Разработка вибрационной дробилки для измельчения зерновых материалов с обоснованием параметров и режимов работы

• Автор: Маркин, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Обзор существующих способов измельчения

1.2. Основные физикомеханические свойства зерновых материалов

1.3. Средства измельчения материалов.

1.4. Анализ выполненных исследований по измельчению материалов

1.5. Цель и задачи исследований

2. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИБРАЦИОННОЙ

ДРОБИЛКИ.
2.1. Классификация способов измельчения и анализ структуры
дробилок
2.2. Конструктивно технологическая схема дробилки
2.3. Обоснование угла захвата конусов и размеров рабочих
органов дробилки
2.4. Обоснование параметров упругого звена дробилки
2.5. Динамика вибрационной дробилки
2.6. Работа и мощность измельчения.
3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РАЗРУШЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Программа и методика исследования раздавливания слоя
материала
3.2. Лабораторная установка разрушения зернового материала.
3.3. Результаты экспериментов и их обработка .
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ВИБРАЦИОННОЙ ДРОБИЛКИ
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Программа и методика исследований.
4.2. Экспериментальная установка вибрационного измельчения
4.3. Результаты экспериментов и их обработка
4.4. Оценка погрешностей измерений
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
5.1. Технологическая линия измельчения зерна
5.2. Методика и результаты испытаний
5.3. Методика, расчета и проектирования вибрационной дробилки
6. ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ВИБРАЦИОННОЙ ДРОБИЛКИ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА


Ускоряется удаление скапливающейся между кусками мелочи, уменьшая тем самым потери энергии и устраняя переизмельчение, характерные для других вариантов разрушения в слое. Изучение прочностных характеристик и физико-механических свойств материалов приобретает важное значение при выборе способа измельчения и машины, осуществляющей разрушение. Одновременно обзор существующих способов измельчения показал, что наиболее эффективным является вибрационное разрушение материалов. Зерно разных культур имеет различную форму, заметно отличающуюся друг от друга. Для пшеницы и ржи характерна вытянутая форма с продольной бороздкой, которую можно считать вытянутым эллипсоидом вращения. Сферическую форму имеют зерна проса, сорго, гороха, сои. Зерно кукурузы имеет и трапецеидальную и почти сферическую форму. Зерно гречихи по форме близко к тетраэдру. В результате изменяются и значения V - объем, Б- площадь внешней поверхности, Ф - сферичность и Ч/? Эффективность технологического процесса тем выше, чем меньше различаются показатели геометрической характеристики частиц зернового материала. Они определяют процессы измельчения и шелушения зерна, шлифования крупы, выход и качество продуктов дробления, расход энергии на эти операции. Основными характеристическими показателями механических свойств материалов служат их прочность и твердость (микротвердость). Прочность определяет способность материала сопротивляться разрушению (измельчению). Для оценки ее используют различные меры: предел текучести, временное сопротивление, предел прочности. Предел прочности б представляет собой такое напряжение, выше которого материал разрушается практически мгновенно. Его величина зависит от вида деформации, так как сопротивляемость растяжению, сжатию, сдвигу, срезу, кручению у каждого материала различна //. Д. Гончарова //. При достижении закритических значений напряжений зерно разрушается, кривые разрушения приведены на рис. Изображение кривых для наглядности упрощено, в эксперименте переход между первым и вторым участками происходит не столь резко, а второй участок представляет собой плавную кривую. С увеличением влажности снижаются упругие и развиваются пластические свойства зерна. Если зерно содержит влаги % и меньше, то оно ведет себя как совершенно хрупкое тело, вплоть до разрушения. Переход от сухого состояния к влажному повышает относительную деформацию и снижает предел прочности и условно-мгновенный модуль упругости. Влияние влажности на предел прочности зерна пшеницы двух типов приведено на рис. Наиболее заметное снижение предела прочности происходит в области . Под влиянием влажности уменьшаются упругие и возрастают пластические свойства зерна. Рис. Кривые разрушения зерна пшеницы при сжатии: 1-$, 2-$, 3-$, 4-$ влажности. Рис. Влияние влажности на предел прочности зерна пшеницы двух типов. И. А. Наумов в работе // предложил использовать понятие "сопротивляемости зерна измельчению" П (кДж/м ), т. П = А / л? А - работа разрушения (измельчения); дИ - вновь образованная поверхность материала при измельчении. Сопротивляемость зерна измельчению представляет собой удельную работу образования единицы площади внешней поверхности частиц в результате разрушения материала. Сопротивляемость зерна пшеницы измельчению увеличивается при влажности . Это связано с развитием пластических свойств зерна в данной области, а также с явлением релаксации и ползучести, сопровождающих механически напряженное состояние зерна и отражающих особенности его структуры и свойств //. Прочность зерна с уменьшением крупности повышается, что является следствием размерного эффекта, а также повышением относительного содержания оболочек. В своих исследованиях Ф. Адра /3/ установил, что у зерна пщеницы крупной фракции условный предел прочности равняется 7. МПа, а для зерна мелкой фракции он повышается до 9. МПа. Прочность зерна и работа измельчения зависят от многих факторов. Существенное значение имеет скорость нагружения, особенно для зерна повышенной влажности, у которого заметно проявляются пластические свойства. На рис. Из графика видно, что существует оптимальная скорость измельчения зерна, при которой затраты энергии оказываются минимальными.