Новые технологиии вибрационного дробления Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

---------------------------------------- © С.В Казаков, 2004

УДК 621.926.32 С.В Казаков

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЕЙ ВИБРАЦИОННОГО ДРОБЛЕНИЯ

Семинар № 15

ТУ течение ряда лет в институте «Меха-

-Я-М нобр» разрабатываются инерционные конусные дробилки типа КИД, основным достоинством которых является высокая степень дробления (до 16 и выше). Указанная степень дробления достигается за счет повышенных скоростных режимов и динамического воздействия дробящего конуса на материал, что приводит к внутрислойному дроблению материала с большим содержанием мелких классов [1].

Однако в ряде случаев необходимо осуществлять дробление без значительного содержания мелкого продукта в дробленом материале. Меньшее количество тонких классов обеспечивает вибрационная щековая дробилка. Но за счет лещадности продукт виброщековой дробилки содержит крупные классы [2].

В ОАО «Механобр-техника» разрабатывается проект вибрационной конусной дробилки типа ВКД. Рождение проекта ВКД является естественным этапом развития в эволюции дробильного оборудования. Виброконусная дробилка вобрала в себя лучшие характеристики и показатели от известных уже виброщековых и конусных дробилок.

Как и виброщековые дробилки рассматриваемая машина не переизмельчает продукт, обеспечивая интенсивный вывод мелочи из камеры дробления. Что особенно важно на фабриках обогащающих руды редких элементов, где недопустимо переизмельчение продукта (например, при обогащении алмазов).

А вертикальные противофазные перемещения конусов способствуют более рациональному способу разрушения материалов сколом, что является наиболее экономичным в части расхода электроэнергии. И подобно обычным конусным дробилкам ВКД обладает более высокой производительностью.

Кинематика и динамика вибрационной

Рис. 1. Динамическая схема вибрационной конусной дробилки с вибраторами на корпусе

конусной дробилки с вибраторами на корпусе (работа на холостом ходу)

Исследование вибрационных двухмассных систем с вибраторами на корпусе выполнено Б. П. Лавровым. Указанные исследования использованы при расчете дробилки в случае расположения вибраторов на корпусе и взяты за основу при теоретических исследованиях конусной дробилки при установке вибраторов на корпусе дробилки (рис. 1).

Корпус дробилки с вибраторами на корпусе идеализируется твердым телом с центром масс в точке Ом, имеющим массу М и момент инерции I. В корпусе на упругих элементах жесткостью С установлен дробящий конус с центром тяжести От, массой т и моментом инерции 1. Корпус дробилки закреплен на неподвижном основании пружинами очень малой жесткости Со. На корпусе дробилки симметрично расположены два одинаковых вибратора, удаленные на расстоянии г от оси ОУ. Начало координат выбрано в центре тяжести системы О.

Дебалансные вибраторы, вращаясь навстречу друг другу с одинаковой частотой ю, развивают центробежную силу Е, вызывающую колебания масс Ми т системы. В процессе колебаний система может смещаться вдоль осей ОУ и ОХ и поворачиваться на угол 0 вокруг точки О.

Уравнения движения системы запишутся в виде:

1

к ' к

Рис. 2. Амплитудно-частотная характеристика дробилки с вибраторами на корпусе

М' ■ x = -F • cos at + F • cos (at + a)

M '■ y + m ■ f = F • sin at + F ■ sin(at + a) (1)

I 0 = F ■ R ■ sin at - F ■ R ■ sin (at + a ) m ■ f + m ■ y + c ■ f = 0,

где M'= M + m - общая масса дробилки; I' = I + M ■ b2M + i + m ■ bM - общий момент инерции дробилки; f - относительное смещение корпуса и конуса [5].

Для дробилки с вибраторами на корпусе построена амплитудно-частотная характеристика (рис. 2), из которой следует, что в зарезонансном режиме имеют место только противофазные колебания корпуса и конуса, а в случае дорезонансного режима возможны колебания масс, как в фазе, так и в противофазе. Дорезонансный режим позволяет подобрать параметры дробилки таким образом, что корпус машины будет теоретически неподвижным, что обеспечит снижение инерционных нагрузок на деболансный привод. Дробилка конусная вибрационная предназначена для дробления хрупких материалов крупностью 30 мм ударновибрационным способом. Установка вибрационной конусной дробилки на рис. 3.

