blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2019-9-678-682blackmet-1400Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESВлияние механических характеристик материала струнных сит на процесс грохоченияInfluence of the mechanical characteristics of harp screen material on screening processБардовскийА. Д.BardovskiiA. D.

Доктор технических наук, профессор кафедры «Инжиниринг технологического оборудования».

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Engineering of Technological Equipment”.

Moscow

ГерасимоваА. А.GerasimovaA. A.

Кандидат технических наук, доцент, ученый секретарь кафедры «Инжиниринг технологического оборудования».

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Academic Secretary of the Chair “Engineering of Technological Equipment”.

allochka@rambler.ruКеропянА. М.KeropyanA. M.

Доктор технических наук, профессор кафедры «Инжиниринг технологического оборудования».

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Engineering of Technological Equipment”.

Moscow

БибиковП. Я.BibikowP. Ya.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Инжиниринг технологического оборудования».

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Engineering of Technological Equipment”.

Moscow

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS)Russian Federation201821102018619678682Copyright © Бардовский А.Д., Герасимова А.А., Керопян А.М., Бибиков П.Я., 20182018Бардовский А.Д., Герасимова А.А., Керопян А.М., Бибиков П.Я.Bardovskii A.D., Gerasimova A.A., Keropyan A.M., Bibikow P.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1400

В работе приведены результаты исследований по влиянию механических характеристик материала струнных сит на технологические показатели грохочения. Представлена математическая модель колебательного процесса струнных сит в зависимости от длины их свободных участков, величины технологической нагрузки и характеристик просеиваемого материала. Получены зависимости амплитуд относительных колебаний резиновых и тросовых струн от длины их свободных участков при различных значениях технологической нагрузки. В результате исследований установлено, что величина амплитуд относительных колебаний резиновых струн под нагрузкой с увеличением длины их свободных участков уменьшается, а стальных тросовых возрастает, достигая максимума при определенных значениях технологической нагрузки. Также установлено, что наличие нагрузки резко снижает величину амплитуд относительных колебаний резиновых струн, особенно в зоне безразмерных частот порядка 0,6  –  1,4g, в то время как амплитуды колебаний тросовых струн в этом диапазоне частот изменяются незначительно. Приведены сведения о резинотросовых струнных просеивающих поверхностях ячеистого типа, т.  е. струнах в виде стальных тросиков, гуммированных резиновой оболочкой, имеющей боковые разделительные выступы. Использование резинотросовых струн в качестве рабочих элементов просеивающей поверхности позволяет увеличить «живое сечение» сита за счет увеличения расстояния между опорами при сохранении высоких и устойчивых по величине амплитуд колебаний струн. Оптимизация механических характеристик материала рабочих элементов струнных сит и условий их закрепления позволяет интенсифицировать разделение грохотимого материала на фракции за счет устранения залипания просеивающей поверхности глинистыми включениями и забивания «трудными» зернами материала, а также существенно улучшить технико-экономические показатели процесса грохочения. Такие просеивающие поверхности прошли успешные промышленные испытания на ряде карьеров по производству нерудных строительных материалов при разделении щебня и гравия. Показана экономическая эффективность резинотросовых струнных сит по сравнению с проволочными ситами в технологических схемах переработки минерального сырья.

The paper presents the results of studies on the influence of mechanical characteristics of harp screen material on the technological  parameters of screening. A mathematical model of the vibrational  process of harp screens is presented depending on the length of their  free areas, magnitude of technological load and characteristics of the screened material. Dependences of the relative vibrations amplitudes  of rubber and cable strips on the length of their free areas are determined for different values of process load. As a result of the researches, it was established that the amplitude of the relative vibration of  rubber strip under load decreases with increasing length of their free  areas and for steel cable strips it increases, reaching a maximum at  certain values of process load. It was also found that presence of the  load dramatically reduces the amplitude of relative vibration of rubber  strips, especially, in the area of dimensionless frequencies of the order of (0.6  –  1.4)g, while the vibrations amplitude of cable strips vary  slightly in this frequency range. The article presents information on  rubber-cable harp screening surfaces of mesh type: strips in the form  of steel cables, rubberized with rubber cover having lateral separation  projections. The use of rubber-cable strips as working elements of the  screening surface allows to increase the “open area” of the screen due  to the increase of distance between supports while maintaining high  and stable amplitude of strips vibrations. Optimization of mechanical characteristics of the working elements material of harp screens and  conditions of their fixation allows to intensify separation of screened  material into fractions by eliminating sticking of the screened surface  with clay particles and clogging of the material with “difficult” grains, and to improve significantly technical and economic indicators of the  screening process. Such screening surface passed successful industrial tests at a number of quarries producing construction aggregates for the separation of crushed stone and gravel. Economic efficiency of the rubber-cable harp screens is presented in comparison with the wire screens in technological schemes of processing of mineral raw materials.

