МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

ПОЛОГОВИЧ Анатолій Іванович

УДК 621.926.6 (088.8)

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ І РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЙ

БАГАТОКАМЕРНИХ ЩОКОВИХ ДРОБАРОК НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇ

Спеціальність 05.05.06 — гірничі машини

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеню

кандидата технічних наук

Дніпропетровськ

1999

Дисертація є рукописом

Робота виконана в Національній гірничій академії України

Міністерства освіти України

Науковий керівник : | доктор технічних наук, академік АІН, професор

ФРАНЧУК Всеволод Петрович,

завідувач кафедри гірничих машин Національної гірничої академії України Міністерства освіти України

Офіційні опоненти: | доктор технічних наук, професор

ШТЕПА Валерій Петрович, доктор технічних наук, професор кафедри будівельних і шляхових машин Придніпровської державної академії будівництва і архітектури Міністерства освіти України

кандидат технічних наук, доцент

Кириченко Віталій Іванович, доцент кафедри електропривода Національної гірничої академії України Міністерства освіти України

Провідна установа | Донецький державний технічний університет Міністерства освіти України, кафедра гірничих машин

Захист дисертації відбудеться 6 жовтня 1999 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.06 по захисту дисертацій при Національній гірничій академії України, (320027, м. Дніпропетровськ, пр. Карла Маркса, 19).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національної гірничої академії України за адресою: 320027, м. Дніпропетровськ, пр. Карла Маркса, 19, тел. 47-24-11)

Автореферат розісланий 5 вересня 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук |

Анциферов О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією із найважливіших проблем, які стоять перед людством в сучасну годину, і в озираному майбутньому, з’являється паливно - енергетична. Тому створення ресурсозберігаючих технологій і конструкцій дробарок, знижуючих затрати на дрібнення і здрібнення матеріалів є завдання актуальне. Це підтверджує актуальність праць, зв’язаних з удо-сконаленням дробарок і необхідністю пошуку їх нових ефективних конструктивних схем.

Але цей процес супроводжується, як правило, змінюванням розмірів здрібнюючих органів дробарок і займаних ними виробничих площ. При цьому збільшення розмірів дробарок допустимо тільки до меж, обумовлених технологічністю конструкції, умовами їх виготування і експлуатації.

Тому одним із перспективних направлень удосконалення дробарок є створення багатокамерних дробарок з ярусним розміщенням одна під другою роздільними камерами дрібнення, дозволяючих змінювати розмір своєї продуктивності без змінювання розмірів їх здрібнюючих органів і займаних ними виробничих площ. У зв’язку з цим, слід відмітити, що відсутній експериментальний матеріал з дослідження поведінки їх здрібнюючих органів і здрібнючого матеріалу в їх здрібнюючих порожнинах. Крім того, слід відмітити, що серед методів збільшення ефективності роботи дробарок питання ущільнювання технологічного завантаження самою дробаркою в процесі находження його в здрібнюючі порожнечі не мають однозначної відповіді .

Тому обгрунтування параметрів і розробка конструкцій, зараховуваних до цієї групи машин, багатокамерних щокових дробарок неперервної дії, які відрізняються ярусним розміщенням одна під другою роздільними вібрацій-ними щоково-конусними камерами дрібнення із загальними для них вертикальними камерами завантаження і розвантаження є актуальною темою.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Подана робота є частиною комплексних наукових досліджень, виконаних по темі “Розробка теоретичних основ процесів примусово-динамічного самоздрібнення матеріалів”, здійснених за планом “НДР НДіПКІ” при КГМІ (1990 р.) в рамках Постанови ДКНТ СРСР № 402 від 28.07.83 р.

Мета роботи полягає в обгрунтуванні параметрів і розробці конструкцій дробарок, які забезпечують підвищення продуктивності і ефективності їх роботи без збільшення розмірів їх здрібнюючих органів (ЗО) і займаних ними виробничих площ (ВП).

Ідея роботи полягає в тому, що при розробці методики визначення розрахункової масової продуктивності багатокамерної щокової дробарки (БЩД) неперервної дії (НД) ураховується ступінь ущільнення початкового роздрібнюваного матеріалу (РМ) в її камері завантаження перед його перевантаженням в її здрібніючі порожнечі (ЗП). При цьому конструктивно ідея реалізується за допомогою компонування в дробарці поярусно одна під другою роздільних вібраційних щоково–конусних камер дрібнення (ЩККД) із загальними для них камерами завантаження (КЗ) і розвантаження (КР):

Для досягнення поставленої мети в дисертації вирішуються наступ-ні наукові завдання:

1.Дослідження характеру руху сипкового матеріалу у порожнечі цілі-ндричної КЗ з днищем при примусовому його витіканні через щілини між поярусно розміщуваними одна під другою вертикальними роздільними її кільцевими стінками, коливальними в горизонтальному напрямку; виявлення впливу насипної щільності сипкового матеріалу на характер руху його грудок і частинок в її порожнечі.

