Гирационная дробилка принцип действия: Гирационные дробилки KRUPP — Журнал Горная промышленность

Содержание

Гирационные дробилки KRUPP — Журнал Горная промышленность

Совершенствование способов выемки и переработки горных пород вызывает необходимость в постоянной модернизации используемых при этом механизмов. Гирационные дробилки фирмы KRUPP, предназначенные для рудоподготовки на карьерах, рудниках, известняковых и цементных заводах, могут быть отнесены в этом отношении к самым последним разработкам. Обеспечивая высокую производительность, они отличаются низкими затратами на техническое обслуживание и уход.

Для гирационных дробилок фирмы KRUPP характерно:

  • мощная конструкция;
  • прямая загрузка;
  • отсутствие холостого хода вследствие непрерывности процесса дробления;
  • высокая пропускная способность;
  • оптимальная степень измельчения;
  • малая доля мелкозернистых частиц в дробленом материале;
  • низкая потребляемая мощность;
  • возможность изменения величины хода конуса благодаря смене внутренней эксцентриковой втулки;
  • возможность запуска дробилки под завалом;
  • различные варианты привода;
  • гидравлическое регулирование оси дробящего конуса;
  • незначительные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Выпускаются две модели гирационных дробилок: КВ и ВК.

Принцип действия гирационных дробилок основан на приведении во вращательно-маятниковое движение оси конуса дробилки при помощи эксцентриковой подшипниковой втулки. В результате происходит постоянное изменение величины зазора между щеками и конусом дробилки. Образовывающийся зазор непрерывно перемещается вдоль внутреннего периметра дробильной камеры. В дробилках модели КВ регулировка зазора осуществляется гидравлическим или механическим регулированием оси конуса. Эксцентриковая втулка вместе с внутренней втулкой приводится в действие от вала передаточного механизма конических шестеренок, находящихся в нижней части дробилки.

Ось конуса удерживается в верхней втулке в траверсе и в нижней части — в эксцентриковой втулке. Удерживание оси осуществляется осевым подшипником, смонтированным на поршне гидроцилиндра.

Наиболее часто к гидравлическому регулированию оси конуса приходится прибегать в случае дробления материала, вызывающего быстрый износ, а также при частой корректировке величины разгрузочной щели.

Кроме того, гидравлическая система облегчает повторный запуск дробилки под завалом за счет опускания оси конуса.

Характерным признаком гирационной дробилки модели ВК является увеличенное с одной стороны загрузочное отверстие. Оно снабжено зубьями и вместе с верхним конусом дробилки образует зону предварительного дробления. В нижней камере дробления происходит измельчение материала до требуемого конечного размера зерен.

Гирационные дробилки типа ВК способны принимать материал с существенно большими размерами кусков, чем дробилки модели KB. При этом при использовании дробилок ВК отпадает необходимость в предварительном дроблении.

Гирационные дробилки оснащены редуктором и гидромуфтой. Преимуществом этой схемы привода является значительное снижение пиковых значений тока. Для дробилок мощностью до 315 кВт привод может осуществляться через клиноремённую передачу. Однако необходимо отметить, что, по сравнению с клиноремённым приводом, непосредственный привод позволяет уменьшить нагрузку на подшипники двигателя и передаточного механизма.

Наличие промежуточного вала дает возможность демонтировать передаточный механизм без демонтажа электродвигателя. Регулируемая момент-муфта обеспечивает на крупных дробилках защиту основного двигателя от перегрузки. Вспомогательный привод с электродвигателем с короткозамкнутым ротором и гидромуфтой, в сочетании с основным приводом с гидромуфтой, делает возможным запуск дробилки под завалом, что исключает большие затраты на освобождение рабочей камеры от породы после вынужденной остановки дробилки.

Гирационные дробилки оснащены гладкими рабочими органами (конусом и щеками дробления). В качестве альтернативы используются зубчатые рабочие органы, если возникает потребность в увеличении в выходящем материале доли частиц, имеющих кубическую форму.

Гирационные дробилки фирмы KRUPP используются во многих странах мира. В СНГ подобные дробилки впервые были применены в дробильно-конвейерном комплексе, введенном в эксплуатацию в 1996 году на железорудном карьере Полтавского ГОКа.

Полустационарная дробильная установка фирмы KRUPP перемещается на горизонте вдоль фронта работ с помощью гусеничного транспортера или многоколесной платформы. Загружаемая в бункер руда с размером куска до 1200 мм подается пластинчатым питателем в конусную дробилку, где дробится до кусков фракции 0–350 мм.

Фирма KRUPP готова в кратчайшие сроки поставить гирационные дробилки заказчику.

Обученный персонал, осуществляющий наладку оборудования и техническое обслуживание, окажет услуги в любое время по требованию заказчика.

Журнал «Горная Промышленность» №2 2000

Конусные дробилки. Принцип работы, устройство, конструктивные решения.



Конусные дробилки



Конусные дробилки выгодно отличаются от щековых тем, что процесс дробления породы в них осуществляется непрерывно, т.е. отсутствует холостой ход.
Куски породы раздавливаются в пространстве между двумя коническими поверхностями, образованными подвижным органом и неподвижной конусообразной чашей.
Такая конструкция используется, когда необходимо измельчить руду черных или цветных металлов, а также не очень крупные куски неметаллических руд.
Следует отметить также, что, при прочих равных условиях, лещадность щебня получаемого при помощи конусных дробилок ниже, чем щековых.

Конический рабочий орган совершает вращательно-колебательное (гирационное) движение внутри чаши-основания, измельчая подаваемые в верхнюю загрузочную кольцевую щель породу. Готовый продукт удаляется под действием силы тяжести в нижнее разгрузочное отверстие.
Наглядно рассмотреть принцип работы конусной дробилки можно на приведенном изображении-анимации.

Конструкция конусной дробилки была изобретена давно, в 1877 году, практическое применение было осуществлено лишь в 20-х годах прошлого столетия.
Технологически конусные дробилки подразделяют на дробилки крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления. Конструктивное отличие между этими дробилками заключается не только в размерах рабочих органов, но и в соотношении высоты конусов к диаметру основания.



У дробилок крупного дробления такое соотношение выше, т.е. конус узкий и высокий (угол при вершине около 20 град.). Загрузочная щель широкая и позволяет принимать куски породы размером до 1200 мм, например дробилка ККД-1500/300 (здесь 1500 — ширина приемной щели, а 300 — диаметр разгрузочного отверстия).
У конусных дробилок среднего и мелкого дробления угол конической поверхности рабочих органов больше (до 100 град.), т.е. соотношение высоты конуса к диаметру его основания меньше.

Форма дробящей поверхности конусных дробилок не образует правильный конус. На различных ступенях и участках взаимодействия кусков руды с рабочими органами прилагаются разные дробящие нагрузки. Это достигается ступенчатым или плавным изменением угла конической поверхности по высоте конуса.

Основным недостатком дробилок такого типа является повышенная энергоемкость технологии дробления, громоздкость и металлоемкость конструкции. Преимущества — высокая производительность и непрерывный цикл воздействия на дробимый материал.

Проблема попадания между рабочими органами недробимого материала решена при помощи пружинной подвески неподвижной конической чаши к раме. При заклинивании дробилки из-за попадания твердого куска породы, чаша слегка опускается или смещается в сторону, увеличивая тем самым выпускной проем, и недробимый элемент удаляется под действием силы тяжести. Следует отметить, что такая конструкция применяется лишь в конусных дробилках среднего и мелкого дробления.

Среди новаторских решений для конструкций конусных дробилок можно отметить применение в качестве привода подвижной конической головки вибраторов дебалансного типа, сообщающих подвижному дробящему конусу вибрацию, что обеспечивает высокую степень дробления.
Дебалансиры позволяют устранить вибрацию агрегата и необходимость применения тяжелых фундаментов.

Дробилки такого типа называют инерционными конусными дробилками.
К достоинствам такой конструкции можно отнести возможность запуска при загруженном рабочем пространстве, при завале, более высокую производительность и качество дробления.
Среди недостатков — усложнение конструкции, повышение энергопотребления.

В последние годы получают все большее распространение дробилки с гидравлическим регулированием щели, что позволяет упростить настройку размера продукта на выходе (фракции), а также использовать гидравлику в качестве предохранителя (компенсатора) перегрузок, возникающих при попадании в рабочую полость труднодробимого продукта. Подобные дробилки выпускает ряд фирм ФРГ: «Эш-Верке», «Ведаг», «Гутехоффнунгсхютте», а также франко-английская фирма «Баббитлесс» и шведская фирма «Маргардсхаммар».

Отдельно следует отметить интересное решение конструкторов фирмы «Эш-Верке», которые разработали уникальную форму неподвижной чаши и подвижного конуса дробилки, получив своеобразный гибрид щековой и конусной дробилок. Внешний вид такой установки представлен на рисунке слева. Верхняя часть загрузочной щели выполнена более полого, что позволяет загружать в щель крупные куски горной массы. На этом участке сопряжения неподвижного и подвижного органов дробилка работает подобно классической щековой. В средней и нижней части чаши и конуса щель сужается, и дробимый продукт измельчается по технологии конусной дробилки. В результате, как уже отмечалось, можно использовать для измельчения крупное сырье, как в щековых дробилках, а на выходе получать щебень кубовидной формы, как в классической конусной дробилке.

Среди прочих конструктивных особенностей конусных дробилок можно отметить применение гидравлических затворов, позволяющих предохранить втулки опор и приводные узлы от попадания грязи и пыли.

***

Мобильные дробилки и дробильные комплексы



Конусные дробилки: общий принцип работы и схемы

Конусная дробилка – устройство, в котором куски твердых материалов разрушаются между двумя конусами – неподвижным внешним и подвижным внутренним. \

Конусные дробилки также называют гирационными. В большинстве агрегатов внутренний конус установлен эксцентрично и при работе качается относительно внешнего.

