Повышение эффективности функционирования конусных дробилок мелкого дробления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Орочко, Андрей Валерьевич

• Орочко, Андрей Валерьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Орочко, Андрей Валерьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ДРОБЛЕНИЮ ГОРНЫХ ПОРОД И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Сравнительная оценка технических и технологических показателей оборудования дробильного передела рудоподготовки

1.2. Обзор и анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований по дроблению горных пород

1.3. Постановка задач исследования

2. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ДРОБЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В КОНУСНЫХ ДРОБИЛКАХ

2.1. Характеристика рабочего процесса дробилок при разрушении способом «кусок о броню»

2.2. Особенности рабочего процесса дробилок при разрушении горных пород «в слое»

2.3. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований рабочего процесса при различных способах дробления

ВЫВОДЫ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ ОТ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

3.1. Основные конструктивные, кинематические и режимные параметры конусных эксцентриковых дробилок

3.2. Основные конструктивные, кинематические и режимные параметры конусных инерционных дробилок

3.3. Определение взаимосвязей между конструктивными и режимными параметрами и технологическими показателями конусных

дробилок мелкого дробления

ВЫВОДЫ

4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНКРЕТНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. Моделирование рабочего процесса эксцентриковой дробилки и проведение исследований по обоснованию параметров

4.2. Моделирование рабочего процесса инерционной дробилки

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЛ. Модель рабочего процесса эксцентриковой конусной дробилки

П.2. Модель рабочего процесса инерционной конусной дробилки

П.З. Акт внедрения результатов работы

П.4. Акт внедрения результатов диссертационной работы на ОАО «Уралмашзавод»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования конусных дробилок мелкого дробления»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В условиях реформирования экономики и создания рынка технологического оборудования одной из важнейших проблем является повышение технического уровня создаваемого оборудования и эффективности его использования.

Процессы дробления и дезинтеграции горных пород, являющиеся основными технологическими операциями при рудоподготовке и переработке нерудных материалов, характеризуются значительными энергетическими и материальными затратами, что обусловливается, главным образом, низкой эффективностью функционирования измельчительного оборудования.

На современном этапе развития техники и технологии рудоподготовки одним из способов снижения эксплуатационных затрат является перенос большей части работы по разрушению горной породы в дробильный передел при форсировании скоростных и силовых режимов работы оборудования.

Снижение крупности конечного продукта дробильного передела обеспечивает повышение производительности мельниц, уменьшение удельных энергозатрат и расхода шаров и футеровок при измельчении.

Требования технологического согласования оборудования дробильного передела определяют характер взаимосвязей между конструктивными и режимными параметрами отдельных агрегатов.

Совершенствование и модернизацию технологических линий дробления необходимо производить на основе комплексных технических решений, обеспечивающих дезинтеграцию горных пород с конкретными физико-механическими свойствами до требуемой крупности при заданной производительности.

В связи с этим тема исследования, направленная на выявление взаимозависимостей между конструктивными и режимными параметрами конусных дробилок мелкого дробления с учетом физико-механических и технологиче-

ских свойств перерабатываемой горной породы и особенностей рабочих процессов, является актуальной научной задачей и соответствует потребностям развития производственной базы горно-обогатительных и дробильно-сортировочных предприятий.

Исследования выполнялись в рамках государственного задания научно-исследовательской работы № 5.5994.2011 «Разработка и создание дробильно-транспортного комплекса для условий глубоких карьеров» и хоздоговорной темы 43-202-12/888-13-000-499 «Разработка методики и расчет основания конусной инерционной дробилки».

Объект исследования: конусные эксцентриковые и инерционные дробилки мелкого дробления.

Предмет исследования: оценка конструктивных и режимных параметров конусных дробилок мелкого дробления для конкретных условий эксплуатации.

Цель работы - повышение эффективности функционирования дробилок мелкого дробления на основе расширения адаптационных свойств оборудования к условиям эксплуатации.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности функционирования дробильного оборудования достигается за счет соответствия диапазона регулирования режимных параметров оборудования текущим изменениям условий эксплуатации.

Методы научных исследований: использование достаточного объема статистической информации, характеризующей уровень эксплуатации элементов рабочего оборудования конусной дробилки мелкого дробления. При выполнении теоретических исследований использовались основные положения и методы теории подобия и моделирования, моделирование напряженно-деформированного состояния опорного узла конусной инерционной дробилки мелкого дробления, анализ и обобщение научно-технической и патентной информации; при проведении экспериментальных исследований - положения

теории надежности, методы математической статистики и теории вероятностей, программы для обработки статистических данных.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Интенсификация рабочего процесса конусных дробилок мелкого дробления достигается за счет роста удельной работы дробящего конуса, отнесенной к площади сечения конуса в вертикальной плоскости.

2. Согласование режимных параметров дробильного оборудования с изменяющимися условиями эксплуатации (прочность породы, характеристики питания дробилки и др.) обеспечивается за счет придания оборудованию адаптационных способностей.