Материал крупностью до 30 мм поступает в приемный бункер чаши, из которого направляется в камеру дробления. При сближении конусов происходит дробление продукта, а при их отходе - разгрузка. В результате вертикальных колебаний из камеры дробления интенсивно выводятся мелкие классы, что исключает переизмельчение продукта. Раздробленный материал из камеры дробления поступает в кольцевой желоб станины, по которому транспортируется к разгрузочной горловине.

При работе дробилки под завалом в зоне разгрузки материала пылевыделение не наблюдается. Поэтому нет необходимости организовывать отсос пыли из зоны загрузки. В тоже время зона разгрузки готового продукта должна быть тщательно уплотнена и к ней подведена аспирация, отсасывающая пыль.

В зависимости от жесткости упругой основной системы дробящего механизма дробилка может работать в зарезонансном или в дорезонанс-

Рис. 3. Трехмерная параметрическая модель еиброконус-ной дробилки ВКД-300

ном режиме. В дробилке предусмотрено изменение разгрузочной щели от 0 до 10 мм, величены статического момента дебаланса. В сравнительно узком пределе можно изменять массу станины и дробящего конуса (20 %). В дробилке предусмотрена возможность изменения профиля дробящего пространства за счет смены различных конфигураций футеровок станины и конуса.

В системе может быть достигнут режим динамического гашения колебаний, при котором амплитуда колебаний близка к нулю (Ам = 0, Р = 0,7). При этом, например, станина дробилки, исполняя роль наковальни, будет относительно неподвижна, а более легкий конус, являющийся молотом, будет совершать необходимые колебания.

Как и обычные инерционные дробилки типа КПД виброконусная является динамически уравновешенной, не требует для своей установки тяжелого фундамента; может работать при дозированном питании и под завалом; не дробимые тела не вызывают поломок машины. Кроме того, дробилка обладает новыми качествами:

• возможностью автоматического пропуска недробимых тел, размеры которых не-превышают размер разгрузочной щели;

• повышенной пропускной способностью, при которой раздробленный материал разгружается не только под действием силы тяжести, но и с начальной скоростью, сообщаемой дробилкой;

• способностью деблокировки рабочей камеры прочным или недробимым материалом путем использования резонанса, при прохождении которого резко увеличивается амплитуда колебаний корпуса и конуса;

• способностью перерабатывать влажные руды со значительным содержанием глины.

1. Фишелъштейн Г.А., Иванов НА., Зарогатский Л.П. Технологические и эксплуатационные особенности конусных инерционных дробилок // Горн. Журн. 1981. №3 с. 52-55.

2. Туркин В.Я. Сравнительные испытания ударно-вибрационной и щековой дробилки // Обогащение руд. 1971. №3. с. 28-30.

3. Молявко Б.А., Шпирт М.Я. Новая виброудар-ная дробилка для углистого колчедана //

Выводы

Проведенные теоретические исследования послужили основой для разработки проекта виброконусной дробилки с диаметром дробящего конуса 300 мм.

На динамической схеме в исследованном диапазоне частот вынужденных колебаний наблюдается устойчивая самосинхронизация де-балансных вибраторов.

Целесообразность создания дробилок этого типа подтверждается работами институтов ИГИ и ИОТТ, использующих вибрационную конусную дробилку в схемах безотходного обогащения бурых углей [3, 4].

----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Обогащение и брикетирование. 1978. №5.

4. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П. Новые машины и комплектные технологические линии для дробления и измельчения материалов //Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиностроение, //«Наука» 2002 г., №1, с.64-71.

Туркин В.Я, Зарогатский Л.П. Ревнивцев Г.А. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов // Недра, 1992, с. 253

— Коротко об авторах

Казаков Сергей Владимирович - инженер-конструктор, ОАО «Механобр-техника», г. С.-Петербург.

----------------------------------------- © С.В. Назаренко, К.Д. Давтян,

Г.Л. Левковский, 2004

УДК 621.93

С.В. Назаренко, К.Д. Давтян, Г.Л. Левковский

НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ АЛМАЗНО-КАНАТНОЙ РАСПИЛОВКИ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Семинар № 15

Способ алмазно-канатного пиления по- как при добыче, так и при обработке природно-

лучает все большее распространение го камня. На карьерах канатные пилы, осна-