В некоторых, его ось неподвижна, а внешний имеет овальную форму (См. рис. 1 «Конусная дробилка – схема»).

Такую конструкцию считают более прочной, поскольку высота машины уменьшается на 40%.

Рабочие поверхности конусов защищены от износа бронями (футеровкой). Традиционный материал для футеровки – твердые высокомарганцовистые стали. 

Рисунок 1. Конусная дробилка – схема: а – внутренний конус закреплен на эксцентриковом валу; б – внешний имеет овальную форму.

Принцип работы конусной дробилки

Куски породы через загрузочное отверстие попадают в рабочую камеру. Там внутренний конус вращается, качается и дробит материал (См. рис. 2 «Конусная дробилка: принцип работы»).

Рисунок 2. Конусная дробилка: принцип работы а) Конусная дробилка для крупного дробления. б) Конусная дробилка для среднего и мелкого дробления

Меньшие куски конусная дробилка раздавливает, на больших добавляется разрушение изгибом. Для дробления изгибом надо меньше энергии, чем для раздавливания.

При этом также ровнее фракционный состав, меньше мелочи и пыли. Назначением машин обусловлены некоторые различия в их конструкции.

Конусная дробилка: виды. Рабочая камера машины для крупного дробления как воронка сужается книзу. Дробящий конус имеет острый угол при вершине. 

У дробилок для среднего и мелкого дробления неподвижный конус «накрывает» внутренний, как зонт. У дробящего конуса тупоугольная форма.

Конусная дробилка имеет ряд взаимосвязанных и взаимообусловленных преимуществ:

  • Работа конусной дробилки без холостого хода.
  • Выше производительность.
  • БОльший удельный вес высококачественного кубовидного продукта – до 85%.
  • На переработку материала расходуется меньше энергии.
  • Высокая степень дробления – до 5-6.
  • Удобнее разгрузка.

К недостаткам относится сложность регулировки разгрузочной щели, сложная конструкция и обслуживание.

Расчет конусной дробилки проводится с учетом кинематической схемы, взаимосвязи между деталями, их массы, жесткости, направления движущих сил. Поэтому машины одинаковой производительности и крупности продукта могут быть представлены различными расчетными схемами.

Конусные дробилки и их продуктивность

Наиболее продуктивны агрегаты крупного дробления. Среди них самые прочные и производительные – машины с неподвижной осью дробящего конуса. 

Большие агрегаты могут принимать материал размером до 1500 мм. Например, в машину Metso Superior 60-110E можно загружать глыбы размером до 1220 мм. Она перерабатывает от 5535 до 8890 т за час. Ее привод потребляет электрическую мощность 1200 кВт.

Компания Telsmith выпускает конусные дробилки серий Titan и SBS. Они принимают кусок от 150 до 380 мм, за час перерабатывают от 80 до 2100 т породы. Ширина разгрузочной щели у больших дробилок от 75 до 300 мм. 

Средние конусные дробилки принимают куски крупностью до 180 мм, вырабатывают фракции от 12 до 60 мм. Их производительность 150-580 т в час.

Конусные дробилки мелкого дробления принимают куски размером 35-70 мм и дают на выходе продукт до 20 мм. Перерабатывают от 80 до 220 т в час. Более докладно мы об этом рассказывали в статье «Почему конусная дробилка Metso MX™ способствует увеличению производительности».

Группа Sandvik тоже выпускает широкий модельный ряд гирационных машин. В том числе мобильные конусные дробилки разной величины и производительности. Например, мобильная конусная дробилка Sandvik Hydrocone Qh530 имеет массу 32,8 т и может перерабатывать сырье размером до 185 мм. Другая машина – US440E при весе 84,0 т перерабатывает материал крупностью до 450 мм.

Мобильные агрегаты имеют автоматические настройки, снабжены видеокамерами и датчиками, которые позволяют дистанционно следить за работой и управлять процессом. Аппаратура отслеживает износ футеровки. Это способствует сокращению продолжительности остановок для ее замены и предупреждает простои, связанные с поломками. Мобильность и автоматизация позволяют быстро перенастроить и наращивать производство.

Конусная дробилка, устройство, принципы работы. — МашПром-Эксперт (Санкт-Петербург)

Добилки в первую очередь подразделяются по особенностям конструктивного исполнения рабочего дробящего органа. О дробилках, называемых «щековыми» написана Статья на нашем сайте. А в этой поговорим о дробилках конусных.

Общее о конусных дробилках.

Конусная дробилка это машина для дробления твёрдых материалов методом раздавливания кусков в пространстве между двумя коническими поверхностями. Одна из поверхностей дробящего органа неподвижная, а другая совершает вращательное и сложное качательное движение.

Конический рабочий орган конусной дробилки совершает вращательно-колебательное, называемое так же гирационным, движение внутри неподвижной чаши-основания, измельчая исходное сырье, подаваемое в верхнюю загрузочную кольцевую щель. Прижимаясь к одной стороне неподвижной чаши, подвижный конус раздавливает руду, а когда отходит в другую сторону, фракция попадает в выходную щель. И так по кругу. Результат трудов конусной дробилки удаляется под действием силы тяжести в нижнее разгрузочное отверстие. Рабочие поверхности дробящих конусов конусных дробилок защищены сменными футеровками из износостойкой стали.

Процесс дробления на конусных дробилках, в отличие, например от щековых, происходит непрерывно. В работе дробилки отсутствует холостой ход, что является несомненным плюсом. Кроме того при прочих равных условиях, количество измельченных кусков, не соответствующих заданным параметрам, их лещадность, при дроблении на конусных дробилках ниже, чем на щековых. С помощью конусных дробилок получают правильный кубовидный щебень, который используется для посыпания дорог и в строительстве для получения бетона.

Дробилки конусные это дробящие агрегаты непрерывного действия, способные работать под завалом. Это значит, что допускается прямая и непрерывная подача горной массы, конвейерами или думпкарами (спецвагонами для перевозки сыпучих материалов).

Кроме того работа под завалом для некоторых конусных дробилок это обязательное условие, необходимое для реализации принципа дробления «камень о камень». Заключается она в том, что в пространстве рабочего органа конусной дробилки создаются стесненные условия, при которых до 30% дробимого материала измельчается трением друг о друга.

Разумеется у описанных выше плюсов конусной дробилки есть и обратная сторона. Главный недостаток конусной дробилки — её повышенная энергоемкость. Кроме того, конструкция конусной дробилки по определению довольно емкая и громоздкая, что в некоторых случаях затрудняет её эксплуатацию.

Тем не менее конусные дробилки получили широкое распространение во множестве отраслей промышленности. Они применяются как для дробления рудных пород, например чёрных и цветных металлов, так и для дробление нерудных пород включая особо твёрдые, абразивные и трудно дробимые.

Конструктивное исполнение и технические характеристики конусных дробилок так же находится в широком диапазоне

  • ширина приёмного отверстия — до 1500мм.
  • ширина разгрузочной щели на открытой стороне — до 300мм
  • размер максимального конуса (по 5%-му остатку на квадратной ячейке): питания — до 1200 мм, продукта — до 390мм
  • производительность — до 3,420м³/ч
  • мощность главного привода — до 800кВт
  • масса без комплектующих изделий и запасных частей — до 675т

Таким образом конусные дробилки способны решать значительный круг задач.

Классификация конусных дробилок

  • конусные дробилки крупного дробления (ККД) в двух исполнениях: с одним приводом, с двумя приводами
  • конусные дробилки среднего дробления (КСД) в двух исполнениях камеры дробления: грубого дробления, тонкого давления
  • конусные дробилки мелкого дробления (КМД) в двух исполнениях камеры дробления: грубого дробления, тонкого давления

Существует два основных технологических признака для классификации конусных дробилок. Конусные дробилки крупного дробления как правило имеют исполнение: неподвижная конусообразная чаша установлена вершиной вниз, дробящий конус крутой, угол при вершине около 20°.

Конусные дробилки среднего и мелкого дробления: неподвижная конусообразная чаша установлена вершиной вверх, дробящий конус пологий, угол при вершине около 100°.

Конусные дробилки крупного дробления (ККД)

Относить ли конусную дробилку к категории крупного дробления можно оценить по характеристике ширины приёмного и выходного отверстий. Например обозначение конусной дробилки ККД-1500/300 означает, что дробилка конусная крупного дробления с шириной приёмного отверстия 1500 мм и выходного отверстия 300 мм.

Конусные дробилки этого типоразмера могут перерабатывать куски исходного материала размером до 1200 мм и имеют производительность до 2,600 м3/ч. Такие конусные дробилки используются на горно-обогатительных комплексах в качестве головных.

К конусным дробилкам крупного дробления относятся агрегаты, способные принимать куски породы от 400 до 1,200 мм при выходной щели в 75-300 мм. Производительность таких дробилок составляет от 150 до 2,300 куб/час.

Конусные дробилки среднего дробления (КСД)

Конусные дробилки среднего дробления изготавливаются с размерами конуса в 600-900 миллиметров и могут перерабатывать куски руды от 60 до 300 мм, а результат на выходе — фракция в 12-60 мм. Производительность таких дробилок в пределах 12…580 куб/час.

Конусные дробилки среднего дробления характеризуются диаметром основания подвижного конуса Например обозначение конусной дробилки КСД-2200 означает, что дробилка оснащена дробящим конусом с диаметром в основании 2,200 мм.

Для обеспечения равномерности зернового состава продуктов дробления конусные дробилки среднего дробления располагают двумя зонами. В верхней зоне, сужающейся, происходит основное дробление материала, а в нижней, параллельной, — додрабливание.

Конусные дробилки мелкого дробления (КМД)

Приемник конусной дробилки мелкого дробления рассчитан на куски в 35-100 мм, а результат на выходе — фракция 3-15 мм. Производительность конусных дробилок мелкого дробления 12…220 куб/час.