3. Стабильность амплитуды колебаний корпуса инерционной дробилки при изменении режима работы достигается за счет регулирования жесткости виброизоляторов.

Научная новизна результатов исследований заключается:

• в разработке имитационной модели конусной эксцентриковой дробилки мелкого дробления при стесненном движении материала в камере дробления;

• в получении зависимости для определения критической частоты качаний дробящего конуса эксцентриковой дробилки из условия входа в камеру дробления наибольшего куска питания;

• в установлении зависимости амплитуды колебаний корпуса инерционной дробилки от жесткости виброизоляторов и разработке способа управления амплитудой корпуса дробилки.

Достоверность научных положений, выводов и результатов исследования подтверждается: корректным использованием методов математического моделирования, методов статистической обработки экспериментальных данных, современного вычислительного оборудования и компьютерного программного обеспечения, удовлетворительной сходимостью результатов

теоретических и экспериментальных исследований, расхождение между которыми не превышает 7... 10 %.

Практическая значимость работы состоит:

- в разработке рекомендаций по повышению эффективности работы конусной эксцентриковой дробилки при мелком питании и за счет регулирования режимных параметров (угла наклона образующей подвижного конуса, частоты качаний дробящего конуса и др.);

- в разработке рекомендаций по регулированию амплитуды колебаний корпуса инерционной дробилки за счет изменения жесткости виброизоляторов;

- в получении патента на полезную модель «Экскавационно-дробильный агрегат», в подаче заявки на полезную модель «Виброизолятор конусной инерционной дробилки».

Личный вклад автора заключается:

в организации, проведении и анализе результатов комплекса экспериментальных исследований; в сборе и обработке статистической информации, характеризующей показатели работы конусных эксцентриковых и инерционных дробилок;

в разработке модели рабочего процесса конусной эксцентриковой дробилки при стесненном движении материала в камере дробления;

в разработке способа стабилизации амплитуды корпуса инерционной дробилки;

в разработке конструктивной схемы основания инерционной дробилки.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Предложенные методика расчета основных параметров конусных дробилок мелкого дробления для конкретных условий эксплуатации и технические предложения по адаптации дробилки для конкретных условий эксплуатации рекомендуются предприятиям, использующим конусные дробилки.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составляет 153 тыс. руб. на одну дробилку типа КМД-2200.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических и практических конференциях: «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Чтения памяти В. Р. Кубачека» (г. Екатеринбург, 2012-2013 гг.), симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2013 г.), XIX международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» в г. Севастополе (Донецк: ДонНТУ, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 работ, в том числе 3 из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий и 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка из 77 наименований и 4 приложений. Материал диссертации изложен на 172 страницах, в том числе содержит 9 таблиц, 55 рисунков и 4 приложения на 35 страницах.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ДРОБЛЕНИЮ ГОРНЫХ ПОРОД И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Сравнительная оценка технических и технологических показателей оборудования дробильного передела рудоподготовки

Основным технологическим оборудованием дробильного передела являются конусные дробилки.

Конусные дробилки в силу своих конструктивных особенностей эффективно работают только при ограниченных степенях дробления материала, а потому общий процесс дробления (цикл дробления) осуществляется в нескольких последовательно работающих дробилках, т.е. состоит из нескольких стадий дробления.

Конусные дробилки по своему назначению разделяются на дробилки * _

крупного (ККД и КРД ), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

Камеры дробления конусных дробилок крупного, среднего и мелкого дробления различаются между собой конфигурацией.

Камера дробления дробилок крупного дробления (рис. 1.1) приспособлена к приему крупных кусков и обеспечивает высокую скорость прохождения кусков в камере за счет крутого дробящего конуса. В современных дробилках крупного дробления эксцентриситет на уровне разгрузочной щели составляет примерно 25 мм, что приводит к снижению степени закрупнения продукта дробления (рис. 1.2) [ 1 ].

Дробилки крупного дробления могут давать степень дробления до 8, но обычно работают при степенях дробления от 3 до 4 [ 1 ].

* КРД - конусная дробилка крупного дробления редукционная (с уменьшенной шириной загрузочного отверстия)

Рис. 1.1. Камера дробления дробилки крупного дробления: 1 - коническая чаша; 2 - дробящий конус; 3 - вал; 00 - ось дробилки; 00\ - ось вала конуса

3 \ \ 1

О 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 Крупность в долях ширины разгрузочной щели дробилки

Рис. 1.2. Типовые характеристики крупности дробления продуктов конусных дробилок крупного дробления: 1 - твердые руды; 2 - руды средней твердости; 3 - мягкие руды

Камеры дробления дробилок среднего (рис. 1.3) и мелкого (рис. 1.4) дробления отличаются наличием зоны калибровки, что позволяет выдавать относительно равномерный по крупности кусков дробленый продукт.

