Проведено аналіз існуючих методик розрахунку прес-валкових агрегатів і устаткування, що випускається. Показана кінематика зміни міжвалкового простору і кута захоплення в вібровалковом измельчителе. Теоретично доведено наявність раздавлівающе-зсувного зусилля на подрібнюється матеріал.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Сиваченко Л.А., Сотник Л.Л., Богданович І.А.


ANALYSIS OF CHANGING THE CORNER AND INTERVALK SPACE IN A VIBRAL TRIMMER

The analysis of the existing methods of calculation of the press roller assemblies and the produced equipment is conducted. The kinematic of the changing of the roll space and the angle of capture in the vibrovelosity chopper is shown. It is theoretically proved the presence of crushing-shiffing stress on the ground material.


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2017


    Журнал: Молодіжний збірник наукових статей «Наукові прагнення»


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ЗМІНИ УГЛА ЗАХОПЛЕННЯ І міжвалкового ПРОСТОРУ В ВІБРОВАЛКОВОМ подрібнювач'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ЗМІНИ УГЛА ЗАХОПЛЕННЯ І міжвалкового ПРОСТОРУ В ВІБРОВАЛКОВОМ подрібнювач»

    ?Розділ «ПОГЛЯД ЕКСПЕРТА»

    ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    УДК 621.926.3

    Л.А. Сиваченко, 2Л.Л. Сотник, 2І.А. Богданович АНАЛІЗ ЗМІНИ УГЛА ЗАХОПЛЕННЯ І міжвалкового ПРОСТОРУ В

    ВІБРОВАЛКОВОМ подрібнювач

    1Учрежденіе освіти «Білорусько-Россійскійуніверсітет», Могильов, Білорусь 2Учрежденіе освіти «Барановичский державний університет», Барановичі, Білорусь

    Зростання будівельної індустрії в умовах ринкової економіки створює необхідні умови для розвитку нових областей використання та технологій виробництва сучасних будівельних виробів.

    Це, в свою чергу, висуває додаткові вимоги до умов подрібнення матеріалів, їх фізико-механічними характеристиками, а, отже, до конструкторсько-технологічним параметрам дробильно-помельного обладнання. У зв'язку з розвитком сучасних технологій з'являється необхідність створення нових подрібнювачів для грубого і тонкого подрібнення матеріалів, широко використовуваних при виробництві різних будівельних виробів [1].

    У нашій країні ряд перспективних технологій і обладнання знаходяться лише на стадії проектування. Тому необхідні всебічні дослідження щодо вдосконалення процесу подрібнення, а також пошук нетрадиційних рішень, що дозволяють з мінімальними капітальними витратами здійснити впровадження передової техніки і технології селективного помелу в різних галузях промисловості.

    Одним з підходів до вирішення проблеми є перехід простого процесу подрібнення в більш складний механізм керованого зміни властивостей переробляється середовища [2]. Це веде до створення подрібнювачів підвищеної інтенсивності робочого процесу: вібраційних, планетарних, струменевих, електромагнітних і ряду інших.

    В останні роки в багатьох галузях промисловості для дроблення, подрібнення, помелу і переробки матеріалів з різними фізико-механічними характеристиками широко використовуються прес-валкові агрегати, які реалізуються за різними технологічними схемами.

    Устаткування даного типу випускається на підприємствах як країн СНД (НИИцемент,

    «Волгоцементмаш», ВНІІЦеммаш і ін.), Так і зарубіжних ( «HUMBOLDT-WEDAG», «FULLER», «SJMON» і ін.) [3-6]. Проте, для зниження собівартості продукції, що випускається і енерговитрат на виробництві, а також підвищення якості продукції, що випускається потрібно і далі детально вивчати і розробляти практичні рекомендації для проектування раціональних конструкцій дробарок і подрібнювачів, а також створення найбільш сприятливих умов для їх експлуатації.

    Аналіз умов руйнування матеріалів показує, що для досягнення мінімальних енерговитрат необхідно забезпечити раціональне поєднання розчавлюють та зсувів [1].

    Таке поєднання в прес-валкових агрегатах може бути досягнуто при різних варіантах технологічних схем:

    1. При рівних радіусах валків R1 = R2 = R і різній частоті їх обертання п1фп2. При цьому v1 = rn1R1 = 2m1R1 = nDnp м / с; v2 = rn2R2 = 2m2R2 = nDn2, м / с.

    2. При рівній частоті обертання валків n1 = n2 = n і різних радіусах валків R ^ R2. При цьому v = 2mlRp м / с; v2 = 2m.R2, м / с.