Конусные дробилки мелкого дробления так же характеризуются диаметром основания подвижного конуса и для обеспечения равномерности зернового состава продуктов дробления оборудуются двумя зонами.

В отличии от конусных дробилок среднего дробления, камеры конусных дробилок мелкого дробления имеют параллельную зону большей длины и подвижный конус меньшей высоты.

Особенности развития конусных дробилок

Одним из направлений совершенствования конструкции конусных дробилок стало исключение проблемы заклинивания дробилки в случае попадания слишком твердой породы. Для этого конусные дробилки могут оснащаться пружинной подвеской неподвижной конической чаши к раме. При заклинивании чаша слегка опускается или смещается в сторону, увеличивая тем самым выпускной проем, и слишком твердый элемент удаляется под действием силы тяжести. Пружинная конструкция применяется в конусных дробилках среднего и мелкого дробления.

В последние годы получили распространение дробилки с гидравлическим регулированием разгрузочной щели, что позволяет упростить настройку размера продукта на выходе (фракции), а также использовать гидравлику в качестве предохранителя (компенсатора) перегрузок, возникающих при попадании в рабочую полость труднодробимого продукта.

Другим направлением развития конусных дробилок стало применение вибраторов дебалансного типа или дебалансиров. Дело в том, что при низкой частоте колебания подвижного конуса дробление затруднено, производительность дробилки низкая. Простое увеличение частоты приводит к возрастают динамических колебаний, которое может привести к разрушению фундамента дробилки.

Дебалансиры обеспечивают подвижному конусу дополнительную вибрацию, которая повышает качество дробления. Несмотря на то, что конструкция конусной дробилки дебалансирного типа стала несколько сложнее, конструкторам удалось снизить общую вибрацию во время работы и снизить требования к устройству фундамента. При увеличении энергопотребления в целом, удельный расход снижается.

Конусные дробилки дебалансирного типа, у нас так же называемые инерционными, отличаются и возможностью регулировки интенсивности дробления, тем самым они могут настраиваться на получение конечного продукта различного гранулометрического состава. Это важно на любых этапах дробления и большинстве технологических процессов.

В частности такие дробилки хорошо показали себя при производстве материалов для строительства дорог (как автомобильных, так и железнодорожных). Конусные дробилки, оснащенные дебалансирами позволяет получать щебень, который на 85% от общего выпуска является кубовидным, что считается очень хорошим результатом.

Существуют конечно и более экзотические решения, такие как комбинированная щеково-конусная дробилка. Верхняя часть загрузочной щели такой дробилки выполнена более полого, что позволяет загружать крупные куски породы. На этом участке сопряжения неподвижного и подвижного органов дробилка работает подобно классической щековой.

В средней и нижней части чаши и конуса щель сужается, и дробимый продукт измельчается по технологии конусной дробилки. В результате можно использовать для измельчения крупное сырье, как в щековых дробилках, а на выходе получать щебень кубовидной формы, как в классической конусной дробилке.

Кроме производства специалисты завода нестандартного оборудования «Машинопромышленное объединение» осуществляют техническое диагностирование. Комплекс работ по техническому диагностированию конусных дробилок включает в себя определение технического состояния конструкций, определение пригодности его элементов к дальнейшей эксплуатации.

Рабочие элементы конусных дробилок.

Принцип действия| ООО «СамЛит»

На рис. 1 представлены схемы основных типов конусных дробилок для крупного (я и б), среднего (в) и мелкого (г) дробления. Рабочими элементами дробилок являются поверхности дв11- входящих друг в друга конусов. Внешний конус 1 неподвижно связан со станиной дробилки, а внутренний 2 установлен на оси 3. В одних конструкциях (б, в иг) нижний конец оси крепят эксцентрично в стакане 4, при вращении ось описывает конус с вершиной в точке 0. В других конструкциях (а) крепление оси осуществляется в соосных подшипниках с эксцентриситетом относительно оси внешнего конуса 1.

При таком вращении внутренний конус дробилки в одной части окружности приближается к неподвижному конусу, разрушая материал, а в другой, противоположной части окружности, удаляется от неподвижного конуса. Измельченный материал при этом высыпается через расширившуюся выходную щель.

Таким образом, в отличие от щековых дробилок в конусных дробилках процесс разрушения материала и удаления его из зоны измельчения происходит непрерывно. За счет непрерывности и большей равномерности в работе производительность конусных дробилок на единицу собственной массы выше, чем щековых. Конусные дробилки расходуют меньше энергии и не нуждаются в громоздком маховике. Однако это не значит, что во всех случаях необходимо отдавать предпочтение конусным дробилкам. При малых производительностях и большой крупности исходного сырья щековая дробилка


Рис. 1. Схемы основных конусных дробилок:
а, б — для крупного дробления; в — среднего дробления; г — мелкого дробления;
1 — внешний конус; 2 — внутренний конус; 3 — ось; 4 — стакан.

может оказаться выгоднее конусной. Это связано с тем, что геометрические размеры как щековой, так и конусной дробилки определяются размерами кусков в исходном сырье. А геометрические размеры дробилок определяют их производительность и мощность двигателя.

Может оказаться, что для измельчения данных кусков сырья потребуется крупногабаритная конусная дробилка, производительность которой превосходит требуемую. В этом случае она будет недогружена и ее коэффициент полезного действия останется низким.

Следовательно, без экономического анализа схемы измельчения нельзя однозначно выбирать необходимый тип дробилки.

Дробилки для крупного дробления

На рис. 2 показана конусная дробилка для крупного дробления с выгрузкой измельченного материала через боковой лоток. Основными узлами дробилки являются станина, внешний конус, закрепленный на станине, траверса для подвески вала, внутренний конус с валом и привод конуса. Внутри станины 21 расположен направляющий стакан 23 с бронзовым вкладышем 3 и наклонный лоток 25 для выгрузки дробленого материала.


Рис. 2. Конусная дробилка для крупного дробления с выгрузкой материала через боковой лоток:
1 — ведущий вал; 2 — ведущая шестерня; 3 — вкладыш; 4, 5 — нижний и верхний ряды броневой футеровки внешнего конуса; 6 — вал внутреннего конуса; 7 — втулка;8 — разъемная гайка; 9 — опорная шайба; 10 — опорная втулка; 11 — опорное кольцо; 12 — траверса; 13 — контргайка; 14 — гайка; 15 — внутренний конус; 16, 18 — верхнее и нижнее броневые кольца внутреннего конуса; 17 — цинковая заливка; 19 — внешний конус; 20 — уплотняющие кольца; 21 — станина; 22 — эксцентриковый стакан; 23 — направляющий стакан; 24 — баббитовая заливка; 25 — лоток; 26 — опорное устройство эксцентрикового стакана; 27 — штуцер для подвода масла; 28 — ведомая шестерня; 29 — стакан.

Внешний конус 19, изнутри футерованный двумя рядами броневых плит 4 и 5 из марганцовистой стали, с помощью нижнего фланца и болтов крепится к станине. Траверса 12, или паук, опирается на верхний фланец внешнего конуса и поддерживает вал внутреннего конуса 6.

Последний укреплен на валу 6 и с внешней стороны защищен верхним и нижним броневыми кольцами 16 и 18, которые закрепляются с помощью гайки 14 и контргайки 13. Верхний конец вала внутреннего конуса с помощью деталей 8-11 подвешивают к траверсе, а нижний конец входит в эксцентриковый стакан 22 приводного устройства.


Рис. 3. Конусная дробилка для крупного дробления с центральной выгрузкой дробленого материала:
1 — центральный вал; 2, 4 — эксцентриковый и направляющий стаканы; 3 — втулка; 5 — станина; 6, 7 — защитный и внешний конуса; 8 — броневая футеровка; 9 — траверса; 10 — броня траверсы; 11 — колпак; 12, 17 — гайка; 13 — опорный стакан; 14, 15 — опорные втулки; 16 — сменная втулка; 17 — опорное кольцо; 18 — броня внутреннего конуса; 19 — внутренний конус; 20 — уплотняющая шайба; 21, 24 — ведомая и ведущая шестерни; 22 — ведущий вал; 23 — стакан.

Эксцентриковый стакан упирается на подпятник 26, состоящий из верхней стальной шайбы, скрепленной со стаканом, бронзовой шайбы, нижней стальной шайбы и сферической опорной шайбы. На нижнем конце эксцентрикового стакана укреплена коническая шестерня 28, которая вместе со стаканом приводится во вращение с помощью ведущей шестерни 2 и вала.


Рис. 4. Конусная дробилка для крупного дробления с центральной неподвижной осью:
1 — крышка; 2 — центральная ось; 3, 15 — ведомая и ведущая шестерни; 4 — эксцентриковая втулка; 5 — станина; 6, 11 — внешний и внутренний конусы; 7 — броня внешнего конуса; 8 -траверса; 9 — броня траверсы; 10 — колпак; 12 — броня внутреннего конуса; 13 — стакан; 14 — ведущий вал.

Для защиты трущейся пары (вал — эксцентриковый стакан) от попадания в нее пыли устанавливают уплотняющие кольца 20.

Измельчаемый материал поступает в пространство между внешним и внутренним конусами, измельчается и выводится через наклонный лоток.

Защитные кольца внутреннего и внешнего конусов являются сменными, и их по мере износа заменяют.

Крупность дробленого материала определяется шириной выходной щели, которую можно менять, перемещая внутренний конус в вертикальном направлении с помощью гайки 8. При подъеме конуса ширина уменьшается, при опускании увеличивается.

На рис. 3 показана конусная дробилка для крупного дробления с центральной выгрузкой или вертикальным сбросом дробленого материала, который выводится через шахту, расположенную в фундаменте под дробилкой. Приводная пара шестерен этой дробилки расположена на верхней части эксцентрикового стакана, и сам стакан имеет верхнюю опору. Такие дробилки удобнее в монтаже, эксплуатации и ремонте. Поскольку установку эксцентрикового стакана производят сверху, при измельчении влажных или глинистых материалов уменьшается опасность забивания дробилки.