2.Створення фізичної моделі БЩД НД, яка відрізняється ярусним розміщенням одна під другою роздільними вібраційними ЩККД із загаль-ними для них вертикальними КЗ і КР; визначення параметрів вібраційних ЩККД.

3.Визначення закономірностей взаємодії 30 вібраційної ЩККД, обгру-нтування принципів її побудування із урахуванням забезпечення їх поя-русного розміщення одна під другою при компонуванні конструкції БШД НД.

4.Визначення впливу на масову продуктивність і ефективність роботи БЩД НД ступені ущільності РМ в її КЗ перед його перевантаженням в ЗП її ЩККД із урахуванням їх кількості.

5.Створення БЩД НД блочно–модульної конструкції і визначення ступені можливого впливу на економію конструктивних матеріалів кількості в ній вібраційних ЩККД при її виготуванні.

6.Запропонувати рекомендації і конструктивні рішення для практи-чного використання результатів дослідження БЩД НД і інженерну методику розрахунку її масової продуктивності із урахуванням раціональних пара-метрів її ЩККД.

Наукові положення, що виносяться на захист:

1. Масова продуктивність щокових дробарок в значній ступені залежить від насипної ущільності РМ.

2. Величина насипної ущільності початкового РМ збільшуеться за допо-могою вібраційного ущільнення його в КЗ БЩД НД безпосередньо перед перевантаженням його в ЗП її ЩККД. Зазделегідне ущільнення сухого сипкого початкового грудкового РМ в окремо розташованій ущільнювальній установці перед його перевантаженням в ЗП дробарки за допомогою перевантажуючого улаштовання неефективно тому, що величина насипної ущільності сипких матеріалів наближається в становищі спокою до свого максимального значення, а при його посуванні наближається до свого мінімального значення.

3.Зусилля роздрібнювання при робочому ходу 30 не є постійною величиною, а коливається в значних межах в залежності від ступені запов-нення крихким грудковим РМ ЗП камери дрібнення (КД) і неоднаковій твер-дості окремих грудок шару початкового РМ. Це тягне при зруйнуванні РМ утрату потужності, величина якої прямо пропорційна величині роботи, затра-ченій на здрібнення, і кількості коливань 30.

4.Основний концептуальний принцип створення БШД НД блочно-модульної конструкції полягає в тому, що задана на стадії проектування машини її продуктивність може бути забеспечена ярусним розміщенням одна під другою роздільними вібраційними ЩККД із загальними для них верти-кальними КЗ і КР без змінювання розмірів її 30 і займаної нею ВП.

Наукова новизна роботи полягає в:

1.Внаслідок виконаного фізичного аналізу закономірності руху сипкого матеріалу при проходженні через порожнечу ціліндричної КЗ з днищем при примусовому його витіканні через щілини між поярусно розміщуваними одна під другою вертикальними роздільними її кільцевими стінками, коливаль-ними в горизонтальному напрямку, виявлено, що величина щільності грудок і часток по вертикальному січенню її порожнечі збільшується по висоті від засипного отвору до днища.

2.Установлені умови режиму роботи і закономірності взаємодії 30 ШККД із урахуванням забезпечення можливості їх поярусного розміщення одна під другою при компонуванні конструкції БШД НД дозволили сформулювати положення і дати математичні залежності по визначенню їх технічних характеристик.

3.Вперше встановлені залежності для визначення продуктивності БШД НД від вількості в неї ШККД із урахуванням ступені ущільності початкового РМ, які дозволили виявити шляхи збільшення ефективності її роботи в 1,14 разів і продуктивності в 1,17 разів без змінювання розмірів її 30 і займаної нею ВП.

4.Встановлені залежності змінювання ступені можливого впливу на економію конструктивних матеріалів при блочно - модульному компонуванні конструкції БШД НД від кількості в ній ШККД, які дозволили виявити при заміні, наприклад, трьохкамерною щоковою дробаркою НД трьох однокамерних з однаковими по продуктивності, формі і розмірам ШККД економію конструктивних матеріалів, яка складає 42% від сумарної маси трьох однокамерних таких самих щокових дробарок, при одночасному зменьшенні займанної ними ВП у три рази.

5.Створена нова інженерна методика розрахунку продуктивності БШД НД, що дозволяє на підставі технічних характеристик її КД визначити її раціональні конструктивні параметри. Запропоновані рекомендації для практичного використання результатів дослідженя БШД НД в процесі випробування гірничорудної сировини, при розробці на основі її схеми технічних пропозицій по створенню технологічного устаткування для перероблення сипких матеріалів, при розробці дослідної БШД НД блочно – модульної конструкції, використовуваній в навчальному процесі.