    3. При рівних радіусах валків R1 = R2 = R і рівній частоті їх обертання n1 = n2, але при використанні ексцентрично встановлених валків (e1 = e2) і синхронізації їх обертання.

    4. Пропонований нами варіант з ексцентрично встановленим валком (e = 0, e2 = e). При рівних радіусах валків R1 = R2 = R і різній частоті їх обертання n1 = n2. При цьому матеріалу віддається додаткове вібраційний вплив.

    Найбільш відповідною є методики розрахунку прес-валкових агрегатів [7, 8], які ми використовуємо як основу для попереднього розрахунку розробляєтьсяконструкції.

    Початок деформації матеріалу обмежена кутом захоплення (кутом деформації). Кут захоплення в прес-

    валкових агрегатах - це кут в між двома дотичними до поверхонь в точках дотику з подрібнюваністю матеріалом (малюнок 1). Шматок матеріалу буде захоплюватися, якщо в<2ф або АДЕФ<ф.

    Для забезпечення нормального подрібнення кут захоплення не повинен перевищувати подвійного кута тертя. За коефіцієнтом тертя для реальних випадків 1 = 0,30 ... 0,45, кут тертя становить ф = 16 ° 40 '... 24 ° 20'. Для практично гладких валків а (деф К) = 16 ° ... 24 °, щоб виключити видавлювання подрібнюваністю шматків з валковой зони.

    З причини ексцентрично встановленого одного з валків, руйнування відбуватиметься при змінному значенні радіуса ексцентричного валка і мінливому значенні міжвалкового простору [9, 10].

    Зміна радіуса не тільки покращує умови захоплення матеріалу в зоні подачі, реалізує розчавлені-

    вающее-сдвиговое деформування частинок, але і руйнує «застійні зони» пропонованого матеріалу.

    Розглянемо аналітичні залежності, що визначають основні кутові параметри валка обертається навколо своєї осі і ексцентрично встановленого валка.

    Для прес-валкових агрегатів (рисунок 1) з постійним значенням міжвалкового простору Ь при однаковому значенні радіусу валків Е1 = Я2 = Я при е1 = 0, е2 = е справедливо умова:

    н0 дф = 2 * + Ь-ЖС ™ АДЕФ ^ Ж ^ -саха ^ в) + ь

    Звідси після відповідних перетворень:

    я

    Для схеми, де один з валків встановлений ексцентрично, необхідно провести кінематичний аналіз валка (рисунок 2).

    Малюнок 1 - Схема визначення кутів в прес-валковому агрегаті

    I - при максимальному зазорі; II - при середньому зазорі; III - при мінімальному зазорі; IV - при середньому зазорі Малюнок 2 - Кінематика ексцентрично встановленого валка

    Визначальним параметром при ексцентрично (рисунок 3). Розглянемо положення II (положення IV встановленому валці буде кут захоплення АДЕФ до ср при розраховується аналогічним чином). середньому значенні міжвалкового простору Ь

    Малюнок 3 - Схема визначення кутів в середньому положенні

    H л, = 2R + b -2Rcosa ... =

    Про деф ср ср деф R ср

    2R (1-cosa, ") + b

    4 деф R ср

    Звідси після відповідних перетворень: ^ деф Rср

    arccos ^ l -

    деф ср ^ ср

    2R

    Для ексцентрично розташованого валка критичний-

    ськими будуть положення максимального b і міні-

    J J max

    мального b значень зазору, що відповідає схе-

    mrn Г 'J

    мам I і III (рисунок 2).

    Для максимального зазору bmax (рисунок 4) при R, = R, R = R, е = 0, e == e, з SOAK і AO BN при

    el 'e2 mm ↑ 1 2' 1 z r

    R, = R. = R, AK = BN = Rsina .

    1 2 'деф R ср

    Про,

    До

    \

    Про '

    e I

    Малюнок 4 - Схема визначення кутів при максимальному зазорі

    або

    У той же час, з AO1AK і AO? N слід: AK = RcosaA, в tgaA

    деф R ср ° деф Rel min BN = (Rcosar ^ r ср-е) tga.