Амплитуда качания нижних точек внутреннего конуса рассмотренных дробилок больше, чем верхних. Такое движение конуса не создает деформацию куска материала, при которой он разрушается. Чем крупнее разрушаемые куски, тем больше должна быть абсолютная величина их деформации и, наоборот, с уменьшением размера кусков деформация должна быть меньше. Величину деформации в конусной дробилке определяют размахом качания конуса, а этот размах минимален там, где разрушаются наиболее крупные куски, и максимален, где куски имеют уже минимальный размер, т. е. у выходной щели. Это увеличивает разброс в гранулометрическом составе дробленого материала.

Различие между размахом качаний нижних и верхних точек конуса сведено к нулю у эксцентриковой дробилки, показанной на рис. 4. Дробилка отличается от описанных выше устройством привода внутреннего конуса 11. Последний свободно посажен на эксцентриковый стакан 4, который также свободно вращается на центральной оси 2, концы которой заделаны в станину 5 и траверсу 8. На нижнем конце стакана закреплена ведомая шестерня 3.

Таблица 1. Техническая характеристика конусных дробилок для крупного дробления с подвешенным валом

Таблица 2. Техническая характеристика конусных дробилок для крупного дробления с подвешенным валом

Все точки внутреннего конуса имеют постоянный эксцентриситет вращения или постоянную амплитуду качания, что обеспечивает получение более однородного по гранулометрическому составу продукта. Сама дробилка по сравнению с другими с такой же шириной загрузочной пасти имеет меньший размер по высоте.

В табл. 1 и 2 приводится техническая характеристика конусных дробилок для крупного дробления материала. Достигаемая в этих дробилках степень измельчения колеблется от 3 до 6.

Дробилки для среднего и мелкого дробления

Воспринимаемые внутренним конусом усилия при разрушении материала передаются на опору 22 со сферическим бронзовым вкладышем. Эта опора через направляющий стакан 1 связана со станиной 8. Эксцентриковый стакан 26 приводится в движение конической ведомой шестерней 2 от шестерни 25, сидящей на горизонтальном валу 24.


Рис. 5. Конусная дробилка для среднего дробления:
1 — направляющий стакан; 2 — ведомая шестерня; 3 — станина; 4 — натяжной болт; 5 — гайка; 6 — шайба; 7 — пружина; 8 — внутренний конус; 9 — винтовой домкрат; 10 — кожух; 11 — приемная воронка; 12 — защита внутреннего конуса; 13 — центральный вал; 14 — фасонная гайка; 16 — загрузочная воронка; 16 — стержни с клиновым креплением; 17 — приемная тарелка; 18 — цинковая заливка; 19 — установочное кольцо; 20 — внешний конус; 21 — защита внешнего конуса; 22 — сферическая опора; 23 — стакан; 24 — ведущий вал; 25 — ведущая шестерня; 26 — эксцентриковый стакан; 27 — опорная пята эксцентрикового стакана.

Внешний конус 20 специальной резьбой удерживается в установочном кольце 19, которое притягивается к корпусу дробилки устройством, состоящим из болтов с гайками 4,5, шайбы 6 и пружины 7. По окружности дробилки в зависимости от ее размера устанавливается от 20 до 130 болтов с пружинами, прижимающими установочное кольцо к корпусу с силой 4000-6000 кН.

Крепление внешнего конуса с помощью пружин позволяет исключить возможную поломку машины в случае попадания в зону дробления недробящихся тел. При попадании в зоны дробления таких тел пружины сжимаются, внешний конус поднимается и твердое тело проходит через зоны дробления, не причиняя машине вреда.

Крупность дробленого материала определяется шириной выходной щели, которая может изменяться подъемом или Опусканием внешнего конуса при повороте его с помощью винтового домкрата 9.

В табл. 3 приводится техническая характеристика конусных дробилок для среднего дробления.

Таблица 3. Техническая характеристика конусных дробилок для среднего дробления

На рис. 6 представлена конусная дробилка для мелкого дробления материалов. От конусной дробилки для среднего дробления она отличается формой и соотношением размеров внешнего и внутреннего конусов. Образующая внешнего конуса является прямой, тогда как у дробилки среднего дробления она кривая. Расширение приемной (верхней) части зоны измельчения обеспечивается скосами защитных плит, а также уменьшением их толщины. В нижней части зоны измельчения значительно увеличен участок с параллельными рабочими поверхностями конусов, что позволяет выводить измельченный материал, более однородный по размеру частиц. Привод центрального вала, движение внутреннего конуса, крепление защитных плит, изменение ширины выходной щели, прием исходного сырья осуществляются так же, как у дробилок для среднего дробления.


Рис. 6. Конусная дробилка для мелкого дробления:
1 — центральный вал; 2 — эксцентриковый стакан; 3 — направляющий стакан; 4 — ведущая шестерня; 5 — стакан ведущего вала; 6 — ведущий вал; 7 — внутренний конус; 8 — защита внутреннего конуса; 9 — защита внешнего конуса; 10 — внешний конус; 11 — установочное кольцо; 12 — кожух; 13 — приемная воронка; 14 — приемная тарелка; 15 — загрузочная воронка; 16 — стержни с клиновым креплением; 17 — фасонная гайка; 18 — винтовой домкрат; 19 -пружины; 20 -шайба; 21 -гайка; 22 — натяжные болты; 23 — станина; 24-сферическая опора; 25 — ведомая шестерня; 26 — подпятник эксцентрикового стакана.

В табл. 4 приводится техническая характеристика конусных дробилок для мелкого дробления.

В описанных конструкциях конусных дробилок для среднего и мелкого дробления ширину выходной щели, а следовательно, и крупность измельченного материала регулируют с помощью установочного кольца. Кольцо с винтовой нарезкой при повороте передвигается в осевом направлении по внешнему конусу дробилки, приближаясь или удаляясь от него, увеличивая или уменьшая зазор между конусами (зона измельчения). В таком устройстве наиболее уязвимой частью является нарезка, которая, забиваясь пылью, быстро изнашивается, что затрудняет регулировку ширины щели и ускоряет выход из строя ответственных деталей.

Таблица 4. Техническая характеристика конусных дробилок для мелкого дробления (короткоконусные) между конусами (зона измельчения). В таком устройстве наиболее уязвимой частью является нарезка, которая, забиваясь пылью, быстро изнашивается, что затрудняет регулировку ширины щели и ускоряет выход из строя ответственных деталей.

Другим существенным недостатком конструкции конусных дробилок для среднего и мелкого дробления является большое число амортизирующих пружинных устройств и ограниченность величины сжатия пружин или отхода внешнего конуса от внутреннего.

При попадании в зону измельчения крупных недробящихся тел пружины могут сжаться до предела, и все же это тело не пройдет через образовавшуюся щель. Дробилка заклинивается и забивается. Чтобы после заклинивания привести дробилку снова в рабочее состояние, требуется поднять внешний конус, а в некоторых случаях еще и ослабить пружины, чтобы неразрушенный предмет вынуть или пропустить через зону измельчения. Если учесть при этом, что резьбовое соединение забивается пылью, а число амортизирующих пружинных устройств в зависимости от размера дробилки составляет от 20 до 130 шт., то «расклинивание» дробилки является нелегкой и продолжительной операцией.

В крупных конусных дробилках для среднего и мелкого измельчения используют гидравлическую . амортизацию и регулирование ширины выходной щели, схематическое устройство которой показано на рис. 7.

Центральный вал 6 опирается на плунжер 2, цилиндр 1 которого заполнен маслом и соединен маслопроводом с газовым аккумулятором 10, насосом 13 и сборником масла 12.


Рис. 7. Схема -гидравлической амортизации и регулировки разгрузочной щели конусных дробилок:
1 — цилиндр; 2 — плунжер; 3 — ведомая шестерня; 4 — эксцентриковый стакан; 5 — станина; 6 — вал; 7 — внутренний конус; 8 — внешний конус; 9 — ведущая шестерня; Ю — аккумулятор; 11 — предохранительный клапан; 12 — резервуар масла; 13 — насос.

Регулирование выходной щели у таких дробилок осуществляется подъемом или опусканием внутреннего конуса при нагнетании в цилиндр 1 или выпуске из него масла. Амортизация осуществляется с помощью включенного в систему газового аккумулятора 10.

Во время работы дробилки внутренний конус удерживается в заданном положении гидравлической системой и газовым аккумулятором. При попадании в зону измельчения недробящегося тела конус 7 опускается, нажимая на плунжер 2, который будет передавливать масло из цилиндра 1 в газовый аккумулятор 10 до тех пор, пока между внешним и внутренним конусами не образуется щель, по ширине достаточная для прохождения недробящегося тела.

Под действием поступающего в аккумулятор 10 масла находящийся в нем газ сжимается. Как только измельчитель освободится от недробящегося тела, сжатый газ снова передавит масло из аккумулятора в цилиндр 1, плунжер 2 поднимется и конус 7 займет прежнее положение.

На рис. 8 показан разрез конусной дробилки для среднего дробления с амортизацией и регулированием разгрузочной щели гидравлическим способом.

Эти дробилки отличаются от описанных выше устройствами для амортизации и регулирования выходной щели. Внутренний конус 6 укрепляется на подвесном цилиндре 10, а последний упором 8 опирается на пяту 9. Она связана со штоком 14 и поршнем 16. В крышке 17 цилиндра 15 предусмотрен штуцер, через который в цилиндр подается или из него отводится масло. При подаче в цилиндр масла поршень поднимается и через шток поднимает внутренний конус. При этом размер выходной щели дробилки уменьшается. Расширение щели производится за счет отвода масла из цилиндра.


