CC BY
29
УДК 621.926
ПРОФИЛИРОВАНИЕ КАМЕРЫ ДРОБЛЕНИЯ ДЛИННОКОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ
Р.К.Рыжиков, В.А.Романова, М.В.Егоров
Кафедра конструкций машин Российского университета дружбы народов Россия, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6
В статье излагаются результаты исследований, направленных на оценку пропускной способности камер дробления дробилок с крутым конусом. В основу разрабатываемой методики положен учет деформационных характеристик дробимой породы и вероятности захвата кусков породы дробящими поверхностями.
Производственные испытания длинноконусных дробилок на различных ГОКах бывшего СССР показали, что оценка производительности дробилок, основанная на вычислении объема призмы выпадения, не дает достоверных результатов, поскольку их пропускная способность в большой степени определяется крупностью питания. В частности, отмечалось трехкратное изменение пропускной способности дробилок ККД-1500/180 при варьировании среднего размера питания от 160 до 500 мм. На этом основании становится целесообразной попытка произвести оценку пропускной способности по крупным фракциям горной массы при допущении, что фракции, размер которых меньше размера разгрузочной щели, дроблению не подвергаются, а скорость их движения по рабочей камере, по крайней мере, не меньше скорости движения крупных фракций.
Пропускная способность произвольного /-того (/ = 1...к) горизонтального сечения камеры дробления, расположенного на расстоянии 2( от точки подвеса описывается соотношением
Р, = ]0ппк;11кпк21 — , (1)
т1
где П- частота вращения вала-эксцентрика, об/мин ; /з, - средняя ширина камеры дробления, м; /,- окружная длина камеры дробления, м; т1 - число зажатий куска породы в /~
том сечении до его разрушения; к1пк21- коэффициенты, определяемые геометрией камеры и ее загрузкой.
1 -П(В1,+°2,)
2
где 0?1 - внутренний диаметр наружного конуса в /-том сечении; Оп - наружный диаметр подвижного конуса в том же сечении.
. 2 .«'я В,
К (4)
где Р, = arctg—— - угол передачи движения; а -угол захвата .
1
(5)
где Ц, - коэффициент трения породы по дробящим поверхностям; Г((а, ) - функция распределения значений (-1, .
Исследования, выполненные на образцах горных пород, показывают, что разброс значений коэффициента трения тесно описывается законом нормального распределения:
т,)
1 г
а^піЄ
-Гц-йГ ' 2а'
ф ,
(6)
где ц - среднее значение коэффициента трения ; О - среднее квадратичное отклонение. Число нажатий куска в рассматриваемом сечении
т, =
еЛ
5
(7)
где 8; - относительная разрушающая деформация; г, - вертикальная координата сечения
камеры; б - угол гирации конуса. Под относительной разрушающей деформацией в данном случае подразумевается отношение величины сближения дробящих поверхностей, необходимой для разрушения куска, к его первоначальному размеру.
Кусок горной породы может быть захвачен дробящими поверхностями, если угол трения между породой и футеровками больше или равен половине угла захвата. В этой связи в каждом сечении должна быть рассчитана вероятность захвата куска, которая и выражается
формулой (5), а соответствующее значение Р(|_1.) определяется соотношением:
т,)=-
2а'
л[2п -
а
ф. .
(8)
В качестве Первого этапа исследований по описанной методике был произведен расчет пропускной способности дробилки ККД-1500/180 со стандартным профилем камеры дробления. Результаты расчета иллюстрируются кривой на рис. 1 и табл. 1.
Рис.1. Пропускная способность камеры дробления ККД 1500/180
Характер кривой на рисунке требует некоторых пояснений, касающихся резких перепадов пропускной способности в некоторых зонах камеры дробления. Три перепада в зонах 2=1,55 м, 2=1,95 м и 2=2,8 м объясняются тем, что здесь с изменением размера кусков породы на единицу изменяется количество оборотов дробящего конуса, необходимое для их разрушения. И поскольку это число дискретно, то образуется перепад. Кроме того, четко
выделяется зона ограничения производительности на уровне 2=3,4 ... 3,8 м. Это объясняется тем, что в этой зоне начинается выполаживание образующей дробящего конуса, вследствие чего увеличивается угол захвата и уменьшается вероятность захвата куска футеровками. Кстати, полное отсутствие захвата отмечалось при работе дробилки в условиях низких температур (ниже -50°С в атмосфере и -10°С в машинном зале). В камере образовывался "плавающий" слой породы, не подвергавшийся дроблению без выполнения дополнительных технологических приемов. В некоторых случаях достаточно было загрузить дробилку новой порцией породы, а иногда требовалось механическое изменение ориентации кусков в камере дробления.
