Обзор кинематических схем дробильных машин с непрямолинейной формой щеки

Одним из вариантов дробления горных пород при их добыче, переработке и обогащении является разрушение в щековой дробильной машине. Постоянно растущие потребности в увеличении производительности и снижении энергоемкости процессов дробления не могут быть удовлетворены без модернизации конструкций дробилок на основе передового научно-технического опыта. Лишь определенное сочетание структуры приводного механизма, формы и конструкции щек могут дать положительный эффект в решении проблемы повышения производительности. Раскрыты возможности практического применения дробильных машин, в которых форма щек отличается от прямолинейной. По результатам патентного поиска установлены уникальные варианты технических решений как щек, так и приводных механизмов, которые вполне способны найти широкое применение в определенных эксплуатационных условиях. Особое внимание обращено на дробильную машину, в которой подвижностью обладают обе щеки. В результате анализа кинематики двухщековой дробилки получены данные, которые являются основополагающими в решении вопроса синхронизации движения щек.

Копосов П. В., Жуков И. А., Бойко В. С. Обзор кинематических схем дробильных машин с непрямолинейной формой щеки // Горный информационно-аналитическийбюллетень.–2023.–№11-1.–С.102–115.DOI:10.25018/0236_1493_2023_111_0_102.

Копосов Павел Вячеславович¹ — аспирант, e-mail: pashakoposov@mail.ru,
Жуков Иван Алексеевич¹ — д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: tmmiok@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-9068-3201,
Бойко Вероника Сергеевна¹ — студент, e-mail: verboiko@mail.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Жуков И.А., e-mail: tmmiok@yandex.ru.

1. Бричкин В. Н., Васильев В. В., Бормотов И. С., Максимова Р. И. Получение и рециклинг известковых компонентов при комплексной переработке минерального сырья // Горный журнал. — 2021. — № 11. — С. 88—94. DOI: 10.17580/gzh.2021.11.12.

2. Александрова Т. Н. Комплексная и глубокая переработка минерального сырья природного и техногенного происхождения: состояние и перспективы // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 503—504.

3. Литвиненко В. С., Петров Е. И., Василевская Д. В., Яковенко А. В., Наумов И. А., Ратников М. А. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. — 2023. — Т. 259. — С. 95—111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100.

4. Bolobov V. I., Chupin S. A., Akhmerov E. V., Plaschinsky V. A. Comparative wear resistance of existing and prospective materials of wear-out elements of mining and processing equipment // Materials Science Forum. 2021, vol. 1040, pp. 117—123. DOI: 10.4028/www. scientific.net/MSF.1040.117.

5. Кондрашева Н. К., Киреева Е. В., Зырянова О. В. Разработка новых составов для борьбы с пылеобразованием в горнодобывающей и горнотранспортной промышленности // Записки Горного института. — 2021. — Т. 248. — С. 272—280. DOI: 10.31897/ PMI.2021.2.11.

6. Габов В. В., Нгуен Ван Суан, Задков Д. А., Чан Дык Тхо Увеличение содержания крупных фракций в добываемой массе угля комбайном с использованием парных срезов // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — С. 764—770. DOI: 10.31897/PMI.2022.66.

7. Максаров В. В., Халимоненко А. Д., Ольт Ю. Повышение эффективности вторичной переработки металлов в металлургическом производстве // Черные металлы. — 2021. — № 3. — С. 45—51. DOI: 10.17580/chm.2021.03.08.

8. Матвеев А. И., Лебедев И. Ф., Винокуров В. Р., Львов Е. С. Научно-экспериментальные основы сухого обогащения руд полезных ископаемых // Записки Горного института. — 2020. — Т. 256. — С. 613—622. DOI: 10.31897/PMI.2022.90.

9. Опалев А. С., Алексеева С. А. Методическое обоснование выбора оптимальных режимов работы оборудования схемы стадиального вывода концентрата при обогащении железных руд // Записки Горного института. — 2022. —Т. 256. — С. 593—602. DOI: 10.31897/PMI.2022.80.

10. Пелевин А. Е. Технологии обогащения железных руд России и пути повышения их эффективности // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 579—592. DOI: 10.31897/PMI.2022.61.

11. Господариков А. П., Ефимов Д. А. О некоторых аспектах повышения эффективности дробильного оборудования на рудоподготовительном переделе // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. — 2023. — № 18. — С. 128—133. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-18-128-133.

12. Hristova T., Yanev A., Savov N. Determination of the influence of jaw movement frequency of jaw crusher on energy consumption // Annals of the University of Petrosani-Electrical Engineering. 2018, vol. 20, pp. 1454—8518.

13. Болобов В. И., Бинь Л. Т., Плащинский В. А., Борисов С. В. О соотношении параметров разрушения горных пород в статических и динамических условиях // Обогащение руд. — 2021. — № 5. — C. 3—9. DOI: 10.17580/or.2021.05.01.

14. Брухавецкая А. О. Анализ современных разработок в области оценки качества дробления взорванной горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 5. — С. 18—31. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_5_0_18.