Рис. 8. Конусная дробилка с гидравлической амортизацией и гидравлической регулировкой разгрузочной. щели:
1 — стакан ведущего вала; 2 — станина; 3 — внешний конус; 4 — защита внешнего конуса; 5 — приемная воронка; б — внутренний конус; 7 — защита внутреннего конуса; 8 — верхний упор конуса; 9 — опорная пята; 10 — подвесной цилиндр конуса; 11 — эксцентриковый стакан; 12 — полая ось вращения конуса; 13 — ведомая шестерня; 14 — шток; 15 — цилиндр; 16 — поршень; 17 — крышка цилиндра; 18 — ведущая шестерня; 19 — ведущий вал.


П.М. Сиденко
Измельчение в химической промышленности
(Глава II. Измельчители раскалывающего и разламывающего действия)

SolidsWiki

Энциклопедия по оборудованию для обработки и обработки сыпучих материалов


Сеть Solids

 

 

Рекомендуемый продукт

Гомогенизатор высокого давления

Гомогенизаторы высокого давления используются для гомогенизации соединений, требующих высокого давления для процессов. Гомогенизаторы высокого давления часто являются решением, особенно полезным в фармацевтической и биотехнологической промышленности.

Подробнее..

 

 

Услуги

Сертификация, Инспекция, Работа по договору, Курсы, Обучение, Инжиниринг, Консалтинг, Выставки, Техническое обслуживание, Маркетинг, Измерение, Калибровка, Аренда

 

 

Органы управления

Приводы, Приводы, Системы Управления, Детекторы, Датчики, Дозирование, Электронные Компоненты, Индикаторы, Измерители, Манометры, Программное обеспечение, Переключатели, Взвешивание

Новости отрасли
{{#widget:Feed

фид-адрес=http://solidsonline. com/news.atom чан=н число=5 по убыванию=0 дата=n тарг=n

}}

Сообщения на SolidsForum
{{#widget:Feed

фидурл=http://www.solidsforum.com/syndication.php?limit=5 чан=н число=5 по убыванию=0 дата=n тарг=n

}}

Предстоящие события
{{#widget:Feed

фид-адрес=http://solidsonline.com/calendar.atom чан=н число=5 по убыванию=0 дата=n тарг=n

}}

Знаете ли вы

Вы можете скачать эту шведскую электронную книгу о силосных пожарах бесплатно! Silo Fires подчеркивает оперативную тактику, которая в основном основана на использовании газообразного азота для инертизации бункера.

Пожар в силосах влечет за собой множество опасностей, в том числе риск взрыва газа и пыли, который может привести как к серьезным травмам персонала, так и к риску распространения огня на соответствующие конвейерные системы, что может быстро привести к значительным повреждениям. Считается, что использование газообразного азота позволяет свести к минимуму риск травм и повреждения имущества.

lw:Главная страница gw:Главная страница

Минералы | Бесплатный полнотекстовый | Анализ крутящего момента гирационной дробилки с использованием метода дискретных элементов

1. Введение

Измельчение представляет собой постепенное измельчение рядовой руды, и его начальный этап состоит из первичного дробления [1].Гирационные дробилки являются наиболее распространенными машинами, используемыми для первичного дробления в горнодобывающей промышленности Чили и во всем мире, и они рассчитаны на большую производительность. Примечательно, что Чили произвела почти одну треть мировой добычи меди, и эта отрасль является одной из самых важных для этой страны [2]. В настоящее время существует большой интерес к изучению рабочих параметров дробилок первичного и вторичного дробления в для оптимизации их работы [3]. По этой причине были разработаны различные модели для прогнозирования условий работы гирационных дробилок.Эти модели могут быть классифицированы как эмпирические [4] и механистические модели [5,6]: из последних некоторые из них могут быть решены численно, например, с помощью метода дискретных элементов. Схема, используемая для моделирования динамического поведения гранулированного потока. Взаимодействие частиц отслеживается контакт за контактом, и для каждой частицы моделируется движение [7]. Впервые он был предложен Кандаллом [8], а затем расширен до трех измерений Хартом и Кандаллом [9,10].Частицы в системе взаимодействуют друг с другом за счет сил, рассчитанных с помощью контактных моделей, что позволяет рассчитать взаимодействия между частицами и между частицами и стенками. Для всех временных шагов уравнения движения для каждой частицы решаются численно, и новое положение частиц приобретается и обновляется для нового временного шага. ЦМР использовался инженерами и учеными в широком диапазоне областей, в в частности, ЦМР стала одним из наиболее важных инструментов моделирования поведения машин и процессов при обогащении и измельчении полезных ископаемых [11]. Моделирование DEM предоставляет динамическую информацию, такую ​​как переходные силы для каждой частицы, которую чрезвычайно сложно, если вообще возможно, получить с помощью физических экспериментов с текущими научными и экспериментальными разработками [12]. Чтобы смоделировать оборудование для измельчения, необходимо использовать правильную модель дробления для представления распределения частиц по размерам (PSD) дочерних частиц и удельного энергопотребления. С помощью ЦМР было смоделировано несколько гирационных и конусных дробилок. Литчер и др.предложил модель конусных дробилок с двусторонней связью DEM-PBM (Population Balance Model) [13], где PBM использовалась для представления уменьшения размера частиц. Были смоделированы конусная дробилка B90 и конусная дробилка HP100, и был подтвержден гранулометрический состав продукта. Ли и др. [14] представили DEM-модель конусной дробилки с использованием метода замещения частиц (PRM) для представления дробления горных пород. Они изучили влияние положения закрытой стороны и эксцентрической скорости на распределение размеров изделий с помощью моделирования ЦМР. Делани и др. В работе [15] смоделирована конусная дробилка промышленного масштаба с МДМ, использующей частицы суперквадриков, и была предложена модель разрушения МДМ, в которой частицы разрушаются, когда энергия контакта достигает максимального значения. Распределение размеров потомства этой модели разрушения было получено с использованием данных испытаний Центра исследования минералов Юлиуса Крутшнитта (JKRMC) падающим грузом. Квист и др. [16] исследовали конусную дробилку Svedala H6000 промышленного масштаба с помощью ЦМР и экспериментов. Коммерческая программа ЭДЕМ 2.5 (предоставленный DEM Solutions Ltd., Эдинбург, Шотландия, Великобритания) использовали с моделью связанных частиц (BPM) для описания разрушения частиц. При моделировании были рассчитаны пропускная способность, потребляемая мощность и распределение частиц продукта по размерам, а затем они были сопоставлены с экспериментальными данными. Для пропускной способности относительные погрешности 34,6 % и 1,97 % были получены для параметров закрытых сторон, равных 34 мм и 50 мм соответственно. Используя тот же код DEM, Johansson et al. [3] представили ЦМР-моделирование лабораторной конусной дробилки Morgårdshammar B90, а результаты сравнили с лабораторными экспериментами.Для исследования влияния скорости эксцентрика на частотах 10 Гц и 20 Гц было выполнено два моделирования случая. PSD продукта относительно хорошо соответствовала экспериментальным результатам с соответствующей грубой областью. При сравнении массового расхода относительная погрешность 1,36 % была достигнута при моделировании при 10 Гц, а 56,4 % — при моделировании при 20 Гц. Чен и др. выполнили моделирование DEM и оптимизацию параметров гирационной дробилки, используя модель связанных частиц для представления разрушения частиц [17].Это моделирование было выполнено с помощью программного обеспечения EDEM на гирационной дробилке CG810i SANDVIK, и был проведен полный анализ чувствительности. Андре и Таварес опубликовали моделирование конусной дробилки лабораторного масштаба, приняв новую модель разрушения [18]. Их результаты показали хорошее совпадение с экспериментами по производительности с относительной ошибкой 9,6, 10,4 и 37,9% для трех представленных случаев, но результаты показали отклонение до 50% для удельной энергии и размера продукта. Для анализа производительности инерционной конусной дробилки GYP1200 был представлен многотельный динамический метод и метод дискретных элементов, и он был сопоставлен с экспериментальными данными, получив относительную погрешность 4% как в потребляемой мощности, так и в производительности для случая 400 об / мин, ошибка 11%. в потребляемой мощности и 22% ошибки в пропускной способности для случая 600 об/мин [19].Полное исследование моделирования измельчения было представлено Cleary et al., сосредоточив внимание на последних достижениях в моделировании измельчения на основе частиц [20]. Были проанализированы три машины: двухвалковая дробилка, конусная дробилка и ударная дробилка с вертикальным валом (VSI). Среди задач, которые они предложили, выделяется промышленная проверка моделей дробилок DEM. Оптимизация камеры дробления с помощью DEM (EDEM 2018) была выполнена с использованием генетического алгоритма [21]. Разрушение частиц моделировали с помощью BPM, моделируя частицы как руду кубической формы с краем 300 мм, образованную сферическими частицами радиусом 30 мм. После оптимизации производительность и удельная мощность (массовый расход на единицу мощности) увеличились на 36% и 26% соответственно. Еще одна оптимизация камеры была проведена путем принятия двухцелевой оптимизации производительности и качества продукта в конусной дробилке C900 [22]. Производительность определялась с помощью аналитической модели и численно с помощью ЦМР. Оптимизация угловой скорости мантии заключалась в следующем: длина параллельной зоны; нижний угол мантии; эксцентрический угол; эксцентриситет; и угол зацепления.Производительность и процент измельченных продуктов увеличились примерно на 2% и 2,1% соответственно. элементный метод для изучения мощности дробления и крутящего момента дробления в различных условиях эксплуатации. Программное обеспечение Rocky DEM используется с многогранными частицами, гистерезисной контактной моделью и моделью разрушения Тавареса [23]. Моделирование подтверждается использованием номинальных и экспериментальных данных о производительности, размере продукта и мощности дробления, что является важным вкладом в моделирование измельчения [20]. Полный силовой анализ распределения нагрузки, действующей на кожух дробилки, и крутящего момента в геометрии кожуха выполняется с подвижной системой отсчета в полярных координатах. С этим переменным изменением можно получить плоское распределение силы и крутящего момента, как это можно наблюдать в предыдущей работе [21] и таких машинах, как щековые дробилки [24]. В качестве новшества предлагается методика расчета дробящей мощности дробилок, в которой крутящий момент рассчитывается с радиальными силами, поскольку только эти силы передаются на эксцентрик.

