Анализ процесса дробления хрупких материалов в одновалковой дробилке с целью повышения энергоэффективности

• Автор: Сахаров, Дмитрий Федорович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Обзор методов дробления и процессов разрушения хрупких
материалов
1.1 Основные способы и механизмы разрушения материалов
1.2 Гипотезы дробления
1.3 Конструкции валковых дробилок. Мощность привода валковых
дробилок
1.4 Конструкция предохранительных устройств одновалковых
дробилок
Выводы и постановка задачи исследования
2. Теоретический анализ процесса дробления хрупких
материалов в одновалковой дробилке
2.1 Силовой анализ процесса дробления в одновалковой дробилке.
Условия захвата дробимого куска
2.2 Определение напряжений, возникающих в разрушаемом куске при дроблении в одновалковой дробилке. Математическая
модель процесса разрушения
2.3 Математическая модель многостадийного процесса разрушения
дробимого куска
Выводы
3. Определение параметров одновалковой дробилки
3.1 Разработка методики оценки энергоэффективности дробилок
сжатия
3.2 Расчет мощности двигателя одновалковой дробилки
3.3 Сравнительный анализ установочной мощности двигателя
одно- и двухвалковой дробилок
3.4 Влияние диаметра валка и величины размера зазора между валком и
неподвижной щекой на степень дробления
Выводы
4. Экспериментальное исследование процесса дробления
4.1 Методика проведения экспериментов
4.1.1 Изготовление образцов
4.1.2 Испытание образцов на УИМ
4.1.3 Силоизмерительная аппаратура
4.2 Результаты проведения эксперимента
4.2.1 Описание экспериментальной установки
4.2.2 Силовые характеристики процесса дробления
4.2.3 Характер разрушения куска в одновалковой дробилке
4.2.4 Разрушение в одновалковой дробилке анизотропных
материалов
4.3 Влияние коэффициента трения между дробимым куском и неподвижной щекой на минимальный размер зазора,
при котором происходит захват образца
4.4 Определение положения плоскости максимальных касательных
напряжений
4.5 Конструкция предохранительного устройства
Выводы
Основные выводы
Список использованных источников
Приложения
Введение

Актуальность. Проблема дробления твердых материалов и, прежде всего, минерального сырья в виде хрупких пород различного состава и прочности является значимой на протяжении многих лет. Измельченные материалы лежат в основе всей металлургической, строительной и горной промышленности. На дробление хрупких пород используются огромные энергетические ресурсы. Известно, что ежегодно, начиная с 1980-х годов, из недр Земли извлекается около 20 млрд. т. минерального сырья. Вся эта горная масса, в той или иной степени, подлежит измельчению, в том числе, и дроблению на обогатительных фабриках, в строительной индустрии, на что расходуется десятки ГВт часов энергии.
Исходя из этого, очевидно, что особую значимость представляют разработки новых и совершенствование существующих процессов дробления. Известно, что предел прочности при одноосном сжатии имеет величину в 1,8...2,0 раза больше, чем предел прочности при сдвиге. Поэтому любые изменения технологии дробления хрупких материалов, направленные на генерацию в очаге разрушения зоны дробления деформаций сдвига между слоями разрушаемого материала, способствуют в той или иной мере уменьшению расхода энергии на дробление. Таким образом, актуальными являются практически все научные и технические решения в этом направлении.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» при поддержке гранта №11БИ-10 в области технических наук по проблемам металлургии.
Цель работы. Провести анализ процесса дробления хрупких материалов в дробилке, при котором происходит разрушение дробимого

Машина для исправления формы зерен щебня действует следующим образом. Зерна лещадной формы 14 подаются на верхний желоб 3, на котором в процессе движения по нему ориентируются в продольном направлении благодаря волнистому поперечному профилю этого желоба. В зоне перегиба желобов 2 и 3, попадая на плиту 4, зерна щебня захватываются вращающимся от привода 17 валком 12. Валок 12 постоянно подпружинен пружинами 7 и 8, поэтому с расчетным усилием, регулируемым винтовыми упорами 16, прижимает к плите 4 захватываемые им зерна щебня 14, которые под действием создаваемого валком 12 изгибающего момента ломаются на плите 4, примерно, в средней своей части. Исправленные по форме зерна щебня тем же валком 12 выталкиваются на нижний желоб 2 и самотеком разгружаются в приемное устройство.
Авторы конструкции машины для исправления формы зерен щебня считают, что зерна щебня не раздавливаются в машине, а ломаются, то есть, щебень подвергается деформациям изгиба, а, поскольку, предел прочности изверженных пород на изгиб значительно ниже предела прочности на сжатие, исправление формы зерен происходит при меньшем рабочем усилии, а значит и меньших затратах энергии.
Авторы данной конструкции утверждают, что упоры 13 должны быть установлены так, чтобы в нижнем положении валка 12 зазор между ним и плитой 4 составлял меньше минимального размера зерен обрабатываемого щебня 14. При таком условии щебень должен начать дробиться, не доходя до перегиба, а в момент, когда кусок коснется плиты 4 и вращающегося валка 12 и произойдет захват. Тогда заключение, что куски щебня ломаются в месте перегиба, вызывает неудовлетворенность, так как куски щебня будут подходить к месту перегиба раздробленными. Следовательно, утверждение о том, что куски щебня подвергаются деформации изгиба необоснованно и требует проведения анализа процесса разрушения.
Вторая конструкция машины для исправления формы зерен щебня представлена на рисунке 1.7 [45].