Определение количества и высоты активных элементов ротора измельчителя встречного удара

Рассматривается проектирование основных параметров измельчителя роторного встречного удара (ИРВУ). Измельчители имеют достаточно простое устройство и компактное исполнение, прямой привод наружного и внутреннего дисков от стандартных электродвигателей. Находят применение как в промышленности при измельчении небольших объемов гравийного и песчаного материалов, так и для пробоподготовки в испытательных лабораториях. Исследования процессов измельчения материалов встречным ударом вообще и в частности роторным измельчителем встречного удара изучены недостаточно подробно. В работе решена актуальная проблема разработки отсутствующей методики расчета основных геометрических параметров рассматриваемого измельчителя при его проектировании. Авторами на основе обобщения собственного опыта проектирования предложен методический подход к определению геометрических параметров ротора измельчителя встречного удара. Показано, что возможны два пути проектирования: без минимизации напора и с обеспечением минимального напора ротора-вентилятора. Результаты выполненных расчетов по приведенным эмпирическим зависимостям позволили сформулировать соответствующие рекомендации по радиусам, зазорам ротора, размерам активных элементов. Учтены эксплуатационные, технологические критерии для разрушения различных фракций материала. Предусмотрен проверочный расчет активных элементов на прочность. Материал статьи будет полезен для предприятий и организаций, занимающихся проектированием, производством и изготовлением измельчителей, а также студентов и аспирантов вузов.

Зубов В. В., Симисинов Д. И., Фролов С. Г. Определение количества и высоты активных элементов ротора измельчителя встречного удара // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 1-1. — С. 193—205. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_011_0_193.

Симисинов Денис Иванович — докт. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой эксплуатации горного оборудования, http://orcid.org/0000−0001−6095−0073, УГГУ, 620144, Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, E-mail: 7sinov@mail.ru;
Зубов Владимир Владимирович — канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры эксплуатации горного оборудования, http://orcid.org/0000−0003−0659−9870, УГГУ, 620144, Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, E-mail: v.zubov.r66@yandex.ru;
Фролов Сергей Георгиевич — канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой технологии и техники разведки, http://orcid.org/0000−0003−1112−4212, УГГУ, 620144, Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, E-mail: sergey.frolov@m.ursmu.rumailto:7sinov@mail.ru.

Симисинов Денис Иванович, e-mail: 7sinov@mail.ru

1. Holmberga K., Kivikytö-Reponena P., Härkisaarib P., Valtonenb K., Erdemir A. Global energy consumption due to friction and wear in the mining industry // Tribology International. 2017, vol. 115, pp. 116−139. DOI: 10.1016/j.triboint.2017.05.010.

2. Taylor L., Skuse D., Blackburn S., Greenwood R. Stirred media mills in the mining industry: Material grindability, energy-size relationships, and operating conditions // Powder technology. 2020, vol. 369, pp. 1−16. DOI: 10.1016/j.powtec.2020.04.057.

3. Dogra M., Sharma V. S., Dureja J. S., Gill S. S. Environment-friendly technological advancements to enhance the sustainability in surface grinding. A review // Journal of cleaner Production. 2018, vol. 197, pp. 218−231. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.05.280.

4. Корчевский А. Н., Назимко Е. И., Серафимова Л. И., Науменко В. Г. Подготовительные процессы при обогащении полезных ископаемых. Дробление, измельчение, грохочение и классификация. — Донецк: ДонНТУ, 2017. — 180 с.

5. Голик В. И. Исследование влияния свойств твердых тел на энергетику измельчения в мельницах // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2021. — № 10. — С. 112–122. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_10_0_112.

6. Patel D. K., Goyal D., Pabla B. S. Optimization of parameters in cylindrical and surface grinding for improved surface finish // Royal Society open science. 2018, vol. 5, no. 5. DOI: 10.1098/rsos.171906.

7. Sharapov R. R. Determination of the boundary conditions of the grinding load in ball mills // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2018, vol. 307, no. 1, p. 012047. DOI: 10.1088/1757−899X/307/1/012047.

8. Bardovsky A. D., Valeeva L. M., Basyrov I. I. A plant with a rotary jet grinder to produce small fractions of mineral raw material // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2020, vol. 971, no. 5, p. 052004. DOI: 10.1088/1757−899X/971/5/052004.