2. Гираторная дробилка

Вращательная дробилка состоит из подвижной и усеченно-конической головки и неподвижной вогнутой обечайки, как показано на рисунке 1. Головка выполнена за одно целое с основным валом и покрыта элементом износа, называемым кожухом. . Совокупность этих деталей составляет основной узел вала. Внешний элемент выполнен вогнутым и закреплен на основной раме машины. Главный вал поддерживается крестовиной вверху и системой позиционирования главного вала (гидравлическая система вертикальной регулировки) и эксцентриковым вкладышем внизу.

Функциональный принцип машины заключается в сжатии руды между мантией и подбарабанием. Для достижения сжатия частиц главный вал вращается эксцентрично, обеспечивая периодическое приближение и удаление мантии относительно вогнутости. Это означает, что при заданном угловом и вертикальном положении расстояние между кожухом и подбарабаньем периодически изменяется при каждом обороте главного вала. Эксцентрик, как следует из его названия, допускает эксцентрическое движение. Это движение производится электродвигателем, соединенным с валом-шестерней, который соединен с эксцентриком косозубым зубчатым колесом.

Настройка закрытой стороны, css, определяется как наименьшее расстояние между кожухом и вогнутостью, а настройка открытой стороны, oss, определяется как наибольшее расстояние на той же высоте [16]. Из-за внецентренного движения, если при заданном вертикальном положении это расстояние равно css, то oss окажется в диаметрально противоположном положении. Скорость вращения эксцентрика составляет от 85 до 150 об/мин [25]. Классический эмпирический подход к оценке мощности дробления P заключается в использовании уравнения (1), полученного из уравнения Бонда [26]:

P=10 кмWiM˙1P˜80−1F˜80

(1)

где M˙ — массовый расход продукта, km — постоянная машины, Wi — индекс работы, а P˜80 и F˜80 — величина совокупного процента ниже 80% в продукте и подаче , соответственно.Потребляемая мощность получается путем добавления мощности холостого хода, которую можно измерить эмпирически. крутящий момент [16]. Точно так же, как в уравнении Бонда, мощность холостого хода или холостого хода должна быть добавлена ​​к мощности дробления, чтобы получить общую мощность для работы этой машины [27]. Рассмотрим силу Fi между частицей и мантией, приложенную в i-узле или точке А мантии, как это видно на рисунке 2, где на этом рисунке показаны все следующие геометрические параметры.Используются фиксированная XYZ и подвижная система отсчета XYZ. Рамка xyz следует за движением главного вала, вращающегося с той же скоростью ω и с θ=ωt, где t — время. Ось Y — это ось эксцентрика, а ось ym — это ось главного вала. Также используется полярная система координат, где ε измеряется относительно оси x, а css всегда находится в ε=0 или в точке C. Положение точки A представлено вектором ri и углами ε и ψ.

Контактная сила разлагается на три составляющие: Fr,i, Fε,i и FY,i.Радиальная r и поперечная ε составляющие представляют собой проекцию на горизонтальную плоскость контактной силы между частицей и мантией в полярных координатах. Y-компонента представляет собой вертикальную составляющую этой силы.

Поскольку главный вал установлен в полностью смазанной эксцентриковой втулке, мощность и крутящий момент, необходимые для разрушения руды, оцениваются только с учетом радиальной силы между частицами и оболочкой, Fr,i. Крутящий момент, создаваемый поперечными силами Fε,i на оболочке, не передается на эксцентриковый узел, а вызывает только вращение вокруг оси основного вала, которое также называется вращением головы, ωhs [3].

(3)

где ri — вектор, начинающийся в точке O и заканчивающийся в точке A. Точка O соответствует пересечению горизонтальной плоскости и центральной оси эксцентрика, которая является осью Y. Тогда, используя определение работы, выраженной через крутящий момент и угловую скорость по оси Y эксцентрика, равную ω, мощность дробления описывается следующим образом:

Если угловая скорость постоянна, мощность дробления P(t) зависит только от времени дробления крутящего момента T(t).Гирационные дробилки работают при достижении постоянной угловой скорости и с преобразователем частоты; следовательно, угловая скорость при работе обычно постоянна.

В некоторых приложениях DEM, таких как шаровая мельница [28], щековая дробилка [24], валковая мельница высокого давления [29,30], барабанная сушилка с мешалкой [31], V-образный смеситель [32] и винтовой конвейер [33], расчет потребляемой мощности выражается суммой скалярного произведения силы, приложенной к i-узлу, и вектора скорости того же узла, vi, со следующим выражением: Несмотря на то, что определения мощности с силой (4) и крутящим моментом (5) эквивалентны, уравнение (5) неверно для гирационных дробилок, так как оно учитывает тангенциальные силы и вращение головки. Если мы рассмотрим простой случай прямоугольной пластины, вращающейся вокруг вертикальной оси Y, как смеситель, показанный на рисунке 3а, оба уравнения (4) и (5) дают один и тот же результат, поскольку только силы, перпендикулярные прямоугольной пластине, обеспечивают работу. Зная, что крутящий момент равен T=ri×Fi и что скорость любой точки пластины равна v=ω×ri и перпендикулярна прямоугольной пластине, утверждение можно проверить. Для гирационных дробилок, если мы используем (5) мощностью будет считаться работа, совершаемая поперечными силами.На рис. 3b представлена ​​часть поперечного сечения мантии на высоте Y. Указаны вектор силы Fi, приложенный к мантии, и скорость vi узла i. Если вращение головы равно нулю, скорость vi одинакова во всех поперечных сечениях мантии, перпендикулярных оси x, и имеет величину, равную v=ωe, где e — эксцентриситет на этой высоте Y. Поскольку скорость параллельна оси z, только составляющая по той же оси совершает работу Fz; следовательно, при использовании уравнения (5) сила дробления будет описана следующим образом: На рис. 3c,d показано прямоугольное разложение контактной силы в радиальном и поперечном направлениях, а также x и z соответственно.′ принадлежат оси x и оси z соответственно. Тогда разрушающий крутящий момент (3) в полярных координатах выражается уравнением (10).

T(t)=∑iNFr,iesinε

(10)

Поскольку e является функцией высоты Y, уравнение (10) зависит от r и ε. С помощью этого выражения мы можем найти максимум и минимум крутящего момента, считая контактную силу постоянной. Критическая точка не была обнаружена при изучении первой частной производной по ε и r. При анализе границы установлено, что крутящий момент максимален при r=rmax и ε=π/2, а минимален при r=rmax и ε=−π/2, где rmax – максимальный радиус мантии, расположенной внизу.Кроме того, происходит изменение знака момента. Если мы считаем крутящий момент положительным при 0<ε<π, то при −π<ε<0 крутящий момент будет отрицательным. Кроме того, из (10) можно заметить, что момент равен нулю при ε=0 и ε=π, так как плечо момента радиальной силы равно нулю.

3. Модель ЦМР

В методе дискретных элементов моделируются частицы и границы, такие как твердые тела. Контактные силы моделируются как системы демпфирующих пружин с учетом расстояния перекрытия между ними.Нормальная контактная сила моделируется гистерезисной моделью линейной пружины, предложенной Уолтоном и Брауном [34], и кулоновским пределом линейной пружины для тангенциальной составляющей силы. Реализация модели нормального контакта в Рокки зависит от времени, что описывается следующим набором уравнений для временного шага j:

Fη,j=minKηl·sη,j,Fη,j−1+Kηu·Δsη, если Δsη⩾0maxFη,j−1+Kηu·Δsη,λ·Kηl·sη,j, еслиΔsη<0

(11)

Δsη=sη,j−sη,j−1

(12)

где Fη,j и Fη,j−1 — нормальные упругопластические контактные силы в текущий момент времени tj и в предыдущий момент времени tj−1 соответственно.Δsη — изменение перекрытия нормалей контакта за текущее время. sη,j и sη,j−1 — нормальные значения перекрытия в текущий и предыдущий момент времени соответственно. Kηl и Kηu — значения нагрузочной и разгрузочной контактных жесткостей соответственно.

λ – безразмерный постоянный параметр стабилизации; его значение в Rocky DEM равно 0,001. Использование λ гарантирует, что во время разгрузки нормальная сила вернется к нулю, когда перекрытие уменьшится до нуля.

Касательные силы, Fτ, представлены линейной пружинной моделью кулоновского предела:

Fτ,j=мин(Fτ′,µFn,j)Fτ′Fτ′

(13)

где Fτ′ — тангенциальная сила, определяемая формулой (14), а μ — коэффициент трения.Описано следующее:

Fτ′=Fτ,j−1−KτΔsτ

(14)

где Fτ,j−1 — значение тангенциальной силы в предыдущий момент времени, Δsτ — тангенциальное относительное смещение частиц на временном шаге, а Kτ — тангенциальная жесткость. Жесткость можно рассчитать, как описано в Приложении A.1, в соответствии с параметрами материала. самолет.Например, плоскость контакта при взаимодействии двух сферических частиц определяется как плоскость, перпендикулярная линии, соединяющей центры этих частиц. Для многогранных частиц алгоритм контакта частица-граница использует ближайшие точки частицы и треугольник сетчатой ​​границы или две точки с максимальным расстоянием перекрытия для создания линии, а затем плоскости, перпендикулярной этой линии [34]. Чтобы точно Для описания физического явления в гирационной дробилке необходима модель разрушения, чтобы обеспечить поток частиц через машину.В выбранном ПО таких моделей две: Ab-T10 и Tavares. Обе модели представляют собой схему замещения частиц (PRM), изменяющую многогранную родительскую частицу в многогранных дочерних частицах и сохраняющую как массу, так и объем в полученных фрагментах в случае разрушения. Модель Тавареса выбрана для представления разрушения частиц, поскольку она имеет обширную характеристику материала. Эта модель разрушения может характеризовать разрушение тела полиэдрических выпуклых частиц, при этом частицы будут разрушаться в зависимости от энергии, рассеиваемой при контакте, когда они находятся под напряжением [23]. Если энергии недостаточно для разрушения частицы, частица будет ослабевать, уменьшая свою прочность. Фрагменты разбитой частицы генерируются по алгоритму разрушения Вороного [35] в соответствии с распределением по размерам. У Рокки есть две разные модели распределения размеров: Годена-Шумана и неполная бета-функция [36]. В данной работе был выбран последний, а подробности процедуры расчета модели разрушения представлены в Приложении А.2.

