ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ УДАРНО-ВИБРАЦИОННОЙ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ С ДВУМЯ САМОСИНХРОНИЗИРУЮЩИМИСЯ ВОЗБУДИТЕЛЯМИ КОЛЕБАНИЙ
Увеличение добычи и обработки полезных ископаемых, снижение запасов природного сырья обуславливают необходимость вовлечения в эксплуатацию бедных месторождений с труднообогатимыми рудами. При этом трудности обогащения сопряжены с необходимостью получения сырья тонкого измельчения, что требует дополнительного существенного увеличения затрат энергии на дезинтеграцию и подготовку сырья к последующему обогащению.
В связи с этим возрастает необходимость радикального усовершенствования технологий рудоподготовки, создания машин и оборудования, способных не только максимально снизить затраты на дробление и измельчение руды, но и обеспечить рациональную организацию процесса дробления, с селективным и достаточным раскрытием минералов без их избыточного переизмельчения, сохраняя, по возможности, природные размеры кристаллов.
Конусные дробилки, используемые для дезинтеграции твердого минерального сырья и техногенных материалов, разрабатывались более ста лет назад, когда теоретические представления физики разрушения твердого тела не учитывали многокомпонентность, неоднородность физико-механических и физико-химических свойств материала, имеющего дефекты кристаллической решетки, поэтому процесс разрушения в этих дробилках происходит неселективно. При дроблении многофазных материалов, к которым относятся как горные породы, так и большинство других применяемых в технике нерудных материалов, происходит либо переизмельчение, либо неполное раскрытие полезных компонентов.
Таким образом, создание нового типа конусной дробилки, совмещающего селективный и малоэнергоемкий способ разрушения особо прочных природных и техногенных материалов без избыточного переизмельчения, – актуальная научно-техническая задача, решение которой имеет большое практическое значение.
Идея работы. Обеспечение заданных технологических показателей (производительности, степени дробления, удельного расхода энергии) ударно-вибрационной конусной дробилки осуществляется рациональным сочетанием конструктивных и режимных параметров как единой системы, определяющей амплитуду и траекторию (плоская, пространственная) колебаний рабочих органов машины.
Цель работы. Установление закономерностей влияния угла наклона осей вибровозбудителей и частоты их вращения на траекторию колебаний центра масс рабочих органов дробилки для выбора характера воздействия на дробимый материал, что обеспечит эффективную работу машин данного класса.
Основные задачи исследования
1. Разработать динамическую модель ударно-вибрационной конусной дробилки на основе двухмассной системы без жестких кинематических связей между дробящими телами с пространственными продольно-винтовыми колебаниями рабочих органов и с самосинхронизирующимися вибровозбудителями.
2. Определить область стабильной фазировки вращения роторов вибровозбудителей.
3. На основе теоретических исследований разработать исследовательскую модель для выполнения экспериментальных исследований в виде лабораторного образца дробилки (ВКД-100), допускающего работу в двух режимах: с плоскими (вертикальными) и пространственными (продольно-винтовыми) колебаниями рабочих органов. Выполнить на дробилке цикл исследований, позволяющий оценить адекватность теоретиче-ской модели.
4. Разработать механико-математические модели для оценки производительности и степени дробления ударно-вибрационной конусной дробилки с учетом взаимосвязей между конструктивными и режимными параметрами.
5. Разработать модель ударно-вибрационной конусной дробилки на основе трехмассной системы с двумя самосинхронизирующимися вибровозбудителями как следующий этап совершенствования конструкции с целью получения более высоких эксплуатационных показателей.
6. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать методику выбора конструктивных и режимных параметров дробилки ВКД для получения заданных технологических показателей.