Наукове значення роботи полягає в експериментальному і теоретичному обгрунтуванні параметрів і виявленні способів збільшення продуктивності і ефективності роботи БШД НД без змінювання розмірів її 30 і займаної нею ВП, в розробці інженерної методики розрахунку величини масової продуктивності її конструкцій, які відрізняються ярусним розміщенням одна під другою її ЩККД, а також в установленні залежностей взаємодії її 30.

Практичне значення роботи полягає в створенні нової ресурсозберігаючої БЩД НД блочно – модульної конструкції із ярусним розміщенням одна під другою роздільних вібраційних ЩККД і інженерної методики розрахунку її масової продуктивності, що дає можливість із достатньою для інженерної практики точністю і повнотою виконувати розрахунки її параметрів. Багато результатів подано у вигляді формул, таблиць і графіків, що дозволяє іх використовувати безпосередньо у проектній практиці і навчальному процесі.

Вірогідність результатів виконаних досліджень, наукових положень, висновків і рекомендацій, сформульованих у дисертації, визначається: коректністю поставленних завдань на кожному етапі роботи; використанням апробованих методів і методик проведення досліджень та обробки дослідних даних, експериментальних установок, метрологічно повірених приладів; задовільною збіжністю результатів експерименту на моделі, розрахунків і натурних досліджень (відхилення складає в середньому 9% при надійності 0,95); зіставленні рішень характерних завдань із даними теоретичних досліджень, виконаних другими авторами; апробацією результатів дослід-жень при розробці варіантів конструкцій дробарок. Поставлена мета досягнена на основі застосування комплексного підходу, що містить натурні випробування і експерименти на моделі із використанням методів моделювання, розрахунки із використанням методів фізики здріблення, механіки насипних метеріалів і гірських порід.

Реалізація висновків і рекомендацій. Основні результати роботи використані при виконанні науково-дослідої роботи “Розробка теоретичних основ технічних пропозицій і досліджень експериментальних зразків машин примусово-динамічного самоздрібнення і технологічних комплексів на їх основі” (№ ГР 0290.054648), в навчальному процесі, при розробці спробного експериментального зразка БЩД НД блочно - модульної конструкції і в розробці на основі її схеми технічних пропозицій по створенню технологічного устаткування для перероблення сипких матеріалів.

По результатам випробувань готового продукту БЩД НД рекомендована для використання на підприемствах по видобуванню і переробці руд спільно із улаштуванням подрібнення проб до порошкоподібного становища, одне з котрих, розроблене із участю автора, упроваджено на Макіївському металургійному комбінаті із річним економічним ефектом 50 тис. крб. (в цінах на 01.01.1991р.). Модель “Багатомерна щокова дробарка неперервної дії” використана у навчальному процессі при навчанні студентів і виконанні ними дипломних проектів.

Декларація конкретного особистого внеску автора в розробку наукових результатів, що виносяться на захист, містить: формування наукових завдань досліджень, теми, мети і основної ідеї роботи та наукових положень; постановку і розв’язок основних завдань досліджень на основі розробки математичних і фізичних моделей БЩД НД. Усі теоретичні і експериментальні дослідження виконані за безпосередньої участі автора.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи повідомлені на Всесоюзній науково-практичній конференції “Комплексне освоєння техногенних місценароджень” (Челябінськ, 1990), на 5 Всесоюзній науковій конференції “Механіка сипких матеріалів” (Одеса, 1991), на тех-нічній нараді у відділі головного конструктора гірничорудного устаткування АВ “Новокраматорський машинобудівний завод” (Краматорськ, 1992, 1996, 1997), на I Всесоюзній нараді з ренгеноспектрального аналізу ( Орел, 1986).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 19 друкованих робіт, в тому числі 4 статті в провідних фахових виданнях, 2 в збірниках наукових конференцій і отримано 7 авторських свідоцтв на винахід.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 220 найме-нувань та додатків; включає 148 сторінок машинописного тексту, 60 рисунків, 11 таблиць.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і завдання досліджень, приведені основні результати і положення, які подаються автором до захисту.

В першому розділі проведений аналіз специфічних особливостей БЩД, обмежуючих їх технологічні можливоті. Розглянуті особливості конструкцій і схем дії БЩД, їх стан і перспективи розвитку, а також проведений огляд методів розрахунку параметрів їх КД. Відмічено, що масова продуктивність щокових дробарок, особливо при дрібненні кусків в шару, в значній ступені залежить від насипної ущільності РМ. Це пояснюється тим, що при зближуванні 30 маса кускового РМ у початковій стадії ущільнюється, на що потрібні додаткові коливання 30 і витрати енергії. Разом з тим зазначено, що зазделегідне ущільнення сухого сипкового початкового кускового РМ в окремо розташованій ущільнювальній установці перед його перевантаженням в ЗП дробарки за допомогою перевантажуючого улаштування неефективно тому, що величина насипної ущільності сипких матеріалів наближається в становищі спокою до свого максимальго значення, а при його посуванні наближається до свого мінімального значення.