9. Горлов И. В., Митусов П. Е., Беляев А. М. Анализ процесса измельчения слабых горных пород // Уголь. — 2022. — № 6 (1155). — С. 44−47. DOI: http://dx.doi. org/10.18796/0041−5790−2022−6-44−47.

10. Матвеев А. И., Винокуров В. Р. Разработка конструкции нового измельчителя горных пород комбинированного действия // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. — 2020. — Т. 25. — № 3. — С. 63−73. DOI: 10.31242/2618−9712−2020−25−3-6.

11. Вайсберг Л. А., Коровников А. Н., Трофимов В. А. Модернизация технологических циклов грохочения на основе инновационного оборудования (к 100-летию института» Механобр») // Горный журнал. — 2017. — № 1. — С. 11−17. DOI: 10.17580/ gzh.2017.01.02.

12. Вайсберг Л. А., Сафронов А. Н. О применении вибрационной дезинтеграции для переработки различных материалов // Обогащение руд. — 2018. — № 1. — С. 3−11. DOI: 10.17580/or.2018.01.01.

13. Биленко Л. Ф., Дьячкова Т. Ф. Способы совершенствования технологии дробления−измельчения руд на примере Богословского алюминиевого завода // Обогащение руд. — 2007. — № 4. — С. 3−7.

14. Хопунов Э. А. Анализ причин низкой энергоэффективности процессов разрушения минерального сырья // Современная техника и технологии. — 2014. — № 10. — С. 42−51.

15. Афанасьев А. И., Паньков С. А., Потапов В. Я., Фефелов М. И. Экспериментальные исследования ударного разрушения бедных сульфидных руд // Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 6. — С. 159.

16. Palaniandy S., Halomoan R., Ishikawa H. TowerMill circuit performance in the magnetite grinding circuit–The multi-component approach // Minerals Engineering. 2019, vol. 133, pp. 10−18. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.12.019.

17. Botha S., Le Roux J. D., Craig I. K. Hybrid non-linear model predictive control of a run-of-mine ore grinding mill circuit // Minerals Engineering. 2018, vol. 123, pp. 49−62. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.04.016.

18. Zubov V. V., Simisinov D. I., Akhlyustina N. V., Khazin M. L., Davydov S. Ya. Determination of the parameters of a counterblow grinder // Refractories and Industrial Ceramics. 2018, vol. 58, no. 5, pp. 521–524. https://doi.org/10.1007/s11148−018−0136−1.

19. Ляпцев С. А., Ахлюстина Н. В. Моделирование движения частицы в измельчителе // Известия вузов. Горный журнал. — 2007. — № 8. — С. 107–110.

20. Ахлюстина Н. В., Зубов В. В. Управление воздушным потоком в каналах ротора измельчителя встречного удара // Известия вузов. Горный журнал. — 2015. — № 3. — С. 126–132.

21. Халкечев Р. К. Мультифрактальная модель распространения трещин в поликристаллах при ударных нагрузках // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2012. — № 3−2. — С. 17−23.

22. Матвеев А. И., Винокуров В. Р. Экспериментальные исследования по интенсификации процессов измельчения в ступенчатой центробежной мельнице // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. — 2019. — Т. 24. — № 2. — С. 56−63. DOI: 10.31242/2618−9712−2019−24−2-5.

23. Савиных П. А., Исупов А. Ю., Иванов И. И. Определение основных кинематических показателей движения частицы в канале распределительной чаши центробежнороторного измельчителя // Вестник НГИЭИ. — 2020. — № 7 (110). — С. 37−46. DOI: 10.24411/2227−9407−2020−10062.

24. Батыров В. И., Апхудов Т. М. Обоснование основных конструктивных и технологических параметров двухвалкового роторного измельчителя // Известия КабардиноБалкарского государственного аграрного университета им. В. М. Кокова. — 2022. — № 4 (38). — С. 87−97. DOI: 10.55196/2411−3492−2022−4-38−87−97.

25. Жабин А. Б., Лавит И. М., Поляков А. В., Керимов З. Э. Математическая модель разрушения горных пород ударным инструментом // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2020. — № 11. — С. 140–150. DOI: 10.25018/0236−14932020−11−0-140−150.

26. Брагин В. Г., Волков Е. Б., Казаков Ю. М. Теоретическая механика. — Екатеринбург: УГГУ, 2018. — 249 с.