并與所述底座上的凸起拼接；所述凸起為圓柱形，所述凸起的直徑略小于所述腔體的內徑，使所述腔體與所述底座緊密連接。

更近一步地，壓載物料裝在所述腔體與所述底座拼接形成的腔室中；所述下壓板的頂部還設置有凹槽，用于固定所述第二定位塊實現(xiàn)定位拼接；所述腔體的外側還設置有所述搬手。所述第二定位塊設置在所述底座底部的中心處與所述底座固定連接。所述下壓板與液壓活塞固定連接；所述液壓活塞外接所述計算機控制系統(tǒng)。本發(fā)明還包含一種用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載的試驗方法，包括以下步驟：

步驟S1：將活塞模具安裝到活塞壓力機中；活塞壓頭與上壓板通過第一定位塊定位并通過螺孔使用螺栓進行固定，活塞模具上壓板與活塞壓力機機架固定連接；腔體與底座相互拼接形成腔室，且底座與下壓板通過第二定位塊定位相互拼接，下壓板與活塞壓力機液壓活塞固定連接，液壓活塞外接計算機控制系統(tǒng)；

步驟S2：制備活塞壓載試驗的試驗物料并獲取所述活塞壓載試驗的試驗物料的相關信息，并根據公式



獲取一定量的試驗物料，并將所述試驗物料均勻的放入所述腔室中并保持所述試驗物料的表面平整；

步驟S3：通過計算機控制系統(tǒng)設定活塞壓載試驗加載壓力及加壓速度條件；

步驟S4：通過計算機控制系統(tǒng)運行活塞壓載試驗直至達到設定壓力，液壓活塞運行停止，試驗終止，以獲取力—位移曲線；

步驟S5：對計算機控制系統(tǒng)所記錄的力—位移曲線進行擬合，擬合方程為：



；其中，



均表示系數(shù)；并根據擬合方程進行數(shù)值積分獲得試驗所需能耗



，通過公式



計算得出該條件下活塞壓載試驗比能耗



，單位kWh/t；

步驟S6：在不同加載壓力N條件下分別重復步驟S1—S5，計算活塞加載壓力與對應加載壓力下活塞壓載試驗比能耗的擬合方程；其中，擬合方程為：



，單位kWh/t；

步驟S7：制備高壓輥磨機試驗的試驗物料并獲取所述高壓輥磨機試驗的試驗物料的相關信息；取質量為z的待測礦石物料在指定輥速v條件下取不同比壓力P分別進行高壓輥磨試驗；并記錄試驗過程中物料所消耗的能量



，通過公式：



；

計算高壓輥磨機試驗比能耗，擬合得出高壓輥磨機試驗比壓力—比能耗數(shù)值模型；

步驟S8：根據步驟S6及步驟S7獲得相同比能耗下高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系；

步驟S9：獲取高壓輥磨機比壓力P與壓輥磨損系數(shù)



函數(shù)關系；

步驟S10：稱取質量為M的活塞壓載試驗的試驗物料均勻倒入由活塞模具腔體及底座拼接形成的腔室中并使其表面平整，通過計算機控制系統(tǒng)，設定加載壓力為N，N取0—250MPa，設定加壓速度為V，V取0—300kN/S，進行閉路活塞壓載試驗；

步驟S11：對壓載后的物料采用小目徑的篩子進行粒度篩析，篩下物料稱重，質量為mn，取相同質量mn的原礦混入篩上物料，作為新一次活塞壓載試驗給料，即保持每次活塞壓載試驗給料質量M不變，使用活塞壓力機重新進行閉路活塞壓載試驗；

步驟S12：重復步驟S11，直至連續(xù)三次活塞壓載試驗所得篩下物料質量趨于穩(wěn)定，試驗次數(shù)為n，n=1、2、3、4…，測量此時活塞模具上柱釘高度x1；

步驟S13：在試驗周期t條件下，繼續(xù)重復步驟S11，試驗完成后測量活塞模具上柱釘高度x2，由公式



計算活塞模具磨損系數(shù)