Авторами была осуществлена попытка определения параметров профиля камеры дробления, который обеспечивал бы примерно равную производительность в любом горизонтальном сечении камеры. За основу была принята производительность, соответствующая 1500 м’/ч. При этом предусматривалась необходимость внесения наименьших изменений в конструкцию машины. Поэтому все параметры подвижного конуса были сохранены, как это видно в табл. 1, а изменены лишь параметры профиля внешнего конуса. Рассчитанные методом последовательного приближения координаты профиля внешнего конуса, отвечающие поставленным требованиям, приведены в табл. 1 (столбец "Расчетная дробилка"). Что касается оптимального варианта профиля, он потребует существенного изменения конструкции футеровок.
Таблица 1
Результаты расчета производительности стандартной дробилки и ее модификации, обеспечивающей повышение пропускной способности
№ сечения г, мм мм Стандартная дробилка Расчетная дробилка
02„ мм Р„ м3/час 02;, мм
1 1200 1333 4332 4000 4332
2 1400 1414 4232 4250 4222
3 1600 1496 4132 4450 4122
4 1800 1578 4033 3725 3970
5 2000 1660 3933 4550 3851
6 2200 1742 3833 3770 3734
7 2400 1827 3733 2380 3600
8 2600 1913 3633 1840 3512
9 2800 1999 3533 2840 3415
10 3000 2084 3416 2170 3316
11 3200 2170 3317 1540 3212
12 3400 2283 3217 60 3122
13 3600 2140 3120 70 3042
14 3800 2537 3060 840 3033
15 4000 2664 3085 4440 3031
16 4100 2728 3130 10500 3035
В заключение необходимо отметить, что выполненные расчеты основываются на предположении, что питание дробилки осуществляется отборной горной массой крупностью 1200 мм, т.е. в качестве расчетных приняты наиболее тяжелые условия работы дробилки. Уточнение расчетов и их приближение к реальным условиям может быть достигнуто при использовании данных о фактическом грансоставе горной массы и вероятности разрушения кусков при определенном числе циклов нагружения. Последнее обстоятельство потребует дополнительных исследований, связанных с оценкой характера разрушения образцов и влияния на этот характер масштабного эффекта.
THE CRUSHING ZONE PROFILE OF PRIMARY CRUSHERS R.K.Ryzhikov, V.A.Romanova, M.V.Egorov
Department of Mashine Design Peoples’ Friendship University of Russia.
Miklukho-Maklaya St., 6, Moscow 117198, Russia
The article deals with some principles of the primary cone crushers’ capacity calculation based on using mechanical properties of materials to be crushed and the real value of the coefficient of friction between the material and crushing surfaces. The attempt of the calculation of crushing zone profile that has an equal capacity in any horizontal section is also described in the article.
Рыжиков Роман Клавдиевич родился в 1932 г., окончил в 1955 г. Московский институт инженеров городского строительства. Канд. техн. наук, доцент кафедры Конструкций машин РУДН. Автор более 50 публикаций.
Ryzhikov R.K. (b. 1932) graduated from the Moscow Municipal Institute of Civil Engineering in 1955. PhD(Eng), ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 50 publications.
Егоров Михаил Владимирович родился в 1937 г., окончил в 1959 г. МИСИ. Канд. техн. наук, доцент кафедры Конструкций машин РУДН. Автор более 40 публикаций.
Egorov M.V. (b. 1937) graduated from the Moscow Institute of Civil Engineering in 1959. PhD(Eng), ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 40 publications.
Романова Викторина Анатольевна родилась в 1938 г., окончила в 1960 г. Московский горный институт. Доцент кафедры Конструкций машин РУДН. Автор более 30 публикаций.
Romanova V.A. (b. 1938) graduated from the Moscow Mining Institute in 1960. Ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 30 publications.