О

О 0\

Рис. 1.3. Камера дробления дробилки среднего дробления: 1 - коническая чаша; 2 - дробящий конус; 3 — вал; ОО - ось дробилки; 00\ - ось вала конуса; I - длина зоны калибровки; 5 - ширина разгрузочной щели

Рис. 1.4. Камера дробления дробилки мелкого дробления:

1 - коническая чаша; 2 - дробящий конус; 3 - вал; ОО - ось дробилки; 00\ - ось вала конуса; / - длина зоны калибровки; 5 - ширина разгрузочной щели

Форма дробящих конусов дробилок, отличающаяся пологостью, способствует повышению их производительности. Кроме того, при пологих конусах увеличивается влияние качаний конуса на разгрузку дробленого продукта. Камера дробления мелкого дробления имеет, по сравнению с камерой среднего дробления, большую длину зоны калибровки и дробящий конус меньшей высоты.

Конусные дробилки среднего и мелкого дробления отличаются от дробилок крупного дробления повышенной величиной эксцентриситета стакана (е> 100 мм), определяющего амплитуду качаний дробящего конуса.

На рис. 1.5 и 1.6 приведены типовые характеристики дробленого продукта конусных дробилок среднего и мелкого дробления.

Конусные дробилки среднего и мелкого дробления могут давать большие степени дробления / < 15. Но обычно работают при степенях дробления / = 4-7.

Для конусных дробилок среднего и мелкого дробления с пологим профилем камеры дробления величина разгрузочной щели на закрытой стороне определяет крупность продукта, а величина приемной щели на открытой стороне - предельную крупность питания.

Для дробилок крупного дробления (ККД и КРД) с крутым профилем камеры дробления размер разгрузочной щели в открытом положении определяет крупность продукта, а в закрытом положении - предельную степень деформации материала.

Структура цикла дробления и количество стадий дробления зависит от размера исходных кусков, требуемого размера конечного продукта дробления, а также от характеристик физико-механических свойств горной породы.

Так как качество конечного продукта дробления обеспечивается дробилками мелкого (и тонкого) дробления, то в результате функционирования технологического оборудования предшествующих стадий дробления должно быть получено необходимое количество и ассортимент (гранулометрический

состав) материала, подаваемого в дробилки мелкого дробления, в зависимости от режима ее работы [ 1 ].

%

80

160 ю )Я

3 §¿0

2 >>

^20

О

О 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 Крупность в долях ширины разгрузочной щели дробилки

Рис. 1.5. Типовые характеристики крупности дробления продуктов конусных дробилок среднего дробления: 1 - твердые руды; 2 - руды средней твердости; 3 - мягкие руды

%

о

X &

я о.

%4

>>

О

20

0

\ 2

1

з'

0 0.4 0 .8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8

Крупность в долях ширины разгрузочной щели дробилки

Рис. 1.6. Типовые характеристики крупности дробления продуктов конусных дробилок мелкого дробления: 1 - твердые руды; 2 - руды средней твердости; 3 - мягкие руды

Таким образом, дробилки мелкого (и тонкого) дробления, являясь выходным звеном цикла дробления, определяют качество материала, подавае-

мого в цикл измельчения и, в конечном счете, эффективность функционирования измельчительного оборудования.

В целом, эволюционное развитие технологии и техники процессов дезинтеграции горных пород при механической обработке полезных ископаемых характеризуется, главным образом, модернизацией конструкций дробилок мелкого дробления с целью повышения степени дробления и снижения крупности питания мельниц. Это обеспечивает, в конечном счете, повышение эффективности рудоподготовительных операций за счет существенного снижения энергозатрат на процессы дезинтеграции.

Конструктивные особенности и показатели эксцентриковых дробилок

Конусные эксцентриковые (гирационные) дробилки типа КМД являются основным технологическим оборудованием при переработке руд черных и цветных металлов, а также нерудных материалов.

В мировой практике широко применяются конусные дробилки, имеющие классическую конструктивную схему, предложенную Edgar Symons (рис. 1.7).

Конусные эксцентриковые дробилки отличаются от дробилок других типов способностью перерабатывать материал достаточно высокой прочности и абразивности при незначительных изменениях технологических показателей и, главным образом, высокой производительностью и меньшим удельным расходом электроэнергии и материальных ресурсов.

Развитие конструкций дробилок мелкого дробления можно проследить на примере дробилок производства ОАО «Уралмашзавод».

ОАО «Уралмашзавод» производит широкий спектр конусных гираци-онных дробилок мелкого дробления, в том числе для рудоподготовительных операций. На основе базовых моделей для тонкого дробления (КМД-1750Т, КМД-2200Т и КМД-3000Т) выпускают новые модели КМД-2200Т4, КМД-

2200Т5, КМД-2200Т6 и КМД-3000Т2; а также дробилки для сверхтонкого дробления - КМД-1750Т2-Д, КМД-2200Т6-Д для четырехстадиальных схем дробления и КМД-2200Т5-Д, КМД-3000Т2-ДП для трехстадиальных схем дробления (табл.1.1).