эластичная струнамеханические характеристики материала струнметаллические тросикиусилие предварительного натяжения струныотносительная амплитуда колебаний струнычастота колебаний короба грохотадлина свободных участков струнрезинотросовая струнная просеивающая поверхностьelastic stripmechanical characteristics of strip materialmetal cablesstrip tension forcerelative amplitude of strip vibrationsvibration frequency of the screen boxlength of free strip partsReferencesВайсберг Л.А., Картавый А.Н., Коровников А.Н. Просеивающие поверхности грохотов. Конструкции, материалы, опыт применения / Под ред. Л.А. Вайсберга. – Спб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2005. – 252 с.Vaisberg L.A., Kartavyi A.N., Korovnikov A.N. Proseivayushchie poverkhnosti grokhotov. Konstruktsii, materialy, opyt primeneniya [Sifting surfaces of screens. Constructions, materials, experience of application]. Vaisberg L.A. ed. St. Petersburg: Izd-vo VSEGEI, 2005, 252 p. (In Russ.).Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений. – М.: Недра, 1993. – 272 с.Trubetskoi K.N., Shapar’ A.G. Malootkhodnye i resursosberegayushchie tekhnologii pri otkrytoi razrabotke mestorozhdenii [Lowwaste and resource-saving technologies at the open mining]. Moscow: Nedra, 1993, 272 p. (In Russ.).Бибиков П.Я., Бардовский А.Д., Митусов П.Е., Калакутский А.В. Разработка конструкции измельчителя-классификатора для переработки слабых горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический жур нал). 2015. № 3. С. 233 – 237.Bibikov P.Ya., Bardovskii A.D., Mitusov P.E., Kalakutskii A.V. Design of classifier-grinder for the processing of weak rocks. Gornyi informatsionno­analiticheskii byulleten’ (nauchno­tekhnicheskii zhurnal). 2015, no. 3, pp. 233–237. (In Russ.).Бибиков П.Я., Бардовский А.Д., Митусов П.Е. Харитонов А.О. Агрегат для переработки слабых горных пород // Горное оборудование и электротехника. 2014. № 4. С. 24 – 28.Bibikov P.Ya., Bardovskii A.D., Mitusov P.E. Kharitonov A.O. Unit for weak rocks processing. Gornoe oborudovanie i elektrotekhnika. 2014, no. 4, pp. 24–28. (In Russ.).Ильин С. А., Коваленко В. С., Пастихин Д. В. Повышение экономической эффективности открытых горных работ // Горный журнал. 2012. № 6. С. 56 – 65.Il’in S.A., Kovalenko V.S., Pastikhin D.V. Raising the economic efficiency of opencast mining. Gornyi zhurnal. 2012, no. 6, pp. 56–65. (In Russ.).Yanik K. Bucks for belts // Pit & Quarry. 2016. Vol. 108. No. 12. P. 16 – 18.Yanik K. Bucks for belts. Pit & Quarry. 2016, vol. 108, no. 12, pp. 16–18.Буткевич Г.Р. Проблемы разработки обводненных месторождений нерудного сырья // Горный журнал. 2004. № 5. С. 27 – 31.Butkevich G.R. The problems of the development of watered deposits of non-ore raw materials. Gornyi zhurnal. 2004, no. 5, pp. 27–32. (In Russ.).Шлаин И.Б. Разработка месторождений нерудного сырья. – М.: Недра, 1985. – 345 с.Shlain I.B. Razrabotka mestorozhdenii nerudnogo syr’ya [Development of deposits of nonmetallic raw materials]. Moscow: Nedra, 1985, 345 p. (In Russ.).Wasson C. Moving Mountains // Pit & Quarry. 2015. Vol. 107. No. 9. P. 56 – 59.Wasson C. Moving Mountains. Pit & Quarry. 2015, vol. 107, no. 9, pp. 56–59.Sorensen L. Vulcan Materials Co. upgrades the Bucyrus-Erie King Midas dragline – a 25-yearold marvel // Pit & Quarry. 2014. Vol. 107. No. 1. P. 34 – 41.Sorensen L. Vulcan Materials Co. upgrades the Bucyrus-Erie King Midas dragline – a 25-yearold marvel. Pit & Quarry. 2014, vol. 107, no. 1, pp. 34–41.Буткевич Г.Р. Опыт применения поточной технологии горных работ на карьерах по добыче нерудного сырья в 1950–1990-х годах: взгляд на перспективу // Горный журнал. 2017. № 2. С. 98 – 102.Butkevich G.R. Experience of application of conveyor technology, mining in quarries for the extraction of non-metallic materials in 1950–1990 years: the way forward. Gornyi zhurnal. 2017, no. 2, pp. 98–102. (In Russ.).