5. Результаты

Представлены результаты моделирования ЦМР гирационной дробилки.Он начинается с проверки модели, затем представлены эффекты рабочих параметров, таких как oss и ω. Наконец, результаты моделирования случая неравномерного заполнения показаны и сравнены с базовым случаем.

5.1. Проверка модели
В таблице 6 представлены эффективность и производительность дробилки при замене ос. Мощность дробления для oss = 240 мм, базовый вариант, близка к экспериментальному значению, 1329,4 кВт, а поведение других конфигураций соответствует ожидаемому. Модель правильно предсказывает пропускную способность дробилки, поскольку все массовые расходы продукта, рассчитанные в проведенных имитациях, M˙sim, довольно близки к значениям, указанным производителем M˙ref. Ошибка составляет менее 20% между oss=175 мм и 200 мм, а ошибка менее 10% между 215 мм и 250 мм, что мало по сравнению со значениями, полученными в литературе [3,16,18]. Размер продукта, представленный значением P~80, составляет около 0,8·css, как указано производителем [43].Поскольку производительность, размер продукта и мощность близки к заявленным производителем и экспериментальным данным, моделирование считается подтвержденным.
5.2. Базовый вариант
На рис. 7 представлен снимок ЦМР-моделирования гирационной дробилки с oss=240 мм и ω=150 об/мин, базовый вариант, при времени моделирования t=9,86 с. В это время камера дробления заполнена частицами общей массой 66 410 кг. В камере дробления находится 75 000 частиц, а во всей области находится от 100 000 до 200 000 частиц. Медианный массовый расход продукта составляет 8473,0 т/ч. В верхней части полости дробилки средняя скорость частиц в вертикальном направлении составляет 0,48 м/с, а в нижней – 2,02 м/с. Поскольку общая масса частиц в камере и средний массовый расход продукта остаются с небольшими колебаниями, считается, что он находится в устойчивом состоянии. Распределение размера частиц сырья и продукта показано на рисунке 8. Сравнение css и PSD подачи, более половины частиц могут пройти через дробильную камеру, не разбиваясь.На рисунке 7 в камере можно наблюдать несколько мелких частиц размером менее 70 мм. За время t=9,86 с 8,64 % массы мелких частиц находится в полости дробилки не раздробленными. Все частицы продукта имеют размер менее 400 мкм и d50, равный 116,43 мкм.

Смоделированная среднеквадратическая мощность дробления, рассчитанная с учетом всех сил, составляет 1703,3 кВт и определена при крутящем моменте радиальных сил, равном 1430,8 кВт. Оба значения мощности достаточно близки к измеренной мощности дробления с погрешностью 28.1% и 7,6% соответственно. Как было сказано ранее, эта разница обусловлена ​​работой поперечных сил. Среднеквадратический раздавливающий крутящий момент составляет 91,25 кНм.

Выполнен полный анализ распределения сил, действующих на кожух дробилки. Профиль силы экспортируется из Rocky DEM в MATLAB (версия R2021a, предоставленная MathWorks, Natick, MA, USA) и Paraview (версия 5.9.0, предоставленная Kitware Inc., Clifton Park, NY, USA). С помощью этого программного обеспечения для постобработки изучается пространственное распределение силы по мантии и создаваемый крутящий момент.

На рис. 9 показан пример прогнозирования сил, воздействующих на кожух гирационной дробилки с помощью моделирования ЦМР в установившемся режиме. Каждый вектор представляет собой узловую силу в мантии для данного временного шага. Показана половина подкейва, скрытая часть подкейва соответствует участку, где осуществляется сжатие. Расположение расстояния css также нарисовано. Поскольку главный вал вращается в отрицательном направлении Y, положение css перемещается в том же направлении.Силы охватывают поверхность половины мантии (там, где скрыта вогнутость) и увеличивают свою величину, когда мантия приближается к вогнутости. Контакт частица-граница может генерировать больше одной узловой силы в зависимости от геометрии контакта, и поэтому можно наблюдать, что узловые силы сгруппированы вместе. Силы сжатия высокой величины представлены из-за отдельных событий сжатия. Эти силы могут генерировать пики мощности, что можно наблюдать как в численных результатах [18], так и в экспериментах [44].В целях достижения репрезентативного распределения силы, сравнимого на разных временных шагах, используется подвижная система отсчета в полярных координатах относительно главного вала, как описано в разделе 2. Можно получить плоское распределение силы в полярных координатах, и вся поверхность мантии может быть проанализирована на простом графике поверхности вместо трехмерного графического представления. Этот тип графиков может быть получен во всех программах ЦМР в терминах нормального напряжения или напряжения сдвига [15], но он не подходит для расчета мощности в гирационной дробилке, поскольку при расчетах мощности и крутящего момента необходимо учитывать только радиальные силы.На рисунке 10а показано распределение силы в полярных координатах базового случая. Угол ε был определен ранее и представлял собой относительное положение мантии узла относительно положения css. Радиальная координата r этого полярного графика является радиусом мантии. Кроме того, для определения местоположения любой точки в вертикальном положении мантии добавляется шкала вертикальной координаты ym. Обе шкалы отображаются внизу. Соотношение между r и ym представляет собой профиль мантии, показанный на рисунке 1, и, поскольку оно нелинейно, шкала ym нелинейна.r, представленный на рис. 2. Поскольку к частицам прикладывались только силы сжатия и силы сцепления не было, все векторные компоненты сил, рассчитанные в этих симуляциях, были больше нуля. Распределение радиальной силы в основном сосредоточено между -π6 рад и 5π6 рад, где мантия приближается к вогнутости.

При таком распределении силы крутящий момент определяется уравнениями (2) и (3). Этот крутящий момент оценивается относительно центра эксцентрика, расположенного слева от центра этой полярной диаграммы.Положительное направление крутящего момента определяется в направлении, противоположном вертикальной оси Y, выходящей из плоскости графика. Затем положительные радиальные силы между 0 и π создают положительный крутящий момент, а они создают отрицательный крутящий момент между 0 и −π.

На графике крутящего момента, показанном на рис. 10b, как уже упоминалось ранее, можно наблюдать резкое изменение значения при ε=0 рад. Положительный крутящий момент в основном присутствует между π/6<ε<2/3π и до −π/6<ε<0, где крутящий момент отрицателен.Между −π/6 и 0 мантия отдаляется от вогнутости; таким образом, представленные силы представляют собой частицы, находящиеся в состоянии декомпрессии. Эти силы, создающие отрицательный крутящий момент, действуют в течение короткого периода времени.

Сравнивая распределение радиальной силы и крутящего момента, можно заметить, что значение крутящего момента зависит от величины радиальной силы, вертикального положения и углового положения. Чем ниже значения ym, тем больше эксцентриситет; следовательно, тем больше будет плечо момента.При значениях, близких к ε=0, плечо момента пренебрежимо мало, и момент будет близок к нулю.

5.3. Влияние настройки открытой стороны
В этом подразделе представлены результаты моделирования, полученные путем изменения oss. Как и ожидалось, увеличение oss приводит к увеличению массового расхода нагнетания из-за увеличения проходного сечения. Рисунок 11а свидетельствует о снижении удельного расхода энергии за счет большего размера частиц в разряде, о чем свидетельствует сравнение соответствующих P~80.Это изменение массового расхода и потребления энергии также согласуется с данными, предоставленными различными авторами [18,45]. Раздавливающий крутящий момент следует той же тенденции, что и мощность раздавливания, поскольку ω является фиксированным. PSD продукта характеризуется P~80, что показано на рисунке 11d. Все эти кривые распределения аналогичны той, что представлена ​​на рисунке 8. P~80 вычисляется с кумулятивным продуктом дробилки в устойчивом состоянии. Зависимость между oss и P~80 почти линейна, при R2=0.90. Мощность дробления, рассчитанная с помощью DEM для обоих подходов, показанных в таблице 6, представляет собой явную разницу. Те, которые рассчитаны только с поперечной силой, меньше, чем те, которые рассчитаны со всеми силами. Более того, расчет по (5) не имеет строгого убывающего поведения для oss равных 200 мм и 240 мм. Мощность, рассчитанная только с радиальными силами, рассматривается в следующих анализах. Сравнение выполняется между значениями мощности, определенными методом дискретных элементов, и значениями, рассчитанными с использованием модели Бонда для различных oss.Для модели Бонда использовались только данные производителя, а размер продукта P~80 был смоделирован как 0,8·css [43]. Параметр машины, км, был подогнан к мощности базового случая, и результат составил 1,286. На рисунке 11b показано сравнение между мощностью, оцененной с помощью моделей Бонда и ЦМР. Можно заметить, что обе модели могут предсказывать увеличение мощности по мере уменьшения oss, но наклон абсолютного значения модели DEM значительно больше. Модель Бонда более консервативна при расчете мощности, а линейная аппроксимация почти горизонтальна, так как разница в мощности между каждой ОС меньше 200 кВт.Мощность почти постоянна, потому что эта модель не может предсказать большие вариации. При изменении oss между 190 мм и 250 мм мощность изменяется только на 7,9%. С другой стороны, в модели ЦМР при том же изменении oss мощность меняется на 44,5%. Кроме того, мощность, рассчитанная по уравнению Бонда для oss=175 мм, является выбросом, являясь наименьшим полученным значением, и прерывает увеличение мощности для oss=230 мм. Эти различия можно математически объяснить соотношением между пропускной способностью, которую указывает производитель, и P~80.Для oss=190 мм разница со следующими данными составляет 1410 т/ч, а для oss=230 мм с предыдущими разница составляет 710 т/ч, а остальные различия остаются менее 400 т/ч. На рисунке 11c представлено изменение вращения головы в зависимости от настройки открытой стороны. Соотношение между вращением головы и oss уменьшается, поскольку оно представлено линейной подгонкой. Такое поведение можно объяснить тем, что больше частиц соприкасается с мантией, когда oss ниже, что создает больше тангенциальных сил на мантию.Поскольку эти результаты меньше 20 об/мин, как указывает производитель, в условиях холостого хода, они считаются жизнеспособными.
5.4. Влияние скорости эксцентрика
Влияние скорости эксцентрика в диапазоне от 100 до 200 об/мин на удельный расход энергии представлено на рис. 12а. Удельный расход энергии снизился на 55,1 % при уменьшении скорости вращения эксцентрика на 33,3 %. Наименьший удельный расход энергии был достигнут при эксцентриковой скорости 100 об/мин. Эта точка также увеличивает массовый расход в разряде на 12.8 % по отношению к номинальным условиям эксплуатации и уменьшает крутящий момент на 26,1 %.