Рис. 1.7. Схема конусной эксцентриковой дробилки:

1 - кольцо регулировочное; 2 - дробильная чаша; 3 - сферический подпятник;

4 - дробящий конус; 5 - вал дробящего конуса; 6 - эксцентриковый стакан;

7 - коническая шестерня

Конструкции дробилок по схеме Зутопэ обеспечивают, как показывает практика рудоподготовки [3, 15, 19 ], максимальную эффективность на стадии мелкого дробления. Эта эффективность определяется, во-первых, технологическими показателями дробилки (производительность, крупность продукта дробления) и, во-вторых, надежностью и большим ресурсом работы узлов и деталей машины, от которых зависят эксплуатационные затраты.

Технические характеристики дробилок КМД ОАО «Уралмашзавод»

Таблица 1.1

Обозначение дробилки Приемная щель, мм Разгрузочная щель, мм Размер максимального куска , мм Производительность в открытом цикле , м3/ч Мощность двигателя, квт Масса дробилки, т

питания продукта при миним. щели

1 2 3 4 5 6 7 8

Базовые модели

КМД-1750 Гр*" 130 9-20 135-200 160 51

КМД-175 ОТ 80 5-15 85-140 160 51

КМД-2200Гр2 200 15-25 315-410 250 93

КМД-2200Гр 140 10-20 220-325 250 93

КМД-2200Т1 100 5-15 160-250 250 93

КМД-ЗОООГр 220 15-25 500-650 400 225

КМД-3000Т 100 5-15 300-475 400 225

Специальные исполнения

КМД-1750Т2-Д+ 70 8-12 60 16 80-110 200 52

КМД-2200Т4-ДА++ 85 8-15 80 18 130-170 250 95

КМД-2200Т5-Д+++ 85 7-12 80 18 160-235 315 94

КМД-2200Т6-Д+ 70 6-12 60 16 140-180 315 94

КМД-3000Т2-ДП+++ 85 8-15 80 18 340-450 500 229

* - по 5 % остатку на квадратной ячейке; - в зависимости от величины разгрузочной щели; - тип камеры: Гр2 - сверхгрубая; Гр - грубая; Т(Т1) - тонкая + - для сверхтонкого дробления в четырехстадиальных схемах дробления; ++ - для вязких труднодробимых железных руд; +++ - для сверхтонкого дробления в трехстадиальных схемах дробления; Д- дистанционное управление; П - распределитель питания

В дробилках производства ОАО «Уралмашзавод» [ 14 ], выполненных по схеме Бушопэ, осевая нагрузка воспринимается большим сферическим подпятником, который жестко установлен в станине. Функция регулирования разгрузочной щели реализуется посредством резьбового соединения опорного и регулирующего колец. За счет такого разделения функций обеспечивается постоянное поддержание заданного размера разгрузочной щели вне зависимости от величины усилия дробления, что в свою очередь, определяет стабильность гранулометрического состава продукта дробления.

Большой сферический подпятник дробящего конуса обеспечивает устойчивую (без «вращения вокруг собственной оси») кинематику конуса в различных режимах. При этом обеспечивается высокая надежность и долговечность подшипников дробилки.

Дробилки по схеме Зутопэ с консольным валом дробящего конуса обеспечивают доступный вход в камеру дробления и равномерное распределение поступающего в дробилку материала по всему ее периметру. При этом достигается равномерная загрузка дробилки и равномерный износ броней.

Мощные корпусные детали (станина, опорное и регулирующее кольца, дробящий конус) дробилок производства ОАО «Уралмашзавод» способны без деформаций и разрушений воспринимать рабочие нагрузки и периодические перегрузки от прохождения недробимых тел в течение 15 и более лет. Выход из строя станин и дробильных чаш в начальные годы эксплуатации «легких дробилок» зарубежного производства на ряде ГОКов России подтвердил тот факт, что прочность корпусных деталей дробилок неадекватна большой установленной мощности [ 21 ].

Одной из основных причин ограничения технологических параметров эксцентриковых дробилок является их высокая чувствительность к неравномерности загрузки исходным материалом, как по массе, так и по гранулометрическому составу.

При чрезмерной подаче материала в камеру дробления увеличивается расход энергии на дробление при некотором изменении (увеличении) крупности дробленого материала, что может быть объяснено стесненным расположением материала в камере дробления и снижением уровня деформаций кусков.

Следующим ограничительным фактором интенсификации работы эксцентриковых дробилок является опасность повреждения их механизма в связи с переполнением дробящей полости перерабатываемой рудой высокой крепости.

