Дмитрий Федорович Сахаров, к.т.н., старший научный сотрудник организационно-научного и редакционно-издательского отделения
Россия, 654066, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, пр. Октябрьский, 49
Dmitrii F. Sakharov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Organizational, Scientific and Publishing Department
49 Oktyabr’skii Ave., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654066, Russian Federation
Александр Викторович Витушкин, к.т.н., старший преподаватель кафедры боевой и физической подготовки
Россия, 654066, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, пр. Октябрьский, 49
Aleksandr V. Vitushkin, Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair of Military and Physical Training
49 Oktyabr’skii Ave., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654066, Russian Federation
Одним из основных в металлургической, строительной и горной отраслях промышленности является процесс измельчения различных материалов как первичная подготовка сырья. На дробление материалов для получения необходимой фракции ежегодно расходуется до 4 % мирового производства электроэнергии, а для отдельно взятой шахты доля энергозатрат на дробление может достигать 50 % от годового объема. Часть электроэнергии тратится на создание запаса мощности дробильной машины (далее – дробилки) в связи с тем, что в настоящее время нет методик теоретического расчета мощности ее электропривода и определения затрат энергии на разрушение горных пород. Сырье, добытое на разных месторождениях, обладает различными физико-механическими свойствами, что оказывает существенное влияние на процесс измельчения. Различие в мощности электроприводов дробильных машин обусловлено разностью их типоразмеров, а география их применения учитывается созданием запаса мощности. Вышеприведенные факторы негативно сказываются на операционных расходах предприятий металлургической промышленности. В работе рассмотрены некоторые конструкции дробилок, в которых разрушение дробимого куска происходит в результате возникновения сложного напряженного состояния. Предложена новая конструкция конусной дробилки с упорами, позволяющая снизить затраты энергии на дробление материалов. Благодаря наличию упоров и простой кинематике движения рабочего органа достигается снижение сил, необходимых для разрушения кусков хрупких материалов в независимости от их свойств. При этом в дробимых кусках, разрушаемых в конусной дробилке с упорами, возможно создание сдвигового напряженного состояния, при котором теоретически достигается снижение силы, необходимой для дробления хрупких материалов в два раза в сравнении с дробилками сжатия. Описаны условия возникновения сдвигового напряженного состояния в дробимых кусках при их дроблении в конусной дробилке с упорами. Представлены рекомендации по созданию этих условий.
Metallurgical, construction and mining industries are based on the process of grinding various materials. The main method of primary preparation of raw materials is crushing of the extracted ore. Up to 4 % of the world’s electricity production is spent annually on crushing rocks to obtain the necessary fraction of material, and for a single mine, the share of energy consumption for crushing can reach 50 % of the annual volume. In addition to spending electricity directly on rocks destruction, some of it is spent on creating a power reserve for a crushing machine (hereinafter referred to as a crusher) due to the fact that currently there is no single method of theoretical calculation of the power of its electric drive, no single method of determining energy costs for rocks destruction. It is known that raw materials extracted from different deposits have different physical and mechanical properties, which has a significant impact on the grinding process. However, difference in power of electric drive of crushing machines is due to the difference in their standard sizes, and the geography of their application is taken into account by the creation of the above-mentioned power reserve. The above factors have a negative impact on the operating costs of metallurgical industry enterprises. The article discusses some designs of crushers in which the destruction of the crushed piece occurs as a result of complex stress state. New design of a cone crusher with stops is proposed, which allows reducing energy costs for crushing materials. Due to the presence of stops and simple kinematics of the working body movement, reduction in the power necessary for the destruction of pieces of brittle materials, regardless of their properties, is achieved. At the same time, in crushed pieces destroyed in a cone crusher with stops, it is possible to create a shear stress state, in which theoretically a reduction in power required for crushing brittle materials is achieved by 2 times in comparison with compression crushers. The conditions of occurrence of shear stress state in crushed pieces during their crushing in a cone crusher with stops are described. The authors give recommendations for the reconstruction of these conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.