Обгрунтування конструктивних параметрів та режимів роботи млинів примусового подрібнення з обертальним інтенсифікатором

Мета дослідження. Метою роботи є удосконалення методу примусового подрібнення та розробка ресурсозберігаючих млинів з доказом їх працездатності та ефективності застосування, розробка теоретичних положень і отримання залежностей для визначення основних розмірів, навантажень робочих поверхонь та вибору режимів роботи, розробка теоретичних положень і рекомендацій по удосконаленню розвантажувальних пристроїв та електропривода. 

Ідея роботи полягає у використанні закономірностей взаємодії внутрішньомлинового завантаження з робочими поверхнями млина, принципу програмного формування струмів збудження та резонансних явищ в розщеплених обмотках збудження для збільшення міжремонтного періоду та ефективності використання млинів примусового подрібнення. 

Для досягнення поставленої мети в дисертації вирішуються наступні наукові завдання: 

1. Розробити та обгрунтувати положення стосовно підвищення працездатності робочих поверхонь інтенсифікаторів та визначення головних геометричних співвідношень, розмірів та режимів роботи ресурсозберігаючих млинів. 

2. Розробити методику розрахунку кінематичних параметрів внутрішньомлинового завантаження та принципи визначення зусиль, напруженостей та моментів клиноподібної зони, уточнити основні складові потужності, дослідити форму механічних характеристик млинів та розробити рекомендації і засоби їх поліпшення. 

3. Розробити основи теоретичного визначення ефективних параметрів криволінійних елеваторів та обгрунтувати напрямки їх подальшого удосконалення. 

 4. Визначити межі ефективного використання привода з двома синхронними двигунами і розробити рекомендації стосовно вибору системи керування ним, розробити концепцію підвищення надійності його запуску та принципи розрахунку параметрів і механічних характеристик синхронного двигуна з розщепленою обмоткою збудження. 

Наукові положення, що виносяться на захист: 

1. поперечні щілини порожнистого обертального інтенсифікатора у вигляді циліндра менші, а хвостовики у декілька разів товщі найбільших подрібнювальних кусків, причому його діаметр та ексцентриситет слід визначати з урахуванням спільного обтискання клиноподібної зони, центрифугуючого шару та піддатливої футерівки барабану, коефіцієнт заповнення барабану вибирати 0, 55... 0, 7, а відношення сировина/кулі – 0, 6. При цьому у межах 0... 1 зменшення проковзування інтенсифікатора збільшує максимум тиску на робочих поверхнях млина, кутове положення максимуму та потужність внутрішньомлинового завантаження. 

2. Для найбільшої продуктивності млинів у місці спряження дотичні поперечних розрізів розвантажувальних конуса та криволінійних елеваторів повинні співпадати, причому кривизна їх профілю зростає при підвищенні частот обертання млинів і коефіцієнтів взаємного тертя з вивантажувальним продуктом. 

3. система керування приводом з синхронними двигунами повинна мати інтегральний регулятор середніх навантажень і формувати гармонічні складові струмів збудження, причому межі застосування електричного вирівнювання визначаються номінальними параметрами двигунів та терміном переналагодження приводу, а його надійний запуск забезпечують розташування вісі інтенсифікатора у межах четвертого квадранту та розщеплення обмотки збудження у поєднанні з розподіленими ємностями для створення резонансних явищ у пускових режимах. 

Наукова новизна одержаних результатів. 

1. Вперше експериментально обгрунтована ефективність конструкції ресурсозберігаючого млина. доведено, що рихлення центрифугуючого шару і відсутність перед хвостовиками інтенсифікатора згладжувальної призми із малих часток забезпечують поперечну сегрегацію внутрішньомлинового завантаження і виключають його ковзання відносно робочих поверхонь млина. На відміну від відомих рішень, коли надійно захищалася лише робоча поверхня барабана, використання змінної жорсткості футерівки барабана суттєво підсилює поперечну сегрегацію внутрішньомлинового завантаження і у поєднанні із затримкою поперечними щілинами перед потовщеними захисними хвостовиками циліндричного інтенсифікатора з обертанням лише найбільших подрібнювальних кусків або куль для захисту хвостовиків від спрацювання, а також зростанням їх кількості істотно збільшує міжремонтний термін млинів. 

2. Теоретично обгрунтовані діаметр та ексцентриситет інтенсифікатора для розвитку необхідного для руйнування сировини тиску клиноподібної зони і визначена найменша необхідна для ударного руйнування частота обертання млина. показано, що при визначенні тиску на робочих поверхнях ресурсозберігаючих млинів, діаметра та ексцентриситету їх інтенсифікаторів слід враховувати проковзування інтенсифікатора та спільне обтискання клиноподібної зони з центрифугуючим шаром і футерівкою барабана, причому у межах 0... 1 зменшення проковзування збільшує максимум тиску і його кутове положення, обертальний момент барабана і потужність внутрішньомлинового завантаження. На відміну від відомих, запропоновані положення враховують негативний вплив піддатливості футерівки барабана і проковзування інтенсифікатора на рівень відносного обтискання внутрішньомлинового завантаження і тиск роздавлювання, дають можливість точніше вибрати діаметр і ексцентриситет інтенсифікатора. 

3. Теоретично обгрунтовані необхідні для ефективного вивантаження продуктів із млина профіль криволінійних елеваторів та координати його поєднання з розвантажувальним конусом. доведено, що для традиційних частот обертання млинів профіль елеваторів слід будувати за допомогою отриманого рівняння одночасного ковзання, причому найбільшу продуктивність забезпечує поєднання елеваторів з розвантажувальним конусом в точці з теоретично визначеними оптимальними координатами. На відміну від відомого графоаналітичного методу побудови профілю, отримане рівняння елеватора одночасного ковзання та оптимальні координати точки його поєднання з розвантажувальним конусом надійніше забезпечують вивантажування елеватором продуктів і при відносно вищих частотах обертання млинів та підвищеній густині зливу млинів. 

4. Вперше обгрунтовані межі ефективного застосування дводвигунного синхронного привода та принцип компенсації кінематичних похибок зачеплення, визначені заповнення барабану і кутове розташування інтенсифікатора, необхідні для формування механічних характеристик млина з мінімальними середнім моментом і моментом зрушення. показано, що для надійного запуску, скорочення його терміну та збільшення допустимої кількості пусків привода підряд, що в свою чергу допускає використання не спеціальних, а нормальних двигунів, а також компенсації негативного впливу кінематичних похибок зачеплення вісі обертання інтенсифікаторів повинні бути у межах четвертого квадранту, коефіцієнт заповнення барабану близьким до 0, 6... 0, 7, а струми обмоток збудження мати програмно сформовані гармонічні складові. На відміну від