В количественном отношении поток руды на большинстве отечественных фабрик регулируется дробильщиком вручную и выбирается таким образом, чтобы над входом в дробящую полость не скапливался слой руды. Дальнейшее повышение подачи питания при переработке крепких руд и неизбежной неравномерности загрузки дробилки материалом приводит к срабатыванию пружин опорного кольца, повышению нагрузок на привод и запрессовке дробилки. Для устранения этих явлений дробильщик стремится подавать заведомо пониженное количество руды в дробилках, что в свою очередь приводит к другим нежелательным явлениям.

Так, при существующей частоте качаний подвижного конуса (~240 мин"1) кусок руды зажимается в дробящей полости при условии предельного ее заполнения 5-7 раз, однако, чем ниже производительность, тем с большей скоростью кусок проходит дробящую полость, подвергаясь в ней иногда двум-трем обжатиям. Такой режим приводит не только к уменьшению степени дробления, но и к резкому снижению ресурса дробилки из-за появления пиковых нагрузок при предельной деформации (деформации прессования) крупных кусков в зоне калибровки, вибраций вала конуса в эксцентрике при одновременном пробое слоя масла на поверхности трения и выходе на полусухое трение [ 20, 22 ].

Организация равномерной загрузки конусной эксцентриковой дробилки при автоматическом управлении массой подаваемого материала позволяет без конструктивных изменений машины добиться существенного увеличения ее технологических показателей.

Важно также обеспечить условия для равномерного распределения исходного материала по всей окружности дробящей полости.

Применение распределительной тарели, установленной на вершине подвижного конуса, не обеспечивает требуемой равномерности исходного материала из-за невозможности организации подачи потока материала по центру или из-за образования на поверхности тарели наростов рудной мелочи. В таких условиях дробилка работает неравномерно с пиковыми напряжениями в деталях и узлах привода, а износ брони носит волнообразный характер, в местные выработки ее проваливаются крупные куски руды. Для компенсации этого явления на ряде фабрик осуществляют механическую обработку брони (один-два раза за срок их службы), удорожающую эксплуатацию дробилок, но обеспечивающую рентабельность этих мер благодаря сохранению исходной производительности мельниц.

За рубежом используют вращающиеся воронки с боковым разгрузочным лотком, установленные над подвижным конусом на пути потока материала из питающих устройств в приемную емкость дробилки. Через боковой лоток воронки материал равномерно распределяется по окружности дробящей полости, компенсируя, тем самым, эффект сегрегации материала, возникающий в бункере [ 17 ].

Исследования показали, что использование распределителей питания даже без управления массой загружаемого в дробилку материала позволяет обеспечить равномерность износа брони и снизить средневзвешенную крупность продукт. Максимальный технологический эффект от равномерного износа брони может быть получен на тех производствах, где обеспечено на-

дежное металлоулавливание или внедрены средства, гарантирующие надежное стопорение регулировочного кольца в резьбе [ 73 ].

Конусные эксцентриковые дробилки имеют сравнительно низкую степень дробления в открытом цикле (не более 4-6).

Низкая степень дробления эксцентриковых дробилок объясняется использованием в качестве приводного элемента подвижного конуса эксцентрика, который ограничивает амплитуду конуса конструктивно заданным смещением своей оси относительно оси дробилки. Поэтому дробимый материал не может быть деформирован больше, чем установленный зазор между конусами, что заранее предопределяет низкую степень дробления. Кроме того, минимальный размер разгрузочной щели (зоны калибровки) ограничивается по конструктивным соображениям. Это объясняется тем, что брони неподвижного и подвижного конусов неизбежно имеют некоторую эллиптичность и неконцентричность, которые после механической обработки не должны превышать соответственно 0,05 и 0,1 % диаметра брони у основания. При совпадении знаков допусков суммарная разница диаметров брони составляет 0,15 %. Если рабочий зазор между конусами установить меньше этого значения, то при работе дробилки на холостом ходу могут возникать соударения броней.

В современных конструкциях конусных дробилок используются оригинальные технические решения, обеспечивающие моральную «молодость» классической схеме Бутош [ 31 ].

Примерами таких решений являются:

- гидравлическая разгрузка больших недробимых тел и завалов дробилки;

- гидравлическое регулирование разгрузочной щели;

- гидравлическое приспособление для затяжки брони конуса.

Конструктивные особенности и показатели конусных инерционных дробилок (КИД)

Схема инерционной дробилки (рис. 1.8) практически является дальнейшим развитием схемы эксцентриковой дробилки типа Бутош. Основное отличие заключается в том, что приводной эксцентрик заменен приводным вибратором дебалансного типа. Его применение обусловливает ряд принципиальных особенностей КИД в сравнении с эксцентриковыми дробилками.

Питание дробилки

Рис. 1.8. Конусная инерционная дробилка (типовая схема)

1 —наружный конус, 2 — броня наружного конуса, 3 — пщродохгкрат^ 4 — внутренний конус, 5 — сферическая опора, б — корпус, 7 — неуравновешенный ротор-вибратор, 8 — подшипнпкротора-впбратора,9—эластичная муфта, 10—резиновые амортизаторы, 11 —металлическая опора, 12 — кшшоременная передача, 13 — электродвигатель.