    Звідки відповідно:

    деф Re2 min

    Kol VZZ 12 RirZ min

    AK

    Riiiiu

    Rrnsrt

    -ГФ я ср

    BN

    Rmsa

    до ср

    Я ср

    Rcosa ^ ffcf-e Rcosa, ^ дfp -e

    a

    ДГФ fiel min

    = a

    деф Д cp

    Для мінімального зазору b. (Рисунок 5) при R, = R, R = R, e = 0, e == e, з AOAK і AO BN і при

    el 'e2 max 1 2' l z r

    R, = R. = R, AK = BN = Rsina .

    l 2 деф R ср

    Малюнок 5 - Схема визначення кутів при мінімальному зазорі

    У той же брешемо, з з AO / LKmAO? Nm слід: AK = RcosС? Деф R Ср | tgСдеф Reimax

    BN = (RcosaAei

    R ср

    + E) | tg АДЕФ

    Re2 m

    Звідки відповідно:

    'F ffi11 гнив =

    Rsiim

    я ср

    iff v.? ami ж

    Лгтодя ^ Л.Р

    UN

    Rmxn

    Rr.osfi

    Jfii ср

    fisina

    J? cp

    Rcmiu

    цеф Я ср деф J? ср Г-

    або

    ^ Деф Rel max ^ деф Я ср

    Rsina

    «

    деф

    Re2max ~ drctg

    до

    деф І ср

    Reo set

    деф Я ср

    + З

    Проведений теоретичний розрахунок показує зміна кута захоплення матеріалу від мінімального до максимального значення в вібровалковом измельчителе. У свою чергу величина кута захоплення залежить від обраного значення міжвалкового простору в середньому положенні, яка визначає величину ступеня подрібнення матеріалу.

    Досліджений характер зміни кутів захоплення (деформації) свідчить про наявність зсувних деформацій при руйнуванні матеріалу, що інтенсифікує процес їх подрібнення.

    References:

    1. Romanovich, A.A. Osnovy rascheta i proektirovaniya press-valkovyh agregatov dlya izmel'cheniya anizotropnyh materialov: monografiya / A.A. Romanovich, A.V. Kolesnikov. - Belgorod: Izd-vo BGTU, 2011. - 165 s.

    2. Hajnike G. Tribohimiya / G. Hajnike - M .: Mir, 1987. - 584 s.

    3. Klushancev, B.V. Drobilki. Konstrukciya, raschet, osobennosti ehkspluatacii / B.V. Klushancev, A.I. Kasarev, YU.A. Mujzemnek. - M .; Mashinostroenie. 1990. - 320 s.

    4. Silenok, S.G. Mekhanicheskoe oborudovanie predpriyatij stroitel'nyh materialov, izdelij i konstrukcij / S.G. Silenok, A.A. Borshchevskij, M.N. Gorbovec i dr. -M .; Mashinostroenie, 1990. - s. 306-329.

    5. Neue Erkenutrisse zur Energielilanz bei Zerkleinerung / Heegn H., Bernhardte., TKacova K., Sekula F. / Neue Berg bautechnik, - №4. 1983. - p. 216 - 220.

    6. Sevost'yanov, V.S. EHnergosberegayushchie pomol'nye agregaty / V.S. sevost'yanov. - Belgorod: Izd-vo BGTU, 2006. - 436 s.

    7. Ponikarov, I.I. Raschet mashin i apparatov himicheskih proizvodstv i neftepererabotki (primery i zadachi): Uchebnoe posobie / I.I. Ponikorov, S.I. Ponikorov, S.V. Rachkovskij. - M .: Al'fa-M, 2008. - 720 s.

    8. Bogdanov, V.S. Processy v proizvodstve stroitel'nyh materialov / V.S. Bogdanov, A.S. Il'in, I.A. Semikopenko, - Belgorod .: Vezelica, 2007. - 512 s.

    9. Sivachenko, L.A. Analiz raboty podshipnikovyh uzlov ehkscentrikovogo vala vibrovalkovogo izmel'chitelya /L.A. Sivachenko, L.L. Sotnik, Vestnik BarGU, Seriya Tekhnologicheskie nauki, Baranovichi, Vypusk 5 2017, - S. 87-92.

    10.Sotnik, L.L. Kinematicheskij analiz ehkscentrikovogo vibrovalkovogo izmel'chitelya /L.L. Sotnik, S.I. Rusan, L.A. Sivachenko, Mater. VI Mezhdunar. Nauchnogo simpoziuma Udarno-vibracionnye sistemy i mashiny dlya stroitel'noj i gornoj otraslej, OGU im. Turgeneva, Orel 2017, - S. 233-241.

    L.A. Sivachenko, L.L. Sotnik, I.A. Bogdanovich ANALYSIS OF CHANGING THE CORNER AND INTERVALK SPACE IN A VIBRAL TRIMMER

    Educational institution "Belarusian-Russian University", Mogilyov, Belarus Educational institution "Baranovichi State University", Baranovichi, Belarus

    Summary

    The analysis of the existing methods of calculation of the press roller assemblies and the produced equipment is conducted. The kinematic of the changing of the roll space and the angle of capture in the vibrovelosity chopper is shown. The presence of crushing-shiffing stress on the ground material is theoretically proved.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити