д.т.н., доцент, директор института машиностроения и транспорта
654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Dr. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Director of Institute of Mechanical Engineering and Transport
Novokuznetsk, Kemerovo Region
к.т.н., доцент кафедры «Механика и машиностроение»
654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Mechanics and Mechanical Engineering
Novokuznetsk, Kemerovo Region
аспирант кафедры «Механика и машиностроение»
654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Postgraduate of the Chair of Mechanics and Mechanical Engineering
Novokuznetsk, Kemerovo Region
к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории средств механизации
650099, г. Кемерово, пр-т Советский, 18
Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Laboratory of Means of Mechanization
Kemerovo
Переработка сыпучих материалов, используемых в металлургической промышленности для получения необходимых классов крупности, требует эксплуатации дробильных машин, в том числе и одновалковых. Показателями процесса дробления являются степень и энергоемкость дробления. Степень дробления оценивается отношением размеров исходного дробимого и получаемого кусков и зависит от величины зазора между валком и неподвижной щекой. Энергоемкость дробления определяется массой дробленого материала, получаемой при расходовании единицы электроэнергии, и зависит, главным образом, от прочности дробимого материала. С целью снижения расхода энергии на дробление в Сибирском государственном индустриальном университете разработана одновалковая дробилка с принудительной подачей дробимого куска в зону разрушения за счет упора, расположенного на валке. Силы технологического сопротивления, возникающие в процессе эксплуатации машины, являются основными исходными величинами для расчета мощности привода машины и элементов конструкции на прочность, поэтому силовой анализ рабочего процесса является неотъемлемым этапом проектирования любой машины, в том числе и дробильной. В настоящей работе выявлены силы, действующие на дробимый кусок со стороны валка и неподвижной щеки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. На основании полученных результатов определено, что на кусок дробимого материала действуют как внутренние сжимающие силы, вызывающие в куске действие нормальных сжимающих напряжений, так и внутренний крутящий момент, вызывающий действие касательных напряжений, т.е. в дробимом куске создается сложное напряженное состояние с одновременным действием нормальных и касательных напряжений, под действием которых происходит разрушение дробимого куска. Этим достигается уменьшение расхода энергии на дробление при прочих равных условиях, что уменьшает энергоемкость работы одновалковой дробилки с принудительной подачей материала в зону дробления.
The processing of friable materials used in metallurgical industry for production of definite size classes requires operation of crushing machines, including single-roll machines. Parameters of crushing process are degree and efficiency of crushing. The crushing degree is estimated by the ratio of dimensions of the initial crushing and resulting pieces and depends on the size of gap between the roll and the fixed jaw. Crushing efficiency is determined by mass of material crushed by consumed electric energy unit, and depends mainly on strength of crushed material. In order to reduce energy consumption needed for crushing, a single-roll crusher was developed at Siberian State Industrial University with forced feeding of crushing piece into the fracture zone due to the locker located on the roll. Forces of technological resistance appearing during machine operation are the main initial values for machine drive power and structural elements strength testing, thus, the operation power analysis is an integral stage in the design of any machine, including a crushing one. In the present work, forces acting on a crushing piece from roll side and fixed jaw in vertical and horizontal planes are identified. Based on the results obtained, it was determined that internal compressive forces acting on piece of crushing material cause action of normal compressive stresses in a piece, as well as an internal torque effect, which causes shearing stresses action, i.e. a complex stress state is generated in a fractioned piece with simultaneous action of normal and shearing stresses, under which action a fractioning piece is destroyed. Thus reduction in energy consumption for crushing is achieved, with all other conditions being equal. It reduces energy consumption of a single-roll crusher with forced feeding of material into the crushing zone.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.