СИЛОВОЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ В КОНУСНОЙ ДРОБИЛЬНОЙ МАШИНЕ

Литература, посвященная проектированию конусных дробильных машин и исследованию процесса дробления в них, в основном  базируется на эмпирических наблюдениях, в результате чего общепринятым считает факт о том, что дробимый материал разрушается под  действием исключительно сжимающих сил. В свою очередь, формируется теоретическая база, на основе которой создаются дробильные  агрегаты. В результате наличия общих сведений существующее на сегодняшний день многообразие конструкций конусных дробильных  машин характеризуется общностью их принципов работы. Большинство теоретических работ, посвященных конусным дробильным машинам, ориентированы на такие их характеристики, как производительность, степень дробления, увеличение процента годной фракции  в готовом продукте либо на эксплуатационные параметры отдельных элементов конструкции, таких как стойкость футеровочной брони,  повышение  срока  службы  опорных  и  приводных  узлов  и  т.п.  Для  повышения  указанных  характеристик  разрабатываются  конструкции  камер  дробления,  имеющие  сложную  форму  футеровочной  брони,  а  конструкция  рабочего  органа  совмещает  в  себе  элементы  рабочих  органов других дробильных машин (валковых, щековых). Однако эффективность кинематики движения рабочего органа рассматривается  лишь с точки зрения создания в дробимом материале сжимающих сил и минимизации его скольжения относительно дробимого материала.  Наибольшее количество энергии, подводимое к любой дробильной машине, расходуется на создание нагрузки, разрушающей дробящийся  материал.  Авторы  настоящей  работы  считают,  что  при  определенных  обстоятельствах  в  конусных  дробильных  машинах  могут  быть  созданы такие условия их работы, при которых значительно возрастет энергоэффективность процесса разрушения материалов, подвергающихся  дроблению.  Одним  из  таких  условий  является  создание  в  дробимом  материале  сложного  напряженного  состояния.  Рассмотрены  некоторые  характерные  конструкции  конусных  дробильных  машин,  область  применения  такого  рода  дробильных  машин.  Описан  механизм создания в дробимом материале сложного напряженного состояния, способствующего снижению энергетических затрат на процесс  дробления. Даны рекомендации по воссозданию условий работы дробильной машины, создающих в дробимом материале сложное напряженное состояние.

конусная дробилка, силовой анализ, дробление, энергоэффективность, сложное напряженное состояние, касательные напряжения, крутящий момент, конструкция

1. Lee E., Evertsson C.M. A comparative study between cone crushers and theoretically optimal crushing sequences. // Minerals Engineering. 2011. P. 188 – 194.

2. Демченко С.Е. Совершенствование процесса измельчения в конусной инерционной дробилке: Автореф. дис. к.т.н. – Белгород, 2007. – 21 с.

3. Алехин A.Г., Водопьянов И.Л. Деформации элементов щековых дробилок со сложным движением щеки при попадании в них металлических предметов // Строительные и дорожные машины. 1976. No 2. С. 30 – 32.

4. Афанасьев М.М., Зарогатский Л.П., Нагаев Р.Ф. Динамика рабочего органа конусной дробилки // Машиноведение. 1976. No 6. С. 8 – 14.

5. Баранов B.Ф. Применение технологии мокрого дробления за рубежом // Обогащение руд. 2000. No 1. С. 43 – 48.

6. Емелин М.А. Новые методы разрушения горных пород. – М.: Недра, 1990. – 240 с.

7. Котельников Б.Д., Червяков С.А. Новые машины и оборудование для горной промышленности // Изв. вуз. Горный журнал. 1997. No 3. С. 17 – 20.

8. Ушаков B.C. Определение зоны подпрессовки в конусных дробилках мелкого дробления // Строительные и дорожные машины. 1975. No 2. С. 24 – 26.

9. Siemens T. Ore dressing. Principles and practice. – New-York, London, 1924. – 330 р.

10. Terva J., Kuokkala V.-T., Valtonen K., Siitonen P. Effects of compression and sliding on the wear and energy consumption in mineral crushing // Wear. 2018. Vol. 398-399. P. 116 – 126.

11. Червяков С.А. Обоснование конструктивных и режимных параметров энергосберегающих конструкций конусных дробилок: Автореф. дис. к.т.н. – Екатеринбург, 2004. – 19 с.

12. Johansson M., Quist J., Evertsson M., Hulthén E. Cone crusher performance evaluation using DEM simulations and laboratory experiments for model validation // Minerals Engineering. 2017. Vol. 103-104. P. 93 – 101.

13. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. – М.: Машиностроение, 1990. – 320 с.

14. Jack de la Vergne. Hard Rock Miner’s Handbook. – Edmonton, Alberta, Canada: Stantec Consulting, 2008. – 330 р.

15. Gupta A., Yan D.S. Mineral Processing Design and Operation. An Introduction. Elsevier Science, 2006. – 718 р.

16. Evertsson C. M. Output prediction of cone crushers // Minerals Engineering. 1998. Vol. 11. Issue 3. P. 215 – 231.

17. Gröndahl A., Asbjörnsson G., Hulthén E., Evertsson M. Diagnostics of cone crusher feed segregation using power draw measurements // Minerals Engineering. 2018. Vol. 127. P. 15 – 21.

18. Клушанцев Б.В. Валковые дробилки. Их параметры и метод расчета мощности // Строительные и дорожные машины. 1982. No 8. С. 23, 24.

19. Dong Gang, Huang Dongming, Fan Xiumin Cone crusher chamber optimization using multiple constraints // International Journal of Mineral Processing. 2009. Vol. 93. Issue 2. 1 October. P. 204 – 208.

20. Lee E., Evertsson M. Implementation of optimized compressive crushing in full scale experiments // Minerals Engineering. 2013. Vol. 43-44. P. 135 – 147.

21. Moshgbar M., Bearman R.A., Parkin R. Optimum control of cone crushers utilizing an adaptive strategy for wear compensation // Minerals Engineering. 1995. Vol. 8. Issue 4-5. P. 367 – 376.

22. Витушкин А.В. Разработка кинематической схемы и методов расчета параметров дробильной машины с поступательным движением щеки: Автореф. дис. к.т.н. – Новокузнецк, 2013. – 18 с.

23. Шлаин И.Б. Разработка месторождений карбонатных пород. – М.: Недра, 1968. – 293 с.

24. Никитин А.Г., Лактионов С.А., Сахаров Д.Ф. Математическая модель процесса разрушения хрупкого материала в одновалковой дробилке // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. No 8. С. 36 – 38.

25. Сахаров Д.Ф. Анализ процесса дробления хрупких материалов в одновалковой дробилке с целью повышения энергоэффективности: Автореф. дис. к.т.н. – Новокузнецк, 2011. – 19 с.

26. Никитин А.Г., Лактионов С.А., Кузнецов М.А. Положение плоскости максимальных касательных напряжений при разрушении хрупкого куска в одновалковой дробилке // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. No 7. С. 42 – 44.