Стокер Дж. Нелинейные колебания в механических и электрических системах. – М.: ИЛ, 1952. – 264 с.Stoker J.J. Nonlinear vibrations in mechanical and electrical systems. New York, London: Wiley, 1950, 294 p. (Russ.ed.: Stoker J. Nelineinye kolebaniya v mekhanicheskikh i elektricheskikh sistemakh. Moscow: IL, 1952, 264 p.).Керопян А.М., Герасимова А.А. Связь температуры в зоне контакта системы колесо – рельс с уклоном рельсового пути промышленного железнодорожного транспорта // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 5. С. 355 – 363.Keropyan A.M., Gerasimova A.A. Connection of the temperature in contact area of the wheel-rail system with the railway slope of industrial railway transport. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017, vol. 60, no. 5, pp. 355–363. (In Russ.).Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики: Учеб. пособие. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 1999. – 735 c.Tikhonov A.N., Samarskii A.A. Uravneniya matematicheskoi fiziki: ucheb.posobie [Equations of mathematical physics: Tutorial]. Moscow: Izd-vo MGU, 1999, 735p. (In Russ.).Горное дело: Терминологический словарь / Г.Д. Лидин, Л.Д. Воронина, Д.Р. Каплунов и др. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1990. – 649 с.Lidin G.D., Voronina L.D., Kaplunov D.R. etc. Gornoe delo: Terminologicheskii slovar’ [Mining: Terminological dictionary]. Moscow: Nedra, 1990, 649 p. (In Russ.).Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Влияние параметров резинотросового струнного сита на технологические показатели грохочения // Горный журнал. Известия вузов. 1985. № 4. С. 88 – 93.Kartavyi N.G., Bardovskii A.D. Influence of the parameters of the rubber- cable strip screen on technological indicators of screening. Izv. vuz. Gornyi zhurnal. 1985, no. 4, pp. 88–93. (In Russ.).Пановка Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. – Л.: Машиностроение, 1976. – 320 с.Panovka Ya.G. Osnovy prikladnoi teorii kolebanii i udara [Fundamentals of applied theory of vibrations and shock]. Leningrad: Mashinostroenie, 1976, 320 p. (In Russ.).Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Перспективы развития высокоэффективного классификационно-измельчительного оборудования для безотходного производства нерудных строительных материалов // Проблемы комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых: Сб. научн. тр. МГИ. – М.: Недра, 1989. С. 115 – 128.Kartavyi N.G., Bardovskii A.D. Prospects for the development of highly effective classification and shredding equipment for nonwaste production of non-metallic building materials. In: Problemy kompleksnogo osvoeniya mestorozhdenii tverdykh poleznykh iskopaemykh: Sb. nauchn. tr. MGI [Problems of integrated development of deposits of solid minerals: Coll. of MGI sci. papers]. Moscow: Nedra, 1989, pp. 115–128. (In Russ.).Бардовский А.Д., Бибиков П.Я., Вержанский П.М., Воронин Б.В. Эффективность сухого виброгрохочения отходов нерудных карьеров на просевающих поверхностях различной конструкции // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 6. С. 182 – 189.Bardovskii A.D., Bibikov P.Ya., Verzhanskii P.M., Voronin B.V. Efficiency of dry vibration screening of waste of non-ore quarries on the sifting surfaces of various designs. Gornyi informatsionnoanali ticheskii byulleten’ (nauchno­tekhnicheskii zhurnal). 2015, no. 6, pp. 182–189. (In Russ.).Keropyan A.M. Features of interaction of the traction wheels of a electric locomotive and a diesel locomotive with rails in the conditions of open mountain works // Journal of Friction and Wear. 2016. Vol. 37. No. 1. P. 78 – 84.Keropyan A. M. Features of interaction of the traction wheels of a electric locomotive and a diesel locomotive with rails in the conditions of open mountain works. Journal of Friction and Wear. 2016, vol. 37, no. 1, pp. 78–84.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.