Потребляемая мощность сильно зависит от эксцентриковой скорости; при увеличении скорости вращения эксцентрика со 100 до 200 об/мин рассчитано увеличение мощности дробления на 171,4 %. Крутящий момент следует той же тенденции, увеличиваясь на 35,6% между 100 и 200 об/мин.

Массовый расход в нагнетании максимален при работе со скоростью 200 об/мин. Однако работать на такой скорости не рекомендуется, так как удельный расход энергии увеличивается в 109 раз.1% относительно имитации 100 об/мин.

При выборе скорости вращения эксцентрика также важно учитывать гранулометрию на выходе. На рисунке 12d представлен 80-й процентиль распределения размера продукта. Полная PSD следует той же тенденции, что и распределение частиц по размерам в базовом случае, показанном на рисунке 8. Самое низкое значение P~80 было получено при 150 об/мин. С другой стороны, за счет уменьшения скорости вращения эксцентрика со 150 до 100 об/мин увеличение на 6.Было получено значение P~80, равное 91%. Произведено сравнение между значениями мощности, рассчитанными методом дискретных элементов, и значениями, определенными с использованием модели Бонда для различных ω. Поскольку внецентренная скорость не является входным параметром модели Бонда, она представлена ​​пропускной способностью и размером продукта, рассчитанными с помощью моделирования ЦМР. Используемые здесь значения и полученные результаты представлены в таблице 7. На рисунке 12b представлено сравнение между мощностью, оцененной с помощью Бонда и модели DEM для различных ω.В этих результатах модель Бонда также более консервативна. Согласно модели DEM, удвоение скорости вращения главного вала увеличивает мощность на 271,4%, в то время как уравнение Бонда дает только увеличение на 29,3%. На рис. 12в показано изменение вращения головки относительно угловой скорости построен эксцентрик. Чем выше скорость вращения эксцентрика, тем выше вращение головки, достигающее значения 4,25 об/мин при 200 об/мин эксцентрика. Поскольку вращение головы связано с тангенциальными силами над мантией с более высоким ω, относительные скорости мантии и частиц больше, а также тангенциальные силы.Более того, через дробильную камеру проходит больше частиц, что приводит к большему взаимодействию с мантией. Чем быстрее частицы движутся, тем больше взаимодействий с мантией. Линейная подгонка R2=0,92. Так же, как и предыдущие результаты, они считаются жизнеспособными, поскольку они меньше 20 об/мин.
5.5. Влияние неравномерной подачи
На рисунке 13 представлено изображение распределения частиц для моделирования неравномерной подачи. Грузовик загружает дробилку с правой стороны, что видно по концентрации частиц в правом верхнем углу и на виде сверху на рисунке 13b.Крупные камни находятся на одном входе дробилки (вход по положительной оси Z), в то время как сторона отрицательной оси Z имеет беспрепятственный вход, и частицы проходят через правую сторону в дробильную камеру. По ходу моделирования левая сторона камеры частично заполняется. Поскольку частицы имеют большую свободу перемещения внутри камеры, можно наблюдать, что более крупные частицы достигают нижних областей камеры, как показано на рис. 7 и рис. 13а. Чтобы прояснить это утверждение, P~80 рассчитывается для различных вертикальных положений Y дробильной камеры и показано на рисунке 14.В целом, моделирование неравномерной подачи имеет большее значение P~80, чем базовое моделирование. Это может привести к большему крутящему моменту, потому что в более низком положении эксцентриситет мантии больше. Например, P~80 составляет 245,0 мм и 288,3 мм для Y=0,63 м для моделирования базовой и неравномерной подачи соответственно. Разница в размере составляет 18% по отношению к базовому варианту. Если мы определим максимальный крутящий момент, который оба размера частиц могут создать на этой высоте, используя e = 27,8 мм, разница в крутящем моменте составит 38%.Дисбаланс частиц в камере повлияет на потребляемую мощность. На рисунке 15а представлены дробящие способности моделирования неравномерного заполнения и базового моделирования. Поскольку камера дробления заполнена не идеально, мощность дробления при моделировании неравномерного заполнения показывает циклы загрузки и разгрузки с частотой 2,5 Гц, по одному за оборот, из-за того, что руда находится на одной стороне полости дробилки. Ожидается, что мощность показывает эти колебания, и это не представляет проблемы в машине.Когда базовый вариант достигает стационарного состояния и камера заполнена частицами, при моделировании неравномерной подачи только одна треть камеры будет заполнена примерно через 9 с, а общая масса частиц будет равна 22 500 кг. Однако обе симуляции могут достигать мгновенной мощности дробления 2000 кВт. Разница в мощности дробления в базовом моделировании составляет 0,113 МВт2, в то время как разница составляет 0,291 МВт2 в моделировании неравномерного заполнения.

В этих условиях и на некоторых временных интервалах пики мощности NUF оказываются больше, чем при равномерной подаче в камеру.Среднее значение пиков NUF составляет 2005 кВт, а некоторые значения впадин в базовом случае ниже 1000 кВт. Такое поведение не ожидается, потому что камера базового корпуса заполнена частицами; следовательно, мощность должна быть всегда близка к пиковым значениям случая NUF. Эта разница в мощности связана с тем, что некоторые частицы создают отрицательный крутящий момент на мантии, когда камера дробления заполнена частицами, уменьшая значение крутящего момента по сравнению с условием NUF.

В Таблице 8 проводится сравнение базовой и неравномерной симуляции кормления.Это сравнение направлено на то, чтобы сопоставить оба моделирования, когда базовый вариант находится в устойчивом состоянии, начиная с 9 с, а случай неравномерного заполнения в этот момент все еще заполняется. Если мы используем данные для t<9 с, в базовом случае больше частиц, чем в случае неравномерного заполнения, и, следовательно, мощность больше. С другой стороны, если мы используем t>>9, неоднородный случай будет полон частиц, и обе симуляции будут почти одинаковыми. к сокрушительной силе.Согласно вариантам, представленным на рис. 15а, потребляемая мощность в базовом случае больше, чем в случае неоднородного заполнения, главным образом потому, что в нем больше частиц, контактирующих с мантией. По той же причине пропускная способность выше в базовом случае. Эта пропускная способность рассчитывается на основе кумулятивной массы частиц продукта, представленной на рисунке 15b. Однако в базовом случае удельная энергия меньше; таким образом, в случае неравномерного заполнения требуется больше энергии для обработки той же массы руды.Это влияет на распределение частиц продукта по размерам, P~80 в случае NUF грубее, чем в базовом случае. Это можно сравнить с условиями подачи без дросселя, когда частицы имеют большую свободу движения. Экспериментально в этих условиях в продукте были обнаружены более крупные частицы [46]. С другой стороны, вращение головы увеличивается более чем вдвое в случае неравномерной подачи. Это происходит из-за дисбаланса тангенциальных сил, который обеспечивает свободное вращение главного вала.Если экстраполировать данные на весь процесс, то есть на дробилку, питаемую двумя грузовиками по 293 тонны медной руды в каждом, можно определить общее время дробления и потребление энергии. Случай неравномерного заполнения занимает в два раза больше времени и потребляет на 23% больше энергии, как показано в таблице 8. На рисунке 16 представлены полярные распределения силы и крутящего момента. По сравнению с базовым случаем можно заметить, что зоны с ненулевыми силами меньше из-за меньшего количества контактирующих частиц.На рисунке 10 видно, что есть силы, создающие отрицательный крутящий момент; между тем, то же самое не может быть обнаружено в случае неравномерной подачи. Это приводит к увеличению мощности дробления, что показано на рисунке 15а, где случай неравномерной загрузки с меньшим количеством частиц может обеспечить почти такое же значение мощности. На рисунке 16b можно заметить, что частицы создают крутящий момент в основном на первых 180° мантии. При ε=0 на рисунке 16а имеется зона с силой больше нуля, но на рисунке 16b крутящий момент равен нулю.Поскольку плечо момента равно нулю, крутящего момента не будет. Кроме того, когда силы близки к π/2, крутящий момент больше, что можно заметить по крутящему моменту между π/2 и π/3.

Щековая дробилка VS Гираторная дробилка