，其中，



為活塞模具上柱釘磨損高度；

步驟S14：在不同加載壓力N條件下分別重復步驟S10—步驟S13，獲取不同加載壓力條件下活塞壓力與活塞模具磨損系數(shù)的關系；

步驟S15：結合步驟S8中高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系及步驟S9高壓輥磨機比壓力與壓輥磨損系數(shù)



關系，獲得相同壓力條件下重型裝備高壓輥磨機壓輥磨損系數(shù)



及活塞模具磨損系數(shù)



函數(shù)關系。

較現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所公開的活塞壓載系統(tǒng)，通過活塞壓頭及底座壓縮面安裝有柱釘，形成了類似于重型裝備高壓輥磨機柱釘式輥面的高耐磨平面，提高了活塞模具的使用壽命并且提供了一種測定柱釘式輥面磨損的方法，簡化了測量高壓輥磨機輥面磨損的試驗過程并為高壓輥磨機壓輥壽命的預測提供了指導。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明活塞壓載系統(tǒng)正視圖。

圖2為本發(fā)明活塞壓頭的俯視圖。

圖3為本發(fā)明底座的等軸測視圖。

圖4為本發(fā)明活塞壓頭的左視圖。

圖5為本發(fā)明底座的左視圖。

圖6為本發(fā)明活塞模具的等軸測視圖。

圖中，1為上壓板、2為活塞壓頭、3為上柱釘、4為腔體、5為搬手、6為下柱釘、7為底座、8為下壓板、9為第一定位塊、10為第二定位塊、11為螺孔、12為機架、13為液壓活塞、14為計算機控制系統(tǒng)。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本發(fā)明的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時，應當清楚，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員己知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任向具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制：方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其位器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位（旋轉90度或處于其他方位），并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

此外，需要說明的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對相應零部件進行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

實施例1

如圖1、圖4、圖5所示，本實施例提供用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載系統(tǒng)，包括活塞壓力機及活塞模具，所述活塞模具包括活塞壓頭2、上柱釘3、底座7、下柱釘6、腔體4、第一定位塊9、第二定位塊10、搬手5、螺孔11、上壓板1、下壓板8，所述活塞壓力機包括機架12、液壓活塞13和計算機控制系統(tǒng)14。

所述第一定位塊9與活塞壓頭2固定連接，活塞壓頭2與上壓板1通過第一定位塊9定位并通過螺孔11使用螺栓進行固定；所述上壓板1與機架12固定連接；圓柱形腔體4外側配合有搬手5與腔體4螺紋連接，腔體4內部貫通并與底座7拼接，壓載物料裝在腔體4與底座7拼接成的腔室中所述下壓板8的頂部還設置有凹槽，用于固定所述第二定位塊10實現(xiàn)定位拼接。第二定位塊10設置在底座7底部的中心處與底座7固定連接。作為一種優(yōu)選的實施方式，在本申請中，上壓板1與下壓板8相同也是中間設有凹槽，活塞壓頭頂部圓柱形的第一定位塊9直接插入上壓板1凹槽里，起到定位作用。

當壓載完成時，由于壓力較大導致壓載物料間緊密連接，當需要去除物料時，通過搬手5可以將底座7與腔體4整體拆卸，將整體移動到便于清理的位置后再進行清理，這樣能夠更加的便于卸礦且保證整體裝置結構的清潔；所述下壓板8與液壓活塞13固定連接，液壓活塞13外接計算機控制系統(tǒng)14；所述計算機控制系統(tǒng)14包含位移傳感器及應力加載器，通過計算機控制系統(tǒng)14可直接獲取試驗過程中的位移及應力數(shù)據。

如圖2、圖3所示，所述活塞壓頭2內部嵌有多個圓柱形的上柱釘3；所述上柱釘3凸出所述活塞壓頭2的底面3mm；所述底座7內部同時也鑲嵌有多個圓柱形的下柱釘6；所述底座7的上部還有一凸起；所述下柱釘6凸出所述底座7上的凸起3mm；所述上柱釘3與所述下柱釘6為等高的柱釘。上柱釘3及下柱釘6的對應方式為交錯對應，形成了類似于重型裝備高壓輥磨機柱釘式輥面的高耐磨平面。作為一種優(yōu)選的實施方式，在本申請中，所述凸起及底座的整體高度為40mm，下柱釘?shù)母叨葹?0mm。