На основі аналізу доступних літературних джерел можно зробити достатньо виважений висновок, що серед методів збільшення продуктивності і ефективності роботи дробарок без збільшення розмірів їх 30 і займаних ними ВП питання ущільнювання технологічного завантаження самою дробаркою в процесі находження його в її ЗП вивчені недостатьньо і поки що не мають однозначної відповіді. Отже, необхідно дослідити умови, при яких є можливість успішного впровадження в практику методу збільшення ступені ущільнювання початкового РМ самою дробаркою за допомогою поєднання в одній конструкції послідовно розміщених ущільнювальної і здрібнюючої камер.

У зв’язку з зазначеним зроблений висновок, що обгрунтування параметрів і розробка конструкцій дробарок, які забеспечують підвищення продуктивності і ефективності їх роботи без збільшення розмірів їх 30 і займаних ними ВП є актуальною науковою проблемою і завданням великої практичної ваги. Для вирішення постановленої проблеми сформульовані завдання дисертаційної роботи.

У другому розділі наведені результати експериментальних і теоретичних досліджень, що дозволили створити фізичну модель БШД НД, схема котрої показана на рис. 1 і яка відрізняється ярусним розміщенням одна під другою роздільних вібраційних ЩККД 1 із загальними для них вертикальними КЗ 2 і КР 3. Схема БЩД (рис.1) включає такі послідовні технологічні операції, як вібраційне ущільнення початкового РМ в її КЗ і його перевантаження із різною насипною щільністю для дрібнення в розміщені поярусно одна під другою роздільні ЩККД, що мають однакові роз-міри 30 4 і об’ємні продуктивності і сполучені своїми розвантажувальними щілинами із загальними для них КР 3. Розроблений метод компонування ЩККД в єдину систему в конструкції БЩД (рис.1) дозволяє змінювати розмір продуктивності БЩД без змінювання розмірів 30 4 і займаної нею ВП. Отже розробка таких БЩД вимагае встановлення залежності поміж насипною щільностю РМ, кількостю в ній ЩККД і її продуктивністю. Установлені умови режиму роботи і закономірності взаємодії 30 вібраційних ЩККД із урахуванням їх коливання в горизонтальному напрямку уздовж взаємно перпендикулярних вертикальних площин. Сформульовані положення і надані математичні залежності по визначенню технічних характеристик ЩККД із урахуванням забезпечення можливості їх поярусного розміщення одна під другою при компонуванні конструкції БЩД НД. Це дозволило виявити наступне:

а) шляхом опрацювання ре-зультатів фізичного аналізу закономірності руху сипкого матеріала при проходженні його через порожнечу КЗ при примусовому його ви-тіку з неї, виявлено, що ве-личина насипної щільності кусків при їх вібраційному ущільнюванні по вертикаль-ному січенню порожнечі КЗ збільшується по висоті від засипного отвору до її дни-ща (рис. 2);

б) в ЗП ЩККД можливе руйнування кусків РМ стис-ненням і згином, зрушенням в результаті поперечного зміщення її ЗО 1 і 2 (рис. 3) один відносно другого в горизонтальному напрямку, а при дрібненні кускового РМ в ЩККД її 30 діють на його куски не тільки роздав-люванням, але і застосуван-ням дотичних стираючих сил (рис.3).

Внаслідок врахування цих сил одержуємо залежність, яка описує зв’вязок між силою роздавлювання Ру і дотичною стираючою силою Рт

(1)

де f – коефіцієнт тертя щоки по куску; Г – кут між напрямками сил Ру і нормальної реакції РN зі сторони куска в точці контакту його з 30 1 (рис. 3).

Визначено, що процес руйнування в ЩККД за допо-могою тертя забезпечує висо-кий вміст дрібних класів і володіє порівняно малою енергоємкістю для початко-вого РМ, що потрапляє на дрібнення. Показано, що дріб-нення РМ в ЩККД, яке за-безпечує не тільки стиснен-ня і дотичне стирання, але і ударяюче руйнування, збіль-шує ефективність її роботи.

В результаті проведених досліджень було встановлено, що ярусне розміщення одна під другою роздільних вібра-ційних ЩККД їх загальними для них КЗ і КР дозволяють змінювати об’ємну продук-тивність БЩД НД прямо пропорційно їх кількості без змінювання розмірів її ЗО і займаную нею ВП.

