Научно-практические основы повышения эффективности пружинных мельниц путем интенсификации колебаний их рабочих органов

• Автор: Хононов, Давид Матвеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 175 с. : 17 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ '

1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПОМОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Физические основы и анализ разрушения твердых тел

1.2 Анализ способов.разрушения и диспергирования твердых тел

1 1 '

и дисперсных сред

1.3 Энергетическая эффективность и закономерности

процессов измельчения

1.4 Концепция развития техники и технологии дезинтеграции
1.5 Анализ конструкций аппаратов для помола
Цель работы и задачи исследований
2 РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ ПРУЖИННЫХ МЕЛЬНИЦ, СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ
И КОНСТРУКЦИЙ АППАРАТОВ ДЛЯ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
2.1 Пути интенсификации работы пружинных мельниц
2.2 Способы управления колебаниями рабочих органов
пружинных мельниц
2.3 Анализ вариантов колебаний рабочих органов
2.4 Конструкции пружинных аппаратов с повышенной
интенсивностью колебаний их рабочих органов
Выводы по главе
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ ПРУЖИННЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНЫХ КОЛЕБАНИЙ
3.1 Анализ собственных частот и форм колебаний предварительно деформированного рабочего органа
пружинной мельницы
3.2 Определение мощности привода пружинной мельницы

3.3 Определение производительности пружинных мельниц
Выводы по главе
4 ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Состав и содержание экспериментальных исследований
4.2 Методика проведения испытаний и обработка
полученных результатов
4.3 Экспериментальное оборудование для
проведения испытаний
4.4 Результаты экспериментальных исследований
Выводы по главе
5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВЫХ ПРУЖИННЫХ АППАРАТОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛОСТИ ИХ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
5.1 Расчет рабочих органов пружинных мельниц
5.2 Основы расчета низшей собственной частоты
колебаний рабочего органа
5.3 Расчет рабочих органов мельниц на прочность
5.4 Основы расчета винтовых пружинных мельниц
5.5 Области рационального использования пружинных аппаратов
5.6 Технологические процессы на основе пружинных мельниц
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Центральными операциями многих стадий современного производства является измельчение материалов [1, 2, 3]. Это чрезвычайно массовые, трудоемкие и энергоемкие операции. Например, сейчас в мире добывается не менее 20 млрд. т. минерального сырья в год [4]. В странах СНГ на цели измельчения расходуется около 10 % всей вырабатываемой электроэнергии [1], несколько миллионов тонн высококачественных материалов для измельчающей гарнитуры [5], а коэффициент полезного действия большинства мельниц не превышает 1% [1,6]. Кроме того, процессы измельчения являются капиталоемкими, имея до 45-55 % капитальных затрат цикла переработки минерального сырья и до 50 % эксплуатационных расходов [7]. Значителен удельный износ рабочих частей измельчителей, составляющий
1...3 кг/т [1,8].
В промышленности строительных материалов затраты на измельчение, как правило, составляют 30 - 70% всех производственных издержек и, к сожалению, тенденций к их значительному сокращению в ближайшей перспективе не предвидится.
В области тонкого измельчения во всем мире проводятся широкомасштабные исследования. Здесь выполнены значительные работы большой группой отечественных и зарубежных ученых: Акуновым В.И., Бауманом В.А., Биленко Л.Ф., Богдановым B.C., Вайсбергом Л.А., Левданским
А.Э., Овчинниковым П.Ф., Ребиндером П.А., Ревнивцевым В.И., Севостьяновым B.C., Сиваченко Л.А., Хинтом А.И., Румпфом X., Шонертом К., и др.
Предполагается, что в ближайшие десятилетия на базе достижений науки и техники возникнут новые технические предложения существенно повышающие эффективность помольного оборудования [9,10].
Одним из новых видов машин для помола является предложенный в начале 80-х годов в Могилевском машиностроительном институте класс аппаратов с упругодеформируемыми рабочими органами в виде винтовых

и металлоемкости, делают ее незаменимой в крупнотоннажных производствах. Известно немало технических решений по интенсификации работы этих машин [108...110]. Это аттриторы, бисерные мельницы, трубные мельницы с энергообменными устройствами и др.
Схема 10. Ножевая мельница. Имеет несколько вариантов реализации конструкции, но главным является наличие режущих элементов. Незаменима при переработке волокнистых материалов. К недостаткам следует отнести быстрый износ и необходимость защиты от недробимых включений [111].
Схема 11. Вибрационная мельница. В помольной камере находится мелющая загрузка и совершает интенсивные колебания. Обеспечивает тонкий и сверхтонкий размол большинства материалов, но со значительными издержками. Достаточно широко применяется и продолжает совершенствоваться [112... 114].
Схема 12. Планетарная мельница. В помольной камере, совершающей планетарное движение, мелющая среда (шары) в поле центробежных сил разрушает продукт путем раздавливания и истирания. Отличается очень высокой интенсивностью воздействия и является одним из лучших механоактиваторов. Интенсивно совершенствуется [2, 8, 69].
Схема 13. Адаптивный истиратель. Агрегат имеет корпус, ротор с и— образными упругими пластинами, концы которых снабжены башмаками, опираемыми на стопки корпуса с большим усилием. Упругие элементы расположены поярусно между перегородками корпуса. Работает с суспензиями в условиях жидкостного трения. Для многих материалов, особенно мягких и малоабразивных, подобный механизм воздействия может быть очень эффективным [79].
Схема 14. Пружинная мельница. Отличается большим конструктивным многообразием. Разрушение частиц осуществляется между витками кинематически деформируемых спиралей. Обладает повышенной технологической эффективностью, особенно при переработке жидкотекучих композиций с частицами твердостью до 4...5 единиц по шкале Мооса.