如圖6所示，所述腔體4內部為貫通的并與所述凸起拼接；所述凸起為圓柱形，所述凸起的直徑略小于所述腔體4的內徑，使所述腔體4與所述底座7緊密連接，避免了壓載過程中物料沿腔體4及底座7之間的縫隙流出。

作為一種優(yōu)選的實施例，在本申請中，所述活塞壓力機提供的壓力為0—250MPa；腔體4、活塞壓頭2及底座7均采用中碳合金鋼；腔體4內徑為100mm、厚度為27.5mm、高度為120mm；活塞壓頭2壓縮面直徑96mm、高度138mm；底座7壓縮面直徑96mm，底座7高度40mm，底座7壓縮面相鄰下柱釘6間距21mm；上柱釘3、下柱釘6均為碳化鎢硬質合金柱，直徑20mm、突出高度3mm、鑲嵌深度27mm，柱釘覆蓋面積占壓縮面16%—20%。

實施例2

用于預測高壓輥磨機壓輥壽命的活塞壓載的試驗方法，以某磁鐵礦為例，試驗步驟如下：

如圖1、圖4、圖5所示，步驟S1，將活塞模具安裝到活塞壓力機中，活塞壓頭2與上壓板1通過第一定位塊9定位并通過螺孔11使用螺栓進行固定，活塞模具上壓板1與活塞壓力機機架12固定連接；腔體4與底座7相互拼接形成腔室，且底座7與下壓板8通過第二定位塊10定位相互拼接，下壓板8與活塞壓力機液壓活塞13固定連接，液壓活塞13外接計算機控制系統(tǒng)14。

步驟S2，采用顎式破碎機將礦石破碎至95%通過12mm的篩子作為活塞壓載試驗的試驗物料，測得礦石堆密度為1.9 g/cm3，初始床層厚度為6 cm，腔體底面積為78.54cm2，根據公式



計算試驗所需礦石物料質量為895.4g，采用天平秤取895.4g礦石物料均勻放入活塞模具腔體4及底座7拼接形成的腔室中，并使其表面平整。

步驟S3，通過計算機控制系統(tǒng)14的控制面板，打開活塞壓載試驗程序，新建試驗項目，設定活塞壓載試驗加載壓力及加壓速度條件，設定加壓速度V為0—300 kN/S，取不同加載壓力N分別進行活塞壓載試驗，N取0—250MPa。

步驟S4，通過活塞壓載試驗程序，點擊向上移動，啟動活塞壓力機液壓活塞13，使液壓活塞13帶動下壓板8及底座7與腔體4形成的組合體上行，從而使活塞壓頭2穿入腔體4中，當活塞壓頭2與礦石物料發(fā)生接觸時，計算機控制系統(tǒng)14的控制面板上壓力值會稍大于0，此時關閉液壓活塞13，運行停止，通過計算機控制系統(tǒng)14的控制面板將位移設置為0，此時啟動步驟S3中新建的活塞壓載試驗項目，液壓活塞13將繼續(xù)帶動下壓板8及底座7與腔體4形成的組合體按照設定的加壓速度繼續(xù)上行，對礦石物料進行壓載，當加載壓力達到2kN時，計算機控制系統(tǒng)14開始記錄試驗過程中壓力、位移實時數(shù)據并形成力—位移曲線，直至達到設定壓力，液壓活塞13運行停止，試驗終止。通過活塞壓載試驗程序，點擊向下移動，再次啟動液壓活塞13，液壓活塞13帶動下壓板8及底座7與腔體4下行，活塞壓頭2離開腔體4，將腔體4及底座7于下壓板8上取下后，通過對腔體4及底座7進行拆分，即可完成卸料。