У третьому розділі шляхом теоретичного дослід-ження впливу ступені ущіль-ності шару кускового РМ в ЩККД на ефективність її роботи встановлено, що при її роботі в режимі дрібнення в шару сухого насипного дрібнокускового РМ, який складається із кусків, самий великий із котрих має розмір

меньше максимального розміра захватного куска, великий вплив на продуктивність БЩД і ефективність процесу дрібнення в її ЗП учиняють насипна щільність шару РМ і дірчатість його кусків. Тоді класична діаграма напруження, яка відноситься до випадку роздавлювання однорідних зразків у результаті чистого тиснення, при роздавлюванні неоднорідного по насипній щільності шару РМ і дірчатих його зразків може бути зображена на рис.4 у слідуючому виді. Але при тисненні такого РМ деформація його зразка учиняється послідовно здійснюваними ущільнювальними і руйнуючими тисненнями. Отже елементарна робота сил пружності зразка неоднорідного РМ може бути визначена по залежності

(2)

де В - межа міцності при стисканні; F1 і F2 – площа поперечного січення відповідно ущільнювальної і руйнуючої частинок зразка; da1 і da2- – безмірно малі укорочення відповідно ущільнювальної і руйнуючої частинок зразка.

У результаті перетворень (2) отримаємо залежність для визначення повної роботи сил пружності зразка шару неоднорідного по насипній щільності кускового РМ

(3)

де V01 і V02 – начальні об’єми відповідно ущільнювальної і руйнуючої частинок зразка при тисненні; E1 і E2 - модуль Юнга відповідно ущільнювальної і руйнуючої частинок зразка; A1 і А2 – величини робіт, затрачених відповідно на ущільнення і дрібнення РМ.

У зв’язку з зазначеним (3) зроблений висновок, що загальна потрібна потужність N при цьому дорівнює сумі потрібних потужностей на ущіль-нення N1 і руйнування N2 в ЩККД шару РМ, складаємого із кусків однакового розміра, і дозволяє отримати для її визначення наступну залежність

(4)

де n1 і n2 кількість оборотів вала дебаланса відповідно при ущільненні і дрібненні шару кусків РМ; - коефіцієнт корисної дії привода вала дебаланса.

Встановлено, що без урахування других факторів збільшення ефективності дрібнення кускового РМ в неоднорідному шару можливе за рахунок збільшення швидкісті руху 30 і підвищення заповнення кусками РМ ЗП ЩККД. При цьому із виражень (3) і (4) можна визначити, що найбільш раціональним методом зменьшення утрати потужністі при дрібненні в неоднорідному шару сухого сипучого дрібнокускового РМ є застосування засобу зазделегідного ущільнення його перед перевантаженням в ЗП ЩККД.

Для дослідження впливу змінювання ступені ущімлювання РМ на масову продуктивність БЩД НД був розроблений і виготовлений експери-ментальний стенд і застосувана вимірювальна апаратура, а також розроблено методику проведення експериментальних досліджень. Конструктивна схема БЩД НД у двухкамерному варіанті показана на рис. 5, а її загальний вигляд у трьохкамерному варіанті – на рис. 6.

Визначений основний концептуальний принцип створення БЩД НД блочно-модульної конструкції, який полягає в тому, що задана на стадії проектування машини її продуктивність може бути забеспечена розміщенням одна під другою роздільних вібраційних ЩККД 1 (рис.5 і 6) в єдину систе-му в одній дробарці за допомогою компонування її конструкцїї із окремих конструктивно закінчених уніфікованих вузлів 2. В вузлах 2 змонтовані штанги 3, 30 4 і привод 5, якого муфта 6 з’єднує з електродвигуном 7, змонтованим на основі 8. КЗ 9 має бункер 10, а КР 11 – випускне улаштування 12.

В результаті проведених досліджень були встановлені показники технології дрібнення щебеню розміром 25 мм в БЩД НД за один прохід за ширини розвантажувальної щілини розміром 8 мм, які приведені в табл.1.

Таблиця -Показники технології дріблення РМ

Масова частка класа, мм,% | н, Т/М3 | Ку | Qp, Т/Г | QФ, Т/Г | N, кВт | Eп,

кВтг/т

+2,5 | -2,5 +1,0 | -1,0

+0,05 | -0,05

Модель однокамерної БЩД НД

0,37 | 11,06 | 88,55 | 0,02 | 1,21 | 1 | 1,17 | 1,17 | 3,08 | 2,69

Дослідний зразок однокамерної БЩД НД

0,31 | 10,89 | 88,77 | 0,03 | 1,26 | 1,04 | 1,22 | 1,23 | 3,24 | 2,63

Дослідний зразок двухкамерної БЩД НД

0,24 | 8,42 | 90,16 | 1,18 | 1,39 | 1,15 | 2,69 | 2,83 | 6,6 | 2,34

Дослідний зразок трьохкамерної БЩД НД

0,19 | 7,13 | 91,25 | 1,46 | 1,42 | 1,17 | 4,12 | 4,33 | 9,86 | 2,28

н – насипна щільність РМ; Ку – коефіцієнт ущімлення РМ:

QP і QФ – розрахункова і фактична відповідно продуктивність БЩД;

N- потрібна потужність; Еп – питомі енергозатрати.