Дробилка состоит из корпуса, включающего наружный дробящий конус и сферическую опору для внутреннего дробящего конуса, на валу которого смонтирован дебалансный вибратор. При вращении последнего генерируется центробежная сила, заставляющая внутренний конус совершать гира-

ционные движения на сферической опоре. При сближении конусов осуществляется внутрислойное дробление материала.

Благодаря легкой регулировке инерционной силы вибровозбудителей обеспечивается изменение степени дробления. Кроме того, изменяя положение центра тяжести вибратора относительно оси вращения или меняя частоту его вращения, можно настраивать величину дробящей силы в зависимости от требуемой крупности продукта. При этом достигается селективность раскрытия минералов и снижается их переизмельчение [2, 10, 18, 61 ].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Орочко, Андрей Валерьевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев С. Е., Зверевич В. В., Перов В. А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М., Недра, 1980.

2. Афанасьев М. М., Зарогатский Л. П., Нагаев Р. Ф. Динамика рабочего органа конусной дробилки // Машиностроение. АН СССР. 1976. № 6. С. 814.

3. Баранов В. Ф. Обзор дробильного и измельчительного оборудования основных производителей // Обогащение руд. 2012. № 3. С. 32-38.

4. Блехман И. И. Самосинхронизация динамических систем. М.: Наука,

1971.

5. Блехман И. И, Вайсберг Л. А. Использование самосинхронизирующихся вибровозбудителей в горных вибрационных машинах // Горный журнал. 2000. № 11-12. С. 81-82.

6. Блехман И. И., Иванов Н. А. О пропускной способности и профилировании камеры дроблениям конусной дробилки // Обогащение руд. 1979. № 1. С. 41-49.

7. Блехман И. И., Иванов Н. А. Движение материала в камере дробления конусных дробилок как процесс вибрационного перемещения // Обогащение руд. 1977. №2. С. 35-41.

8. Блехман И. И., Кремер Е. Б. и др. Кинетическая теория разрушения хрупких природных материалов: фрактальный подход // Обогащение руд. 1998. № 1.С. 3-8.

9. Вайсберг Л. А. Эксплуатация дробильных и измельчительных установок/Л. А. Вайсберг. М.: Недра, 1989.

10. Вайсберг Л. А. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения / Л. А. Вайсберг, Л. П. Зарогатский, В. Я. Туркин. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. 306 с.

I

МС-

11. Вайсберг Л. А. Новое оборудование для дробления и измельчения материалов / Л. А. Вайсберг, Л. П. Зарогатский // Горный журнал. 2000. № 3. С. 45-52.

12. Вайсберг Л. А., Зарогатский Л. П. Новые машины и комплектные технологические линии для дробления и измельчения материалов // Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиноведение. РАН. М.: Наука. 2002. № 1.С. 64-71.

13. Вайсберг Л. А., Картавый А. Н. Дробильно-измельчительное оборудование НПК «Механобр-Техника» для переработки минерального и техногенного сырья // Горные машины и автоматика. 2004. № 3. С . 16-26.

14. Горное оборудование Уралмашзавода / Коллектив авторов. Ответственный редактор-составитель Г. X. Бойко. Екатеринбург: «Уральский рабочий». 2003. 240 с.

15. Груздев А. В., Осадчий А. М., Паладеева Н. И. Дробильно-размольное оборудование корпорации «Объединенные машиностроительные заводы» // Горные машины и автоматика. 2004. № 3. С. 7-12.

16. Денегин В. В. Измельчительные валки высокого давления: конструкция, достижения, проблемы. Горная техника. 2004. С. 120-126.

17. Зарогатский Л. П., Рудин А. Д. и др. Распределители питания повышают качество дробления и производительность конусных дробилок // Цветные металлы. 1979. № 3. С. 20-24.

18. Зарогатский Л. П., Сафронов А. Н. Управление технологическими показателями инерционных дробилок // Совершенствование и развитие процессов дробления, измельчения и классификации руд. Л., 1985. С. 40-45.

19. Крупна П. И., Щербачев В. И. Перспективы реконструкции рудо-подготовительных операций обогатительных фабрик на основе модернизации процессов дробления и нового поколения российского дробильно-классифицирующего оборудования // Горные машины и автоматика. 2004. № 3. С. 35-38.

20. Клушанцев Б. В. и др. Дробилки. М.: Машиностроение, 1990.

21. Крючков А. В., Чаков В. Н. Развитие и совершенствование процессов рудоподготовки на обогатительной фабрике ОАО «Стойленский ГОК» // Горный журнал. 2011. № 6. С. 57-60.

22. Клушанцев Б. В. Пути совершенствования конструкций дробильных машин: ВНИИстройдормаш, 1980. Вып. 87. С. 13-14.