15. Клушанцев Б. В., Косарев А. И., Муйземнек Ю. А. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. — М.: Машиностроение, 1990. — 320 c.

16. Golikov N. S., Timofeev I. P. Determining the performance of a single-lever jaw crusher taking into account the kinematics parameters of its working mechanism // Journal of Physics: Conference Series. 2018, vol. 1015, no. 5, article 052008. DOI: 10.1088/1742-6596/1015/5/052008.

17. Fladvad M., Onnela T. Influence of jaw crusher parameters on the quality of primary crushed aggregates // Minerals Engineering. 2020, vol. 151, article 106338. DOI: 10.1016/j. mineng.2020.106338.

18. Machado P. C., Pereira J. I., Sinatora A. Abrasion wear of austenitic manganese steels via jaw crusher test // Wear. 2021, vol. 476, article 203726. DOI: 10.1016/j.wear.2021.203726.

19. Белов Н. В., Бородина М. Б., Смирнова О. А., Часовских А. С. Анализ отказов элементов конусных дробилок и причин их возникновения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3. — С. 17—27. DOI: 10.25018/0236-1493-202130-17-27.

20. Чендырев М. А., Журавлёв А. Г. Рационализация геометрических параметров приемных бункеров конусных дробилок крупного дробления при автомобильном транспорте // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5-1. — С. 158—170. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_158.

21. Ефимов Д. А., Господариков А. П. Технико-технологические аспекты использования валков с профилем в форме треугольника Рело в дробящих агрегатах на рудоподготовительном переделе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10-2. — С. 117—126. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_102_0_117.

22. Terva J., Valtonen K., Siitonen P., Kuokkala V.-T. Correlation of wear and work in dual pivoted jaw crusher tests // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part 1. Journal of Engineering Tribology. 2020, vol. 234, pp. 334—349. DOI: 10.1177/1350650118795566.

23. Lichter J. New developments in cone crusher performance optimization. Minerals Engineering. 2009, vol. 22, no. 7—8, pp. 613—617. DOI: 10.1016/j.mineng.2009.04.003.

24. Кузнецов П. М., Хорошко Л. Л. Цифровизация процессов восстановления дробильно-измельчительного оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 10. — С. 195—205. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-10-0-195-205.

25. Cleary P. W. Advanced comminution modelling: Part 1. Crushers // Applied Mathematical Modelling. 2020, vol. 88, pp. 238—265. DOI: 10.1016/j.apm.2020.06.049.

26. Дворников Л. Т., Макаров А. В. К проблеме совершенствования щековых дробильных машин // Машиностроение. — 2011. — № 21. — С. 115—131.

27. Johansson M. A fundamental model of an industrial-scale jaw crusher // Minerals Engineering. 2017, vol. 105, pp. 69—78. DOI: 10.1016/j.mineng.2017.01.012.

28. Голиков Н. С. Влияние положения распорной плиты на силовую загруженность деталей щековой дробилки со сложным движением подвижной щеки // Записки Горного института. — 2006. — Т. 167. — № 1. — С. 165—167.

29. Sinha R. S., Mukhopadhyay A. K. Failure rate analysis of jaw crusher: A case study // Sadhana. 2019, vol. 44. DOI: 10.1007/s12046-018-1026-4.

30. Tufan B., Tufan E. Evaluating the impacts of jaw crusher design parameters by simulation / 10th International Conference on Advances in Science, Engineering and Technology (ICASET-18). Paris, 2018, pp. 5—9. DOI: 10.17758/URUAE2.AE06181004.

31. Zhong X. Optimization design and simulation analysis for cavity shape of single toggle jaw crusher // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1622, no. 1, article 012023. DOI: 10.1088/1742-6596/1622/1/012023.

32. Dziubek M., Grygier D. The effect of the wear degree of working elements in a jaw crusher on the operating effectiveness of a two-stage granite grinding system // Tribologia. 2021, vol. 295, pp. 7—14. DOI: 10.5604/01.3001.0015.4894.

33. Белоглазов И. И., Степанян А. С., Феоктистов А. Ю., Юсупов Г. А. Моделирование процесса дезинтеграции в щековой дробилке со сложным качанием щек // Обогащение руд. — 2018. — № 2. — С. 3—8. DOI: 10.17580/or.2018.02.01.

34. Beloglazov I. Automation experimental studies of grinding process in jaw crusher using DEM simulation // Journal of Physics: Conference Series. 2018, vol. 1118, no. 1, article 012007. DOI: 10.1088/1742-6596/1118/1/012007.

35. Дворников Л. Т., Чернов П. Е. К вопросу о совершенствовании двухщековых дробильных машин // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. — 2020. — № 7. — С. 33—36. DOI: 10.26160/2658-3305-2020-7-33-36.

36. Макаров А. В. Исследование процесса разрушения горных пород щековыми дробильными машинами и разработка методов совершенствования их конструкций: Автореф. дисс. кандидата технических наук. — Томск: ТПУ, 2004. — 21 с.