За допомогою повного факторного експеримента отримана математична модель у вигляді рівняння регресії досліджуваного процесу дрібнення РМ в БЩД НД із багатоярусним розміщенням 30 і ЩККД, в якій її масова продуктивність залежить від насипної щільністі РМ і кількості в ній ЩККД.

Розроблена інженерна методика розрахунку масової продуктивності БЩД НД. Обгрунтований взаємозв’язок між насипною щільністю шару РМ, кількістю поярусного розміщенних в ній ЩККД і її масовою продуктивністю. На основі опрацювання експериментальних даних отримана статистично вірогідна математична залежність для визначення її масової продуктивності за допомогою упровадження поправки на максімально досяжну вібраційним ущільненням величину насипної щільністі початкового РМ, яку можно для практичних розрахунків запропонувати у вигляді

(5)

де Q – масова продуктивність БЩД НД; QV1 – об’ємна продуктивність ЩККД; н – насипна щільність початкового РМ; n – кількість додаткових проміжних поярусно розміщенних ЩККД; Ку – коефіцієнт ущільнення РМ.

В результаті опрацювання експериментальних даних отримані графічні ілюстрації у вигляді стовпчикових діаграм змінювання ступені впливу на фактичну продуктивність (рис.7) і енергозатрати (рис.8) БЩД НД в залежності від величини ступені ущільності РМ, який надходить в ЗП її ЩККД ( в відносних одиницях). Виявлені путі збільшення ефективності роботи БЩД НД в 1,14 разів і її продуктивності в 1,17 разів без змінювання розмірів ЗО і займаної нею ВП.

У четвертому розділі виконані експериментальні дослідження техно-логічних показників БЩД НД блочно–модульної конструкції в режимі дрібного дріблення із різними фізико-механічними характеристиками. Роз-роблений метод будування блочно-модульної конструкції БЩД НД за допомогою компонування її конструкції із окремих конструктивно закінчених уніфікованих вузлів (см. рис. 5 і 6 ).

За результатами експериментів розроблена інженерна методика визначення маси конструкії БЩД НД в залежності від кількості в ній ЩККД у вигляді

mМД = mОД + Кпу mпу , (6)

де mМД – маса конструкції БЩД НД; mод – маса конструкції однокамерної БЩД НД; Кпу – коефіцієнт, який ураховує кількість окремих проміжних уніфікованих вузлів ЗО, що утворюють ЩККД; mпу - маса окремого проміжного конструктивно закінченого вузла ЗО.

В результаті опрацювання експериментальних даних отримана графічна ілюстрація у вигляді стовпчикової діаграми змінювання ступені можли

По результатам визначення впливу параметрів здрібнення залізорудних матеріалів на результати контроля їх складу із участю автора розроблені улаштування подрібнення проб, одне із котрих упроваджено на Макіївському металургійному комбінаті із річним економічним ефектом 50 тис. крб. (в цінах на 01.01.1991р.). Визначена оцінка можливого використання продукта БЩД НД, яка дозволяє дрібнити руду в одну стадію від 25 до 0,1мм, у процесі випробування для дрібнення проб руд і продуктів їх переробки при аналітичному визначенні їх складових частин.

У п’ятому розділі запропоновані рекомендації для практичного використання результатів дослідження БЩД НД в процесі випробування гірничорудної сировини, упроваджені у проектну практику при розробці на основі її схеми технічних пропозицій по створенню технологічного устаткування для перероблення сипких матеріалів, при розробці спробного експериментального зразка БЩД НД блочно–модульної конструкції, використуваній в навчальному процесі. Створена нова інженерна методика розрахунку продуктивності БЩД НД, що дозволяє на підставі технічних характеристик її камер дрібнення визначити її раціональні конструктивні параметри. Модель “Багатокамерна щокова дробарка неперервної дії” використана у навчальному процесі при навчанні студентів і виконанні ними дипломних проектів.

В И С Н О В К И

В дисертації, яка є закінченою науково-дослідною роботою, наведені науково обгрунтовані розробки, спрямовані на вирішення актуального завдання зниження матеріальних і енергетичних затрат на дрібнення і здрібнення матеріалів шляхом обгрунтування параметрів і розробки ресур-созберігаючих конструкцій багатокамерних щокових дробарок неперервної дії.