23. Комиссаров А.П., Орочко A.B., Шестаков B.C. Расчет усилий для конусной инерционной дробилки // Математическое моделирование механических явлений. Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд. УГГУ, 2013. - С 101-106.

24. Лагунова Ю. А. Дробимость хрупких материалов при разрушении сжатием. Изв. ВУЗов. № 1. 1997.

25. Лагунова Ю. А. Определение комплексной характеристики свойств дробимости горных пород. Новосибирск: Изв. вузов. Строительство. №1, 1998. С. 117-119.

26. Лагунова Ю. А. Оптимизация параметров дробильного оборудования на основе энергетических характеристик дробимости горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 1999. № 8. С. 177-178.

27. Лагунова Ю. А. Экспериментальное определение энергетической характеристики свойств дробимости // Изв. УГГГА. Вып. 16. Сер.: Горная электромеханика. 2003. С. 53-57.

28. Лагунова Ю. А. Резервы повышения эффективности оборудования для рудоподготовки // Горные машины и автоматика. 2004. № 3. С. 49-53.

29. Лагунова Ю. А. Проектирование обогатительных машин: учебник. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. 378 с.

30. Лагунова Ю. А., Червяков С. А. Эффективность дробления рудных материалов // Горное оборудование и электромеханика. 2012. № 5. С. 18-20.

31. Лагунова Ю. А., Орочко А. В., Червяков С. А., Груздев А. В. Технические и технологические показатели конусных дробилок мелкого дробления // Горное оборудование и электромеханика. 2013. № 3. С. 23-26.

32. Лагунова Ю. А., Орочко А. В. Выбор формы камеры дробления и определение усилия дробления в конусных инерционных дробилках. Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: Сб. трудов XI Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека». Екатеринбург: Изд. УГГУ. 2013. С. 191-193.

33. Лагунова Ю.А., Орочко A.B. Взаимозависимости конструктивных и режимных параметров конусных дробилок // Горное оборудование и электромеханика. - № 8. - 2013. - С. 39-42.

34. Линч А. Дж. Циклы дробления и измельчения. М.: Недра, 1981. 343

с.

35. Муйземнек Ю. А. Уравновешивание и зазоры эксцентрикового узла гирационных дробилок. Строительные и дорожные машины. 1961. № 9. С. 31-34.

36. Муйземнек Ю. А. Усилия и нагрузки в конусных гирационных дробилках. М.: Машиностроение, 1964. 151 с.

37. Муйземнек Ю. А. Исследование конусных дробилок. В книге «Производство крупных машин». М.: Машиностроение, 1966.

38. Муйземнек Ю. А. и др. Конусные дробилки. М.: Машиностроение. 1970. 242 с.

39. Муйземнек Ю. А. Некоторые вопросы разрушения кусков сжимающими силами // Изв. вузов. Горный журнал. 1970. № 10. С. 80-83.

40. Муйземнек Ю. А. О закономерностях гранулометрического состава дробленого материала в конусных дробилках // Изв. вузов. Горный журнал. 1990. № 7. С. 54-56.

41. Муйземнек Ю. А., Муйземнек А. Ю. Моделирование процесса деформирования и разрушения горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. 1994. № 4. С. 19-22.

42. Муйземнек Ю. А. Совершенствование тонкого дробления в конусных дробилках // Расчеты и исследование обогатительного оборудования. М.: ВНИИметмаш, 1995. С. 48-57.

43. Муйземнек Ю. А. Математические модели рабочих процессов в конусных дробилках И Горный информационно-аналитический бюллетень. М., 2000. №4. С. 220-223.

44. Муйземнек Ю. А., Шестаков В. С. О технологическом сопряжении конусных дробилок // Изв. вузов. Горный журнал. 2000. № 6. С. 63-67.

45. Муйземнек Ю. А. Теория и практика рабочего процесса в конусных дробилках // Изв. вузов. Горный журнал. 2002. № 1. С. 101-110.

46. Масленников В. А. Операторы отбора и разрушения материала в модели процесса дробления // Изв. вузов. Горный журнал. 1987. № 12. С. 74-77.

47. Масленников В. А. Математические модели технических систем «Камера дробления дробилки КМД», «Рабочий процесс дробилки КМД» // Изв. Уральского горного института. Сер.: Горная электромеханика. Вып. 4. Екатеринбург, 1993. С. 9-49.

48. Масленников В. А. Проектирование горных машин (конструирование, моделирование, оптимизация, управление). Алгоритм творческого процесса конструктора: учебное пособие. Екатеринбург: изд. УГГГА, 1997.

49. Масленников В. А., Лагунова Ю. А. Проектирование конусных дробилок. Сборник научных трудов. Совершенствование методов проектирования горных машин, нефтегазопромыслового и дробильно-размольного оборудования. Екатеринбург: УГГГА-Уралмаш, 1997. С. 67-123.

50. Мартынюк П. А., Шер Е. Н. Статистическая модель разрушения горных пород при сжатии. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск: СО РАН РФ, 2002. № 6. С. 62-69.