步驟S5，以加壓速度200 kN/S、加載壓力25.5 MPa為例，對計算機控制系統(tǒng)14所記錄的力—位移曲線進行擬合，擬合方程為



，其中



，對該方程進行數(shù)值積分獲得試驗所需能耗



，通過公式



計算得出該條件下活塞壓載試驗比能耗為0.336 kWh/t。

步驟S6，加壓速度200kN/S條件下，取不同加載壓力N，分別為50.9、76.4、101.9、127.3、152.8MPa，重復步驟S1—S5分別進行活塞壓載試驗，并獲得對應加載壓力下活塞壓載試驗比能耗為0.56、0.8、1.2、1.4、1.6kWh/t，加壓速度200kN/S條件下活塞壓載試驗，活塞壓力與比能耗成正比，其擬合方程為



，單位為kWh/t。

步驟S7，取同種礦石，采用顎式破碎機將礦石破碎至95%通過30mm的篩子作為高壓輥磨機試驗的試驗物料，即-30mm物料，試驗采用WGM—6020型高壓輥磨機，每次試驗物料質量為200kg，通過高壓輥磨機計算機控制系統(tǒng)的顯示屏設定輥速v，v取0—2m/s，對待測礦石物料在指定輥速v條件下取不同比壓力P分別進行高壓輥磨試驗，比壓力P分別為3、4、5N/mm2，記錄試驗過程中物料所消耗的能量



，通過公式



，計算高壓輥磨機試驗比能耗，分別為1.61、2.10、2.40kWh/t，擬合得出高壓輥磨機試驗比壓力—比能耗數(shù)值模型為



，單位為kWh/t。

步驟S8，結合步驟S6、步驟S7獲得相同比能耗下高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系為



。

步驟S9，設定測試時間為t，t取6000—8000h，及輥速v，v取0—2m/s分別在2.5、3.4、4.8N/mm2比壓力條件下，分別取步驟S7中-30mm礦石物料采用WGM—6020型高壓輥磨機進行高壓輥磨機試驗，測量高壓輥磨機柱釘式輥面在試驗前后輥面柱釘高度差



，獲得壓輥磨損系數(shù)



分別約為0.00111、0.00177、0.00283mm/h，高壓輥磨機比壓力與壓輥磨損系數(shù)



函數(shù)關系



。

步驟S10，用天平稱取步驟S2中計算好質量為895.4g的礦石物料均勻倒入由活塞模具腔體4及底座7拼接形成的腔室中并使其表面平整，通過計算機控制系統(tǒng)14的控制面板，打開試驗程序，新建試驗項目，設定加載壓力為N，N取0—250MPa，設定加壓速度為V，V取0—300kN/S，進行3mm閉路活塞壓載試驗。

步驟S11，對壓載后的物料采用3mm篩子進行粒度篩析，篩下物料（-3m物料）稱重，質量為mn，取相同質量mn的原礦混入篩上物料，作為新一次活塞壓載試驗給料，即保持每次活塞壓載試驗給料質量為895.4g不變，并使用活塞壓力機重新進行3mm閉路活塞壓載試驗。

步驟S12，重復步驟S11，直至連續(xù)三次活塞壓載試驗所得-3mm物料質量趨于穩(wěn)定，試驗次數(shù)為n，n=1、2、3、4…，測量此時活塞模具上柱釘高度x1。

步驟S13，在試驗周期t條件下，繼續(xù)重復步驟（11），進行3mm閉路活塞壓載試驗，t取6000—8000h，試驗完成后測量活塞模具上柱釘高度x2，由公式



計算活塞模具磨損系數(shù)



，



為活塞模具上柱釘磨損高度。

步驟S14，在不同加載壓力N條件下分別重復步驟S10—步驟S13，得出不同加載壓力條件下活塞壓力與活塞模具磨損系數(shù)的關系



，其中，c、d為系數(shù)。

步驟S15，結合步驟S8中高壓輥磨機比壓力—活塞壓力擬合關系及步驟S9高壓輥磨機比壓力與壓輥磨損系數(shù)



關系，獲得相同壓力條件下重型裝備高壓輥磨機壓輥磨損系數(shù)



及活塞模具磨損系數(shù)



函數(shù)關系



。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。