Основні результати роботи полягають:

1. Внаслідок виконаного фізичного аналізу закономірності руху сипкого матеріала при проходжені через порожнечу ціліндричної камери заван-таження з днищем при примусовому його витіканні через щілини між поярусно розміщуваними одна під другою вертикальними роздільними її кільцевими стінками, коливальними в горизонтальному напрямку, виявлено, що величина насипної щільності кусків і частинок по вертикальному січенню її порожнечі збільшується по висоті від засипного отвору до днища.

2. Створена на основі аналізу фізичної моделі багатокамерна щокова дробарка неперервної дії блочно-модульної конструкції відрізняється ярусним розміщенням одна під другою роздільними вібраційними щоково - конусними камерами дрібнення із загальними для них вертикальними камерами завантаження і розвантажування, що дозволяє збільшувати продуктивність і ефективність її роботи без збільшення розмірів здрібнюючих органів і займаної нею виробничій площі.

3. Установлені умови режиму роботи і закономірності взаємодії здріб-нюючих органів щоково-конусних камер дрібнення із урахуванням забезпечення можливості їх поярусного розміщення одна під другою при компонуванні конструкції багатокамерної щокової дробарки неперервної дії дозволили сформулювати положення і дати математичні залежності по визначенню їх технічних характеристик.

4. Експериментально встановлені залежності для визначення продук-тивності багатокамерної щокової дробарки неперервної дії від кількості в неї щоково – конусних камер дрібнення із урахуванням ступені ущільності початкового роздрібнюваного матеріалу, які дозволили виявити путі збільшення ефективності її роботи в 1,14 разів і продуктивності в 1,17 разів без змінювання розмірів її здрібнюючих органів і займаної нею виробничій площі.

5. В результаті аналізу конструктивних параметрів багатокамерної що-кової дробарки неперервної дії виявлено, що блочно-модульне компонування її конструкції дозволяє одержати при заміні, наприклад, трьохкамерною щоковою дробаркою неперервної дії трьох однокамерних з однаковими по продуктивності і розмірам щоково-конусними камерами дрібнення економію конструктивних матеріалів, яка складає 42% від сумарної маси трьох однокамерних щокових дробарок неперервної дії, при одночасному змен-шенні займаної ними виробничій площі у три рази.

6. Розроблена інженерна методика визначення продуктивності багато-камерної щокової дробарки неперервної дії дозволяє на підставі технічних характеристик її камер дрібнення визначити її раціональні конструктивні параметри. Розроблені рекомендації для практичного використання багатокамерної щокової дробарки для переробки і випробування гірничорудної сировини і при розробці експериментальної багатокамерної щокової дробарки неперервної дії блочно-модульної конструкції, використовуваній в навчальному процесі.

Результати дисертації відображені у 19 публікаціях, а основні її положення опубліковані у наступних роботах:

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

07.09.92, Бюл. № 33. – С. 72-73.

1.

1.

1.

У роботах, написаних у співавторстві, дисертантові належить: в [1] – експериментальне дослідження ступені впливу параметрів здрібнення залізорудних матеріалів на результати аналізу їх сполуки і розробка улаштування доздрібнення зарнистих проб; в [2] - аналітичний огляд досліджень, отримання й обгрунтування залежності економії конструктивних матеріалів від кількости щоково-конусних камер дрібнення в багатокамерній щоковій дробарці неперервної дії блочно-модульної конструкції; в [3] - розробка моделі багатокамерної щокової дробарки неперервної дії, отримання і обгрунтування залежностей ефективності її роботи від кількости в ній щоково - конусних камер дрібнення; в [4] – розробка математичної моделі багатокамерної щоково - конусної дробарки блочно-модульної конструкції; в [5] – дослідження впливу часток на результати аналізу і розробка улаштування пробоприготування.

А Н О Т А Ц І Я

Пологович А.І. Обгрунтування параметрів і розробка конструкцій багатокамерних щокових дробарок неперервної дії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.06–Гірничі машини.–Національна гірнича академія України, Дніпропетровськ, 1999.

Дисертацію присвячено обгрунтуванню нового напрямку поліпшення багатокамерних щокових дробарок. В роботі наведені науково обгрунтовані розробки, спрямовані на вирішення актуального завдання зниження матеріальних і енергетичних затрат на дрібнення і здрібнення матеріалів шляхом обгрунтування параметрів і розробки ресурсозберігаючих кон-струкцій багатокамерних щокових дробарок неперервної дії. В роботі досліджується створена ресурсозберігаюча богатокамерна щокова дробарка