51. Олевский В. А. Конструкции, расчеты и эксплуатация дробилок. М.: Металлургиздат, 1958.

52. Орочко A.B., Савинова Н.В., Шестаков B.C. Расчет напряжений в элементах оснований конусных инерционных дробилок // Сборка в машиностроении, приборостроение. - № 11.- 2012, с. 40-44.

53. Орочко A.B., Лагунова Ю.А. Прочностные свойства слоя материала // Машиностроение и техносфера XXI века // Сб. трудов XIX международной научно-технической конференции в г. Севастополе. В 3-х томах.- Донецк: ДонНТУ, 2012.- Т. 2.- С. 132-135.

54. Патент на полезную модель № 122669 Экскавационно-дробильный агрегат / Комиссаров А.П., Лагунова Ю.А., Орочко A.B., Шестаков В. С. // U1 МПК E02F 3/38; заявл. 10.08.12; опубл, 10.12.2012. Бюл. № 34 3 с.

55. Пашкин Л. Н., Брыляков Ю. Е., Золоторунская Г. Е., Образцов А. Н. Результаты внедрения дробилок КМД-2200Т5-Д на фабрике АНОФ-2 ОАО «Апатит» // Горные машины и автоматика. 2003. № 10. С. 25-28.

56. Работное Ю. Н. Проблемы механики деформируемого твердого тела // Избр. тр. М.: наука, 1991. 156 с.

57. Ребиндер П. А., Шрейнер Л. А., Жигач Л. Н. Показатели твердости пород при бурении. Изд. АН СССР, 1941.

58. Ревнивцев В. И. и др. Основные закономерности изменения состояния слоя сыпучего материала при сжатии // Обогащение руд. 1984. № 4. С. 12-17.

59. Ревнивцев В. И., Зарогатский Л. П., Рудин А. Д., Шуляков А. Д. Повышение эффективности работы конусных дробилок // Горный журнал. 1984. № 12. С. 42-44.

60. Ревнивцев В. И. О динамическом уравновешивании конусных дробилок / В. И. Ревнивцев, Л. П. Зарогатский, О. П. Барзуков // Обогащение руд. 1987. №5. С. 30-33.

61. Ревнивцев В. К, Зарогатский Л. П. и др. Селективное разрушение минералов. М., Недра, 1988.

62. Ревнивцев В. И., Зарогатский Л. П. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов. М., Недра, 1992.

63. Родин P.A. Разрушение горных пород при дроблении // ВНИПИИ-стромсырье. -М., 1980. - С. 20-31.

64. Родин P.A. О работе, расходуемой на дробление горных пород // Горный журнал. - 1987. - № 6. - С. 84-89.

65. Родин P.A. О физико-механических свойствах горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. - 1989. - № 6. - С. 10-14.

66. Родин P.A. О гипотезах дробления // Изв. вузов. Горный журнал. -1994.-№4.-С. 71-78.

67. Родин P.A. О комплексных физико-механических характеристиках хрупких горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. - 1992. - № 4. - С. 4-9.

68. Родин P.A. Физическая сущность процесса разрушения горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. - 1992. - № 5. - С. 13-19.

69. Рундквист А. К. Общая форма законов дробления // Обогащение руд. 1956. №2. С. 11-14.

70. Сапожников А. И., Голованов А. В. Конусная дробилка-мельница -перспективное направление совершенствования технологии дезинтеграции // Обогащение руд. 2012. № 6. С. 37-39.

71. Серго Е. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / Е. Е. Серго. М.: Недра, 1985.

72. Туркин В. Я. Сравнительные испытания ударно-вибрационной ще-ковой дробилки // Обогащение руд. 1971. № 3. С. 40-46.

73. Федулов К. А., Груздев А. В. Дробилки КСД-2200Т-ДМ и КМД-2200Т6-Д. АСУ регулирования щели дробилок каскада в ОАО «Михайловский ГОК». Система контроля амортизации и загрузки. Сб. докладов VII международной науч. тех. конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека» -

Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Екатеринбург: УГГУ, 2009. С. 188-190.

74. Червяков СЛ., Муйземнек Ю.А. Повышение технического уровня эксплуатации конусных дробилок среднего и мелкого дробления // Изв. вузов. Горный журнал. - 1996. - № 12. - С. 112-117.

75. Червяков С.А., Муйземнек Ю.А., Муйземнек А.Ю. Предпосылки для конусных дробилок нового поколения // Изв. вузов. Горный журнал. -1997. - № 1-2. - С. 118-121.

76. Червяков С.А., Муйземнек Ю.А. Особенности конструкции и эксплуатации конусных дробилок. - М.: Горная промышленность. - 1997. - № 3. -С. 33-36.

77. Червяков С. А., Муйземнек Ю. А. Современные тенденции совершенствования рабочего процесса в конусных дробилках // Горный журнал. 2000. №3. С. 21-25.