неперервної дії блочно - модульної конструкції, яка відрізняється ярусним розміщенням одна під другою роздільних вібраційних щоково–конусних камер дрібнення із загальними для них вертикальними камерами завантаження і розвантажування,що дозволяє збільшувати продуктивність і ефективність ії роботи без збільшення розмірів здрібнюючих органів і займаної нею виробничій площі.Встановлено, що збільшення в її камері завантаження ступені ущільності початкового роздрібнюваного матеріалу дозволяє збільшити ефективність її роботи в 1,14 разів і продуктивність в 1,17 разів без змінювання розмірів її здрібнюючих органів. Виявлено, що блочно-модульне компонування трьохкамерної щокової дробарки дозволяє отримати економїю конструктивних матеріалів, яка складає 42% від сумарної маси трьох таких же однокамерних дробарок, при одночасному зменшенні займаної ними виробничій площі у три рази, Запропонована інженерна методика визначення її продуктивності і раціональних конструктивних параметрів. Розроблені рекомендації для практичного використання результатів цієї дробарки упроваджені у проектну практику при розробці на основі її схеми технічних пропозицй по створенню технологічного устаткування для перероблення сипких матеріалів.

Ключові слова: ефективність, продуктивність, компонування, багатокамерна дробарка, здрібнюючі органи, камера дрібнення, ущільність.

SUMMARY

Pologovich A. I. The substantiation of parameters and working out of constructions of multi chamber cheek crushers with continuous action. – manuscript.

Thesis for scientific olegree candidate of technical science at the speciality 05.05.06 – mining machines. – national mining Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, 1999

The thesis is devoted to the substantiation of a new direction in improving multy chamber cheek crushers. In the given thesis the created recouce-save multy chamber cheek crusher with continuous action of the bloc-module construction is invistigated. This crusher is differ from others by the level placing one under the other of the separate cheek-cone chambers of crushing with the same dimensions with common for them the vertical chambers of loading and unloading. All these allowed to increase productivity and efficiency of its work without increasing the dimensions of crusher organs and occupied by them the production area. It is proved increasing of degree of condensation of initial crushing material in its chamber of loading allows to increase efficiency of its work in 1, 14 times and productivity in 1, 17 times without changing of dimensions of its organs of crushing.

It is determined the bloc- module awanging of the three-chambers cheek crusher allows to save on construction materials which make up 42 % from the total mass of the same three one-chamber crushers at simultaneous decreasing of production area occupied by them in three times. The eleborated engineer methods of calculation of productiviti of multy chambers cheek crusher with continuous action, allowing on the base of its technical characteristics to determine its rational constructive parameters is suggested. Recommendations for practical use of investigations’results of this crusher during working out on its base technical offers for creation of equipment for processing dry substances and experimental multy chamber cheek crusher with continuous action of bloc-module construction using in teaching process have been worked out.

Key words: efficiency, productivity awanging, multy chambers crucher, crush organ, chambers of crushing condensation.

АННОТАЦИЯ

Пологович А.И. Обоснование параметров и разработка конструкций многокамерных щековых дробилок непрерывного действия. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.06 - Горные машины - Национальная горная академия Украины, Днепропетровск, 1999.

Диссертация посвящена обоснованию нового направления совершен-ствования многокамерных щековых дробилок. В работе приведены научно обоснованные разработки, направленные на решение актуальной задачи снижения материальных и энергетических затрат на дробление и измельчение материалов путем обоснования параметров и разработки ресурсо-сберегающих конструкций многокамерных щековых дробилок непрерывного действия.

Показано, что в известных дробилках увеличение их производительности сопровождается, как правило, увеличением их дробящих органов и зани-маемых ими производственных площадей. При этом массовая производи-тельность щековых дробилок в значительной степени зависит от насыпной плотности дробимого материала, а усилие дробления при рабочем ходе дробящих органов не является постоянной величиной и колеблется в значительных пределах в зависимости от степени заполнения хрупким кусковым дробимым материалом дробящей полости камеры дробления. Это влечет при разрушении дробимого материала в слое потери мощности, которые могут быть снижены посредством вибрационного уплотнения его в камере загрузки многокамерной щековой дробилки непрорывного действия непосредственно перед его перегрузкой в дробящие полости ее щеково - конусных камер дробления.

Получены зависимости для определения производительности много-камерной щековой дробилки непрерывного действия от количества в ней щеково-конусных камер дробления с учетом степени уплотнения исходного дробимого материала, позволившие установить пути увеличения эффективности ее работы в 1,14 раза и производительности в 1,17 раза без изменения размеров ее дробящих органов и занимаемой ею производствен-ной площади.

Установлена зависимость изменения степени возможного влияния на экономию конструкционных материалов при блочно-модульной компоновке

конструкции многокамерной щековой дробилки непрерывного действия от количества в ней щеково-конусных камер дробления, позволившей получить при замене, напрмер, трехкамерной щековой дробилкой непрерывного дей-ствия трех однокамерных с одинаковыми по производительности,